第3节人类对太空的不懈探索 同步练习（Word版含答案）

2021-2022学年鲁科版（2019）必修第二册第四章第3节人类对太空的不懈探索
每课自我检测
一、单选题
1． 天和号核心舱在轨运行可近似为圆周运动，将地球看作半径为R的均匀球体，核心舱距离地面的高度为H。忽略地球自转，地面处的重力加速度大小为g，则可以求出（ ）
A．核心舱内的重力加速度大小 B．核心舱的运行速度为
C．核心舱的运行周期为 D．地球的密度为
2． 如图所示，“天舟一号”货运飞船与“天宫二号”空间实验室对接，对接后飞行轨道高度与“天宫二号”圆轨道高度相同。己知万有引力常量为G，地球半径为R。对接前“天宫二号”的轨道半径为r、运行周期为T。由此可知（ ）
A．“天舟一号”货运飞船是从与“天宫二号”空间实验室同一高度轨道上加速追上“天宫二号”完成对接的
B．地球的质量为
C．对接后，“天舟一号”与“天宫二号“组合体的运行周期等于T
D．地球的第一宇宙速度为
3． 2021年6月17日，神舟十二号载人飞船与天和核心舱完成对接，航天员聂海胜、刘伯明、汤洪波进人天和核心舱，标志着中国人首次进入了自己的空间站。对接过程如图所示，天和核心舱处于半径为的圆轨道III，神舟十二号飞船处于半径为的圆轨道I，运行周期为T1，神舟十二号飞船通过变轨操作后，沿椭圆轨道II运轨道运动到P处与天和核心舱对接。则（ ）
A．飞船变轨前后经过Q点的速度和加速度均变大
B．飞船沿轨道II运动到对接点P时的速度，刚好与天和核心舱的速度相等
C．飞船处于轨道I时与地心连线扫过的面积与天和核心舱与地心连线相同时间内扫过的面积相等
D．飞船沿轨道II运行的周期为
4． 2021年5月22日10点40分，中国火星探测器“天问一号”的火星车祝融号着陆火星表面。设想未来某天人类乘坐载人飞船到火星上开展科学实验：在距火星表面附近h处无初速释放一个小球，经时间t落至火星。已知火星的半径为R、引力常量为G，忽略火星自转，下列说法正确的是（ ）
A．火星表面加速度为
B．火星的平均密度为
C．火星的第一宇宙速度为
D．宇宙飞船绕火星做圆周运动的周期不小于
5． 如图所示，a为地球赤道上的物体，随地球表面一起转动，b为近地轨道卫星，c为同步轨道卫星，d为高空探测卫星。若a、b、c、d绕地球转动的方向相同，且均可视为匀速圆周运动。则（ ）
A．a、b、c、d中，a的加速度最大
B．a、b、c、d中，b的线速度最大
C．a、b、c、d中，c的周期最大
D．a、b、c、d中，d的角速度最大
6． 2021年11月11日，科学家在银河系外的一个年轻星团中发现了一个质量是太阳11倍的黑洞。该星团由数千颗恒星组成，距离大麦哲伦星云约16万光年，为银河系的邻居。黑洞是一个非常致密的天体，会形成强大的引力场，连光也无法逃脱．已知太阳质量为，光在真空中的传播速度，引力常量，第二宇宙速度是第一宇宙速度的倍，忽略相对论效应及量子效应，试估算该黑洞最大半径的数量级为（ ）
A． B． C． D．
7． 2021年2月，我国“天问一号”火星探测器抵达环绕火星的轨道，正式开启火星探测之旅，如图“天问一号”进入火星停泊轨道2后，在近火点280千米。远火点5.9万千米，进行相关探测后再进入较低的椭圆轨道3开展科学探测。则“天问一号”（ ）
A．轨道2环绕周期比轨道3环绕周期小
B．轨道2近火点的加速度比轨道3近火点的加速度大
C．轨道2近火点的速率比轨道3近火点的速率大
D．轨道2近火点的机械能比轨道2远火点机械能大
8． 北斗卫星导航系统第三颗组网卫星（简称“三号卫星”）的工作轨道为地球同步轨道，设地球半径为R，“三号卫星”的离地高度为h，则关于地球赤道上静止的物体、地球近地环绕卫星和“三号卫星”的有关物理量，下列说法中正确的是（ ）
A．近地卫星与“三号卫星”的周期之比为
B．近地卫星与“三号卫星”的角速度之比为
C．赤道上物体与“三号卫星”的线速度之比为
D．赤道上物体与“三号卫星”的向心加速度之比为
9． 如图所示，卫星甲、乙均绕地心做匀速圆周运动，轨道平面互相垂直，乙的轨道半径是甲的倍。将两卫星和地心在同一直线且甲，乙位于地心同侧的位置称为“相遇”，则从某次“相遇”后，甲运动5圈的时间内，甲、乙卫星将“相遇”（ ）
A．2次 B．3次 C．4次 D．5次
10．据报道，中国空间站分别在2021年7月1日和10月21日进行两次机动变轨，原因是空间站受到美国星链卫星靠近的威胁，触发了空间站的“紧急避碰”的指令，改变轨道以回避正在接近的卫星。正常运行时，星链卫星的轨道高度是在到之间，而中国空间站的在轨高度是。已知地球半径为，引力常量为。下列判断正确的是（ ）
A．中国空间站的向心力大于星链卫星的向心力
B．中国空间站的运行周期小于星链卫星的运行周期
C．中国空间站如果机动变轨到更高轨道需使空间站减速
D．由题目所给数据可以计算出地球的密度
二、多选题
11．地球赤道上的重力加速度为g，物体在赤道上随地球自转的向心加速度为a，卫星甲、乙、丙在如图所示的三个椭圆轨道上绕地球运行，卫星甲和乙的运行轨道在P点相切，以下说法中正确的是（ ）
A．如果地球自转的角速度突然变为原来的倍，那么赤道上的物体将会“飘”起来
B．卫星甲、乙经过P点时的加速度大小相等
C．卫星甲的周期最小
D．三个卫星在远地点的速度可能大于第一宇宙速度
12．2021年10月16日6时56分，神舟十三号载人飞船与空间站组合体完成自主快速交会对接。航天员翟志刚、王亚平、叶光富进驻天和核心舱，中国空间站开启有人长期驻留时代。“天和核心舱”在距地面高度为的轨道做匀速圆周运动，地球的半径为，地球表面的重力加速度为，引力常量为。下列说法正确的是（ ）
A．地球的质量
B．“天和核心舱”的线速度为
C．“天和核心舱”运行的周期为
D．“天和核心舱”的线速度大于第一宇宙速度（）
13．2021 年10 月16 日，我国神舟十三号载人飞船成功发射，搭载着王亚平等3 名航天员与天宫号空间站顺利对接。3 位航天员进入空间站绕地球做圆周运动时，由于地球遮挡阳光，会经历“日全食”过程。已知地球半径为R，地球质量为M，引力常量为G，地球自转周期为T0，太阳光可看做平行光。如图所示，王亚平在A 点测出她对地球的张角为2θ，OA 与太阳光平行，下列说法正确的是（ ）
A．空间站距地面的高度为
B．空间站的运行周期为
C．航天员每次经历“日全食”过程的时间为
D．航天员每天经历“日全食”的次数为
14．北京时间2021年10月16日0时23分，搭载“神舟十三号”载人飞船的“长征二号”F遥十三运载火箭，在酒泉卫星发射中心点火发射，一段时间后，“神舟十三号”载人飞船与火箭成功分离，进入预定轨道，发射取得圆满成功。飞船入轨后，按照预定程序与“天和”核心舱和“天舟二号”“天舟三号”组合体进行自主快速交会对接。航天员进驻“天和”核心舱，开启为期6个月的在轨驻留。下列说法正确的是（ ）
A．“神舟十三号”载人飞船与火箭成功分离后，火箭立即做自由落体运动
B．“神舟十三号”载人飞船与“天和”核心舱和“天舟二号”“天舟三号”组合体对接后的运行速度小于
C．若“天和”核心舱在轨运行时受阻力作用，则其运行周期将变小
D．6个月后，返回舱返回地球，其在低轨道上的加速度小于在高轨道上的加速度
15．2021年4月29日，长征五号B遥二运载火箭在中国文昌航天发射场发射升空，搭载空间站天和核心舱将其送入预定轨道，为后续关键技术验证和空间站组装建造顺利实施奠定了坚实基础。现假设核心舱将通过7次变轨，最终提升到远地点距离地面几千公里的椭圆轨道，变轨示意图如图所示。此次核心舱飞行中的所有变轨都是由核心舱自主完成的，核心舱在各椭圆轨道飞行（不变轨）过程中（ ）
A．过相切点时加速度a、线速度v大小相同
B．地球位于所有椭圆轨道的焦点上
C．测定每个椭圆轨道的运动周期就可以推知对应轨道的长轴之比
D．在不同轨道上，其与地球的连线在相同时间内扫过的面积相同
三、解答题
16．一颗在赤道上空运行的人造地球卫星，离地高度为h=3R（R为地球半径），已知地球同步卫星的离地高度大于h，地球表面的重力加速度为g，则：
(1)该卫星绕地球运行的周期是多大；
(2)卫星的运动方向与地球自转方向相同，已知地球自转周期为T0，某一时刻卫星通过赤道上某建筑物的正上方，再经过多长时间它又一次出现在该建筑物正上方？
17．已知万有引力常量为G，月球表面的重力加速度为g，月球的平均密度为ρ，月球可视为球体，球体积计算公式V=πR3。求：
（1）月球质量M；
（2）嫦娥四号探月卫星在近月球表面做匀速圆周运动的环绕速度v。
2021-2022学年鲁科版（2019）必修第二册第四章第3节人类对太空的不懈探索（参考答案）
一、单选题
题号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
答案 C C D D B B C A B B
二、多选题
题号 11 12 13 14 15
答案 AB AB AC BC BC
三、解答题
16．(1) ；(2)
17．（1）；（2）
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