7.4 宇宙航行 同步课时作业（Word版含答案）
文档属性
| 名称 | 7.4 宇宙航行 同步课时作业（Word版含答案） |  | |
| 格式 | doc | ||
| 文件大小 | 1.2MB | ||
| 资源类型 | 教案 | ||
| 版本资源 | 人教版（2019） | ||
| 科目 | 物理 | ||
| 更新时间 | 2022-03-26 07:31:39 | ||
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文档简介
7.4 宇宙航行 同步课时作业
一、单选题
1．（2022·河北·高三专题练习）如图所示是地球唯一的天然卫星——月球与地球某时刻的位置关系。已知地、月的第一宇宙速度之比约为，近地卫星与近月卫星（运行轨道均可近似看做圆）的环绕周期之比约为，则地、月质量之比约为（ ）
A． B． C． D．
2．（2022·江西省余干中学高一阶段练习）人造卫星、宇宙飞船、航天飞机等航天器进入轨道后可近似认为绕地球做匀速圆周运动，航天器舱中的人和物将随航天器一起做圆周运动，若某宇航员手托着一个小球静止站立于航天器内，下列说法正确的是（ ）
A．小球在太空中将失去惯性
B．宇航员对小球的支持力大小等于小球的重力
C．太空舱中，宇航员利用台秤无法测出小球的质量
D．航天器运行时与地球之间将不存在相互作用力
3．（2022·河北·高三专题练习）据国家航天局消息，2021年11月8日，“天问一号”火星环绕器成功实施第五次近火制动，准确进入遥感使命轨道，开展火星全球遥感探测。综合考虑环绕器全球遥感探测、火星车中继通信需求，工程研制团队优化了轨道设计，确定了周期约7.08小时的遥感轨道方案。假设“天问一号”环绕器绕火星做匀速圆周运动，已知火星质量为地球质量的。“天问一号”环绕器绕火星运动的线速度与地球同步卫星绕地球运动的线速度的比值约为（ ）
A． B． C． D．
4．（2022·全国·高三专题练习）地球绕地轴自西向东转动。自转的平均角速度为。若地球的自转加快，转速达到原来的8倍，其他因素保持不变，则下列说法正确的是（ ）
A．近地卫星的速度变为原来的16倍
B．近地卫星的角速度变为原来的8倍
C．同步卫星的速度变为原来的8倍
D．同光卫是的轨道半径变为原来的
5．（2021·广东茂名·高三阶段练习）2021年10月16日，我国成功发射了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，3名航天员翟志刚、王亚平、叶光富成功进入了天和核心舱，他们将在轨驻留6个月。若天和核心舱绕地球运行的轨道可视为圆轨道，轨道离地球表面的高度约为地球半径的，下列说法正确的是（ ）
A．航天员在空间站内均处于平衡状态
B．航天员在空间站内所受重力为零
C．天和核心舱相对地球表面是静止的
D．天和核心舱在轨运行的速度小于地球第一宇宙速度
6．（2022·青海·西宁市海湖中学高三开学考试）2017年6月19日长征三号火箭发射同步卫星中星9A时出现异常，卫星没有进入预定的静止轨道。通过我国研究人员的努力，经过10次轨道调整，终于在7月5日将中星9A卫星成功定点于东经101.4°的静止轨道，完成“太空自救”。如图所示是卫星自救过程的简化示意图，近地轨道和静止轨道是圆轨道，异常轨道和转移轨道是椭圆轨道，P、Q、S三点与地球中心共线，P、Q两点是转移轨道的远地点和近地点，近似认为P、Q间的距离为地球半径R的8倍，则下列说法正确的是（ ）
A．静止轨道与地球赤道平面可以不重合
B．卫星在静止轨道上经过S点与在转移轨道上经过P点的加速度相同
C．卫星在异常轨道上经过Q点速率大于在静止轨道上经过S点的速率
D．卫星在近地轨道上的周期与在转移轨道上的周期之比约为1∶4
二、多选题
7．（2022·新疆昌吉·一模）2020年11月24日，长征五号运载火箭搭载嫦娥五号探测器成功发射升空并将其送入预定轨道，11月28日，嫦娥五号进入环月轨道飞行，12月17日凌晨，嫦娥五号返回器携带月壤着陆地球。假设嫦娥五号环绕月球飞行时，在距月球表面高度为h处，绕月球做匀速圆周运动（不计周围其他天体的影响），测出飞行周期T，已知万有引力常量G和月球半径R。则下列说法正确的是（ ）
A．嫦娥五号绕月球飞行的线速度为
B．月球的质量为
C．月球的第一宇宙速为
D．月球表面的重力加速度为
8．（2021·河北·高二学业考试）下列关于地球同步卫星的说法正确的是（ ）
A．地球同步卫星的轨道可能通过地球两极上空
B．地球同步卫星的轨道只能在赤道上空
C．所有在轨运行的地球同步卫星距地面的高度都相同
D．所有在轨运行的地球同步卫星距地面的高度可以不相同
9．（2021·安徽六安·高三阶段练习）北京时间2021年10月16日6时56分，神舟十三号载人飞船采用自主快速交会对接模式成功对接于空间站天和核心舱径向端口，翟志刚、王亚平、叶光富三名航天员成功进驻空间站天和核心舱，开始中国迄今时间最长的载人飞行。已知空间站轨道离地面的高度约360km，绕地球飞行的轨道可视为圆轨道。下列说法正确的是（ ）
A．空间站在轨道上运行一圈的时间不到一天
B．空间站在轨道上运行时航天员处于失重状态
C．对接后，空间站由于质量增大，轨道半径将变大
D．若再已知空间站的运行周期T、地球半径R和引力常量G，可估算出地球密度
10．（2022·湖北武汉·高三阶段练习）木星在我国古代被称为“岁星”，有79颗卫星。伽利略在1610年发现了木星的四颗卫星，其中木卫一、木卫二、木卫三绕木星做匀速圆周运动的周期之比为1：2：4.已知木星的质量为1.9×1027kg，木星的自转周期为10h，木卫三绕木星运动的轨道半径为1.1×109m，万有引力常量为6.67×10-11N·m2/kg2，根据上述信息可以求出（ ）
A．木星表面的重力加速度大小 B．木星同步卫星的线速度大小
C．木卫一绕木星运动的周期 D．木卫二绕木星运动的轨道半径
11．（2022·福建·模拟预测）2013年4月出现了“火星合日”的天象。“火星合日”是指火星、太阳、地球三者之间形成一条直线时，从地球的方位观察，火星位于太阳的正后方，火星被太阳完全遮蔽的现象，如图所示，已知地球、火星绕太阳运动的方向相同，若把火星和地球绕太阳运动的轨道视为圆，火星绕太阳公转周期约等于地球公转周期的2倍，由此可知（ ）
A．“火星合日”每年都会出现至少一次 B．“火星合日”不是每年都会出现
C．火星的公转半径约为地球公转半径的倍 D．火星的公转半径约为地球公转半径的8倍
三、填空题
12．（2022·上海·模拟预测）国际空间站的轨道距地面319.6～346.9 km，中国天宫空间站的轨道距地面约400 km，若将这两个轨道近似视为圆轨道。设国际空间站和天宫空间站运行的周期分别为T1、T2，运行速率分别为v1、v2，则T1________T2、v1___________v2（均选填“大于”或“小于”）。
13．（2021·湖南岳阳·高一期末）已知地球半径为R，地球表面和重力加速度为g，引力常量为G，不考虑地球自转影响，则地球的质量为___________，卫星环绕地球运行的第一宇宙速度为___________，若某卫星绕地球做匀速圆周运动的周期为T，则卫星的轨道半径为___________。
14．（2021·湖南岳阳·高一期末）2009年5月，航天飞机在完成对哈勃空间望远镜的维修任务后，在A点从圆形轨道I进入椭圆轨道II，B点为轨道II的一点，如图所示，航天飞机在轨道II上经过A的速度______（填“大于”、“等于”或“小于”）在轨道I上经过A的速度；在轨道II上运动的周期______（填“大于”、“等于”或“小于”）在轨道I上运动的周期。
四、解答题
15．（2022·江苏·海安县实验中学高一阶段练习）如图所示，三个质点a、b、c的质量分别为m1、m2、M（M远大于m1及m2），在万有引力作用下，a、b在同一平面内绕c沿逆时针方向做匀速圆周运动。已知轨道半径之比为ra：rb=1：4，求：
（1）a、b运动的周期之比；
（2）从图示位置开始，在b转动一周的过程中，a、b、c共线的次数。
16．（2022·湖北·南漳县第一中学高一阶段练习）天宫二号在距地面h高度处绕地球做匀速圆周运动。2016年10月19日，神舟十一号飞船发射成功，与天宫二号空间站圆满完成自动交会对接。已知地球质量为M，半径为R，引力常量为G。
（1）求天宫二号在轨运行线速度v的大小；
（2）求天宫二号在轨运行周期T。
17．（2021·云南·罗平县第二中学高一期末）如图所示，宇航员站在某质量分布均匀的星球表面沿水平方向以初速度v0抛出一个小球，经时间t落地，落地时速度与竖直方向的夹角为30°，已知该星球半径为R，万有引力常量为G。
求：（1）该星球表面的重力加速度a；
（2）该星球的第一宇宙速度v；
（3）人造卫星绕该星球表面做匀速圆周运动的最小周期T。
试卷第1页，共3页
试卷第1页，共3页
参考答案：
1．A
2．C
3．C
4．D
5．D
6．C
7．AC
8．BC
9．ABD
10．BCD
11．BC
12． 小于 大于
13．
14． 小于 小于
15．（1）1:8；（2）14
16．（1）；（2）
17．（1）；（2）；（3）
答案第1页，共2页
答案第1页，共2页
一、单选题
1．（2022·河北·高三专题练习）如图所示是地球唯一的天然卫星——月球与地球某时刻的位置关系。已知地、月的第一宇宙速度之比约为，近地卫星与近月卫星（运行轨道均可近似看做圆）的环绕周期之比约为，则地、月质量之比约为（ ）
A． B． C． D．
2．（2022·江西省余干中学高一阶段练习）人造卫星、宇宙飞船、航天飞机等航天器进入轨道后可近似认为绕地球做匀速圆周运动，航天器舱中的人和物将随航天器一起做圆周运动，若某宇航员手托着一个小球静止站立于航天器内，下列说法正确的是（ ）
A．小球在太空中将失去惯性
B．宇航员对小球的支持力大小等于小球的重力
C．太空舱中，宇航员利用台秤无法测出小球的质量
D．航天器运行时与地球之间将不存在相互作用力
3．（2022·河北·高三专题练习）据国家航天局消息，2021年11月8日，“天问一号”火星环绕器成功实施第五次近火制动，准确进入遥感使命轨道，开展火星全球遥感探测。综合考虑环绕器全球遥感探测、火星车中继通信需求，工程研制团队优化了轨道设计，确定了周期约7.08小时的遥感轨道方案。假设“天问一号”环绕器绕火星做匀速圆周运动，已知火星质量为地球质量的。“天问一号”环绕器绕火星运动的线速度与地球同步卫星绕地球运动的线速度的比值约为（ ）
A． B． C． D．
4．（2022·全国·高三专题练习）地球绕地轴自西向东转动。自转的平均角速度为。若地球的自转加快，转速达到原来的8倍，其他因素保持不变，则下列说法正确的是（ ）
A．近地卫星的速度变为原来的16倍
B．近地卫星的角速度变为原来的8倍
C．同步卫星的速度变为原来的8倍
D．同光卫是的轨道半径变为原来的
5．（2021·广东茂名·高三阶段练习）2021年10月16日，我国成功发射了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，3名航天员翟志刚、王亚平、叶光富成功进入了天和核心舱，他们将在轨驻留6个月。若天和核心舱绕地球运行的轨道可视为圆轨道，轨道离地球表面的高度约为地球半径的，下列说法正确的是（ ）
A．航天员在空间站内均处于平衡状态
B．航天员在空间站内所受重力为零
C．天和核心舱相对地球表面是静止的
D．天和核心舱在轨运行的速度小于地球第一宇宙速度
6．（2022·青海·西宁市海湖中学高三开学考试）2017年6月19日长征三号火箭发射同步卫星中星9A时出现异常，卫星没有进入预定的静止轨道。通过我国研究人员的努力，经过10次轨道调整，终于在7月5日将中星9A卫星成功定点于东经101.4°的静止轨道，完成“太空自救”。如图所示是卫星自救过程的简化示意图，近地轨道和静止轨道是圆轨道，异常轨道和转移轨道是椭圆轨道，P、Q、S三点与地球中心共线，P、Q两点是转移轨道的远地点和近地点，近似认为P、Q间的距离为地球半径R的8倍，则下列说法正确的是（ ）
A．静止轨道与地球赤道平面可以不重合
B．卫星在静止轨道上经过S点与在转移轨道上经过P点的加速度相同
C．卫星在异常轨道上经过Q点速率大于在静止轨道上经过S点的速率
D．卫星在近地轨道上的周期与在转移轨道上的周期之比约为1∶4
二、多选题
7．（2022·新疆昌吉·一模）2020年11月24日，长征五号运载火箭搭载嫦娥五号探测器成功发射升空并将其送入预定轨道，11月28日，嫦娥五号进入环月轨道飞行，12月17日凌晨，嫦娥五号返回器携带月壤着陆地球。假设嫦娥五号环绕月球飞行时，在距月球表面高度为h处，绕月球做匀速圆周运动（不计周围其他天体的影响），测出飞行周期T，已知万有引力常量G和月球半径R。则下列说法正确的是（ ）
A．嫦娥五号绕月球飞行的线速度为
B．月球的质量为
C．月球的第一宇宙速为
D．月球表面的重力加速度为
8．（2021·河北·高二学业考试）下列关于地球同步卫星的说法正确的是（ ）
A．地球同步卫星的轨道可能通过地球两极上空
B．地球同步卫星的轨道只能在赤道上空
C．所有在轨运行的地球同步卫星距地面的高度都相同
D．所有在轨运行的地球同步卫星距地面的高度可以不相同
9．（2021·安徽六安·高三阶段练习）北京时间2021年10月16日6时56分，神舟十三号载人飞船采用自主快速交会对接模式成功对接于空间站天和核心舱径向端口，翟志刚、王亚平、叶光富三名航天员成功进驻空间站天和核心舱，开始中国迄今时间最长的载人飞行。已知空间站轨道离地面的高度约360km，绕地球飞行的轨道可视为圆轨道。下列说法正确的是（ ）
A．空间站在轨道上运行一圈的时间不到一天
B．空间站在轨道上运行时航天员处于失重状态
C．对接后，空间站由于质量增大，轨道半径将变大
D．若再已知空间站的运行周期T、地球半径R和引力常量G，可估算出地球密度
10．（2022·湖北武汉·高三阶段练习）木星在我国古代被称为“岁星”，有79颗卫星。伽利略在1610年发现了木星的四颗卫星，其中木卫一、木卫二、木卫三绕木星做匀速圆周运动的周期之比为1：2：4.已知木星的质量为1.9×1027kg，木星的自转周期为10h，木卫三绕木星运动的轨道半径为1.1×109m，万有引力常量为6.67×10-11N·m2/kg2，根据上述信息可以求出（ ）
A．木星表面的重力加速度大小 B．木星同步卫星的线速度大小
C．木卫一绕木星运动的周期 D．木卫二绕木星运动的轨道半径
11．（2022·福建·模拟预测）2013年4月出现了“火星合日”的天象。“火星合日”是指火星、太阳、地球三者之间形成一条直线时，从地球的方位观察，火星位于太阳的正后方，火星被太阳完全遮蔽的现象，如图所示，已知地球、火星绕太阳运动的方向相同，若把火星和地球绕太阳运动的轨道视为圆，火星绕太阳公转周期约等于地球公转周期的2倍，由此可知（ ）
A．“火星合日”每年都会出现至少一次 B．“火星合日”不是每年都会出现
C．火星的公转半径约为地球公转半径的倍 D．火星的公转半径约为地球公转半径的8倍
三、填空题
12．（2022·上海·模拟预测）国际空间站的轨道距地面319.6～346.9 km，中国天宫空间站的轨道距地面约400 km，若将这两个轨道近似视为圆轨道。设国际空间站和天宫空间站运行的周期分别为T1、T2，运行速率分别为v1、v2，则T1________T2、v1___________v2（均选填“大于”或“小于”）。
13．（2021·湖南岳阳·高一期末）已知地球半径为R，地球表面和重力加速度为g，引力常量为G，不考虑地球自转影响，则地球的质量为___________，卫星环绕地球运行的第一宇宙速度为___________，若某卫星绕地球做匀速圆周运动的周期为T，则卫星的轨道半径为___________。
14．（2021·湖南岳阳·高一期末）2009年5月，航天飞机在完成对哈勃空间望远镜的维修任务后，在A点从圆形轨道I进入椭圆轨道II，B点为轨道II的一点，如图所示，航天飞机在轨道II上经过A的速度______（填“大于”、“等于”或“小于”）在轨道I上经过A的速度；在轨道II上运动的周期______（填“大于”、“等于”或“小于”）在轨道I上运动的周期。
四、解答题
15．（2022·江苏·海安县实验中学高一阶段练习）如图所示，三个质点a、b、c的质量分别为m1、m2、M（M远大于m1及m2），在万有引力作用下，a、b在同一平面内绕c沿逆时针方向做匀速圆周运动。已知轨道半径之比为ra：rb=1：4，求：
（1）a、b运动的周期之比；
（2）从图示位置开始，在b转动一周的过程中，a、b、c共线的次数。
16．（2022·湖北·南漳县第一中学高一阶段练习）天宫二号在距地面h高度处绕地球做匀速圆周运动。2016年10月19日，神舟十一号飞船发射成功，与天宫二号空间站圆满完成自动交会对接。已知地球质量为M，半径为R，引力常量为G。
（1）求天宫二号在轨运行线速度v的大小；
（2）求天宫二号在轨运行周期T。
17．（2021·云南·罗平县第二中学高一期末）如图所示，宇航员站在某质量分布均匀的星球表面沿水平方向以初速度v0抛出一个小球，经时间t落地，落地时速度与竖直方向的夹角为30°，已知该星球半径为R，万有引力常量为G。
求：（1）该星球表面的重力加速度a；
（2）该星球的第一宇宙速度v；
（3）人造卫星绕该星球表面做匀速圆周运动的最小周期T。
试卷第1页，共3页
试卷第1页，共3页
参考答案：
1．A
2．C
3．C
4．D
5．D
6．C
7．AC
8．BC
9．ABD
10．BCD
11．BC
12． 小于 大于
13．
14． 小于 小于
15．（1）1:8；（2）14
16．（1）；（2）
17．（1）；（2）；（3）
答案第1页，共2页
答案第1页，共2页