4.3 人类对太空的不懈探索 同步优化训练（Word版含答案）

4.3 人类对太空的不懈探索 同步优化训练
一、单选题
1．（2017·湖南·宁乡市教育研究中心高一期末）天舟一号货运飞船于2017年4月20日19时41分35秒在文昌航天发射中心由长征七号遥二运载火箭成功发射升空， 并于4月27日成功完成与天宫二号的首次推进剂在轨补加试验，这标志天舟一号飞行任务取得圆满成功。“天舟一号”发射发射速度为（　　）
A．7.9km/s B．大于7.9km/s，小于11.2km/s
C．11.2km/s D．大于11.2km/s，小于16.7km/s
2．（2022·广东江门·一模）宇宙用有一孤立星系，中心天体对周围有三颗行星，如图所示，中心天体质量大于行星质量，不考虑行星之间的万有引力，行星Ⅰ、Ⅲ为圆轨道，半径分别为，，行星Ⅱ为椭圆轨道，半长轴为a，，与行星Ⅰ轨道在B点相切，下列说法正确的是（　　）
A．行星Ⅱ与行星Ⅲ的运行周期相等 B．行星Ⅱ在P点与行星Ⅲ在D点时的加速度相同
C．行星Ⅲ的速率大于行星Ⅱ在B点的速率 D．行星Ⅰ的速率与行星Ⅱ在B点的速率相等
3．（2022·浙江·丽水第二高级中学高三阶段练习）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发射，与天和号核心舱顺利对接，将翟志刚、王亚平、叶光富3名航天员送入核心舱，开启为期6个月的在轨驻留工作。核心舱轨道离地面的高度约为地球半径的，运行周期约为90min，引力常量。下列说法中正确的是（　　）
A．宇航员在核心舱中处于平衡状态 B．根据题中数据可估算出地球密度
C．核心舱在轨道上飞行的速度约为7.9km/s D．神舟十三号飞船的发射速度大于11.2km/s
4．（2022·云南省玉溪第一中学高三阶段练习）2021年12月9日下午3点40分，神舟十三号航天员翟志刚、王亚平、叶光富进行了中国空间站首次太空授课。跨越八年，“太空课”再次开课。已知空间站在距离地面约为R（R为地球半径）的圆形轨道上绕地球运行，地球表面的重力加速度为g，下列说法正确的是（　　）
A．空间站的线速度大于第一宇宙速度
B．空间站绕地球运动的角速度小于地球同步卫星的角速度
C．三名航天员在空间站中可以使用弹簧拉力器锻炼身体
D．三名航天员在空间站中处于失重状态，说明他们不受地球引力作用
5．（2022·安徽·芜湖一中一模）我国首个火星探测器“天问一号”在2021年5月15日成功着陆于火星表面，开始对火星进行探测。已知火星的质量约为地球质量的十分之一，半径约为地球半径的二分之一，自转周期大约为24小时37分钟，则火星的同步卫星与地球同步卫星轨道半径之比约为（　　）
A．2 B．3 C．0.5 D．0.3
6．（2022·山西晋中·二模）径向交会对接是指飞船沿与空间站运动方向垂直的方向和空间站完成交会对接。2021年10月16日我国的神舟十三号载人飞船成功发射，并于当天与距地表约400km的空间站完成径向交会对接。掌握径向对接能力，可以确保中国空间站同时对接多个航天器，以完成不同批次航天员在轨交接班的任务，满足中国空间站不间断长期载人生活和工作的需求。交会对接过程中神舟十三号载人飞船大致经历了以下几个阶段：进入预定轨道后经过多次变轨的远距离导引段，到达空间站后下方52km处；再经过多次变轨的近距离导引段到达距离空间站后下方更近的“中瞄点”；到达“中瞄点”后边进行姿态调整，边靠近空间站，在空间站正下方200米处调整为垂直姿态（如图所示）；姿态调整完成后逐步向核心舱靠近，完成对接。根据上述材料，结合所学知识，判断以下说法正确的是（　　）
A．远距离导引完成后，飞船绕地球运行的线速度小于空间站的线速度
B．近距离导引过程中，飞船的速度不断减少
C．姿态调整完成后至对接完成，飞船绕地球运行的线速度小于空间站的线速度
D．姿态调整完成后至对接完成，需要沿飞船与地心连线向地球喷射燃气
7．（2022·山东济宁·一模）一宇航员到达半径为R、密度均匀的某星球表面，做了如下实验：用不可伸长的轻绳拴一质量为m的小球，上端固定于O点，如图甲所示。在最低点给小球一初速度，使其绕O点在竖直面内做圆周运动，测得轻绳拉力F的大小随时间t的变化规律如图乙所示，，设R、m、引力常量G和均为已知量，忽略各种阻力。下列说法正确的是（　　）
A．该星球表面的重力加速度为
B．该星球的密度为
C．该星球的第一宇宙速度为
D．卫星绕该星球运行的最小周期为
8．（2022·湖北省云梦县第一中学高一阶段练习）我国的“天眼”是世界上最大的射电望远镜，通过“天眼”观测到的某三星系统可理想化为如下模型：如图所示，甲、乙、丙是位于同一直线上的离其他恒星较远的三颗恒星，甲、丙围绕乙在半径为R的圆轨道上运行，若三颗星质量均为M，万有引力常量为G，则（　　）
A．甲星所受合外力为 B．甲星的线速度为
C．甲星的周期 D．甲星的向心加速度为
二、多选题
9．（2022·湖北·竹溪县第二高级中学高一阶段练习）2017年1月23日，我国首颗1米分辨率频段多极化合成孔径雷达（SAS）卫星“高分三号”正式投入使用，某天文爱好者观测卫星绕地球做匀速圆周运动时，发现该卫星每经过时间通过的弧长为l，该弧长对应的圆心角为θ弧度，已知万有引力常量为G，则下列说法正确的是（　　）
A．卫星绕地球做匀速圆周运动的线速度大小为
B．卫星绕地球做匀速圆周运动的角速度为
C．地球的质量为
D．卫星的质量为
10．（2022·湖北·宜昌市一中高一阶段练习）如图，地球和行星绕太阳做匀速圆周运动，地球和行星做匀速圆周运动的半径之比r1：r2=1：4，不计地球和行星之间的相互影响，下列说法正确的是（　　）
A．行星绕太阳做圆周运动的周期为8年
B．地球和行星的线速度大小之比为1∶2
C．由图示位置开始计时，至少再经过年，地球位于太阳和行星连线之间
D．地球和行星分别与太阳的连线在相同的时间内扫过的面积相等
11．（2022·湖南·宁乡市教育研究中心高三阶段练习）某次发射通信卫星，先用火箭将卫星送入一近地圆轨道，然后再适时开动星载火箭，变轨到椭圆轨道运行；然后再一次开动星载火箭，将其送上与地球自转同步运行的轨道。则（　　）
A．每一次变轨后瞬间与变轨前瞬间相比，卫星的速度增大，加速度增大
B．第一次变轨后瞬间与变轨前瞬间相比，卫星的速度增大，第二次卫星的加速度减小
C．卫星在同步轨道运行速度一定比在椭圆轨道上运行时的最大速度要小
D．卫星在椭圆轨道运行时通过椭圆轨道远地点时的加速度大于同步轨道运动的加速度
三、填空题
12．（2022·宁夏大学附属中学高一期中）我国先后发射的“风云一号”和“风云二号”气象卫星，运行轨道不同，前者采用“极地圆形轨道”，轨道平面与赤道平面垂直，通过地球两极，每12小时巡视地球一周，每天只能对同一地区进行两次观测；后者采用“地球同步轨道”，轨道平面在赤道平面内 ，能对同一地区进行连续观测。两种不同轨道的气象卫星在运行与观测时，“风云一号”卫星的轨道半径________（填“大于”、“小于”或“等于”）“风云二号”卫星的轨道半径，“风云一号”卫星运行的向心加速度______（填“大于”、“小于”或“等于”）“风云二号”卫星运行的向心加速度。
13．（2022·上海市延安中学高二期末）如图，位于地球和月球连线上的L1点的物体，在地球和月球引力的共同作用下，可与月球一起以相同的周期绕地球运动。据此，科学家设想在L1建立空间站，则该空间站的线速度_____月球的线速度，其向心加速度____月球的向心加速度。（选填“>”、“=”或“<”）
14．（2022·全国·高一专题练习）两个靠得很近的天体，离其他天体非常遥远，它们均以其连线上某一点O为圆心做匀速圆周运动，两者的距离保持不变，科学家把这样的两个天体称为“双星”，如图所示。已知双星的质量分别为m1和m2，它们之间的距离为L，求双星的运行轨道半径r1________和r2__________及运行周期T___________。
四、解答题
15．（2022·江西省余干中学高一阶段练习）为了方便研究物体与地球间的万有引力问题，通常将地球视为质量分布均匀的球体。已知地球的质量为M，半径为R，引力常量为G，不考虑空气阻力的影响。
（1）求北极点的重力加速度的大小；
（2）若“天宫二号”绕地球运动的轨道可视为圆周，其轨道距地面的高度为h，求“天宫二号”绕地球运行的周期和速率；
（3）若已知地球质量M=6.0×1024kg，地球半径R=6400km，其自转周期T=24h，引力常量G=6.67×10-11N·m2/kg2。在赤道处地面有一质量为m的物体A，用W0表示物体A在赤道处地面上所受的重力，F0表示其在赤道处地面上所受的万有引力。请求出的值（结果保留1位有效数字）。
16．（2021·湖南省邵东市第一中学高二阶段练习）有a、b、c三颗地球卫星，a还未发射，在地球赤道上随地球表面一起转动，b处于地面附近轨道上正常运动（可认为其轨道半径等于地球半径），c是地球同步通讯卫星。设地球自转周期为T，地球的质量为M，地球的半径为R，所有卫星的运动均视为匀速圆周运动，求：
（1）a卫星的向心加速度的大小；
（2）b卫星的周期；
（3）c卫星与地面的距离。
17．（2021·江西省吉水县第二中学高一期中）在2049年的某一天，一位江西师大附中的校友乘坐中国航天集团的飞行器，成功的降落火星上。他在离地高h处无初速释放一小球，并测得小球落地时速度为v（不计阻力），已知引力常量为G，火星半径为R，他出了下列三个问题，请你利用学过的知识解答：
（1）求火星的质量；
（2）假设火星可视为质量均匀分布的球体，求火星的密度。
（3）假设要在火星表面发射一颗卫星，第一宇宙速度为多少？
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参考答案：
1．B
2．A
3．B
4．C
5．C
6．C
7．D
8．A
9．AC
10．AC
11．AC
12． 小于 大于
13． < <
14．
15．（1）；（2）；；（3）
16．（1）；（2）；（3）
17．（1）；（2）；（3）
答案第1页，共2页
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