第四章 第3节人类对太空的不懈探索（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
挑战学霸
一、单选题
1． 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
2． 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
3． 火星探测器“天问一号”成功着陆火星、北斗卫星导航系统覆盖全球、建造空间站天和核心舱等，中国航天人取得了辉煌的成就。已知地球的半径约为火星半径的2倍，地球质量约为火星质量的10倍，北斗导航系统中的地球同步卫星做匀速圆周运动，空间站天和核心舱绕地球做匀速圆周运动的周期约为，下列说法中正确的是（ ）
A．火星上发射卫星的第一宇宙速度大于地球上发射卫星的第一宇宙速度
B．火星表面附近的重力加速度大于地球表面附近的重力加速度
C．同步卫星所在处的重力加速度大于天和核心舱所在处的重力加速度
D．同步卫星运动的角速度小于天和核心舱运动的角速度
4． 研究表明，地球自转在逐渐变慢，3亿年前地球自转的周期约为22小时。假设这种趋势会持续下去，地球的其他条件都不变，未来人类发射的地球同步卫星与现在相比（ ）
A．距地球的高度变大
B．向心加速度变大
C．线速度变大
D．加速度变大
5． “北斗”卫星导航系统是我国自行研制开发的区域性三维卫星定位与通信系统（CNSS），建成后的“北斗”卫星导航系统包括5颗同步卫星和30颗一般轨道卫星。对于其中的5颗同步卫星，下列说法中正确的是（ ）
A．地球对它们的吸引力一定相同 B．离地面的高度一定相同
C．运行的线速度大于第一宇宙速度 D．通过技术改进可以定点在北京上空
6． 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
7． 如图所示是中国“天问一号”探测器拍摄的火星影像图。已知火星的质量约为地球质量的，半径约为地球半径的。则火星上发射卫星的第一宇宙速度和火星表面的重力加速度约为地球第一宇宙速度和地表的重力加速度的（ ）
A．倍，倍 B．倍，倍
C．倍，倍 D．倍，倍
8． 中国天宫空间站在距离地表380km的轨道做圆周运动，已知地球半径，地球表面的重力加速度，则空间站上的宇航员24小时内可以看到日出的次数为（ ）
A．1次 B．12次 C．16次 D．24次
9． 据报道，一颗来自太阳系外的彗星擦火星而过。如图所示，设火星绕太阳在圆轨道上运动，运动半径为，周期为。该彗星在穿过太阳系时由于受到太阳的引力，轨道发生弯曲，彗星与火星在圆轨道的点“擦肩而过”。已知万有引力常量，则（ ）
A．可计算出火星的质量
B．可计算出彗星经过点时受到的引力
C．可确定太阳分别对彗星和火星的引力在点产生的加速度相等
D．可确定彗星在点的速度大小为
10．随着“嫦娥奔月”梦想的实现，我国不断刷新深空探测的“中国高度”。嫦娥卫星整个飞行过程可分为三个轨道段:绕地飞行调相轨道段、地月转移轨道段、绕月飞行轨道段。可用如图所示的模型来简化描绘嫦娥卫星飞行过程，假设调相轨道和绕月轨道的半长轴分别为a、b,公转周期分别为T1、T2。 关于嫦娥卫星飞行过程，下列说法正确的是（ ）
A．嫦娥卫星绕行时满足
B．嫦娥卫星在地月转移轨道上运行的速度可能大于11.2 km/s
C．从调相轨道切人到地月转移轨道时，卫星在P点必须减速
D．从地月转移轨道切人到绕月轨道时，卫星在Q点必须减速
二、多选题
11．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
12．2020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
13．2021年2月24日，“天问一号”探测器在成功实施第三次近火制动后，进 入近火点280千米、远火点5.9万千米、周期2个火星日的火星停泊轨道， 在这条轨道上稳定运行3个月后，于5月15日成功着陆火星。为了得到 火星全球的地形、地貌数据，“天问一号”在近火点不变的情况下需要不断 变轨，如图所示。关于“天问一号”，以下说法正确的是（ ）
A．“天问一号”在近火点的运行速度大于在远火点的运行速度
B．“天问一号”在火星停泊轨道加速后着陆
C．“天问一号”环绕火星稳定运行时，轨道半长轴越大，运行周期越大
D．“天问一号”在不同轨道的近火点的加速度相同
14．2021年5月15日中国首次火星探测任务“天问一号”探测器在火星乌托邦平原南部预选着陆区成功着陆。“天问一号”探测器需要通过霍曼转移轨道从地球发送到火星，地球轨道和火星轨道看成圆形轨道，此时霍曼转移轨道是一个近日点和远日点都与地球轨道、火星轨道相切的椭圆轨道（如图所示），在近日点短暂点火后“天问一号”进入霍曼转移轨道，接着“天问一号”沿着这个轨道直至抵达远日点，然后再次点火进入火星轨道。已知万有引力常量为，太阳质量为，地球轨道和火星轨道半径分别为和，地球、火星、“天问一号”运行方向都为逆时针方向。若只考虑太阳对“天问一号”的作用力，下列说法正确的是（ ）
A．两次点火喷射方向都与速度方向相同
B．两次点火之间的时间间隔为
C．“天问一号”在地球轨道上的线速度小于在火星轨道上的线速度
D．“天问一号”运行中在转移轨道上点的加速度比在火星轨道上点的加速度大
15．2021年6月17日，神舟十二号载人飞船成功与天和核心舱对接，3名航天员顺利进人天和核心舱，标志着中国人首次进入自己的空间站。空间站绕地球做圆周运动的运行周期约为1.5h，则下列说法正确的是（ ）
A．神舟十二号的发射速度应大于地球的第二宇宙速度
B．空间站绕地球做圆周运动的运行速度小于7.9km/s
C．宇航员站在天和核心舱地板上时对地板的压力等于零
D．神舟十二号可以通过先进入天和核心舱运行轨道，再从后面加速以实现与天和核心舱对接
三、解答题
16．中国计划已经实现返回式月球软着陆器对月球进行科学探测，如图所示，发射一颗运动半径为r的绕月卫星，登月着陆器从绕月卫星出发（不影响绕月卫星运动），沿椭圆轨道降落到月球的表面上，与月球表面经多次碰撞和弹跳才停下来。假设着陆器第一次弹起的最大高度为h，水平速度为v1，第二次着陆时速度为v2，已知月球半径为R，着陆器质量为m，不计一切阻力和月球的自转。求∶
（1）月球表面的重力加速度g月。
（2）在月球表面发射一颗月球卫星的最小发射速度是多大？
17．已知万有引力常量为，某中子星的质量为，该中子星的半径为。求：
（1）此中子星表面的自由落体加速度大小；
（2）沿圆轨道运动且贴近中子星表面的小卫星的速度大小。
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 D D A B B A C C D
二、多选题
题号 11 12 13 14 15
答案 BCD AC ACD BD BC
三、解答题
16．（1）；（2）
17．（1）；（2）。
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