7.4 宇宙航行（备作业）-2021-2022学年高一物理同步备课系列（人教版2019 必修第二册）.zip

第1 页,共 5 页7.4 宇宙航行宇宙航行一、选择题一、选择题1中国计划于 2020 年发射火星探测器，探测器发射升空后首先绕太阳转动一段时间再调整轨道飞向火星。火星探测器的发射速度（）A等于 7.9 km/sB大于 16.7 km/sC大于 7.9 km/s 且小于 11.2km/sD大于 11.2 km/s 且小于 16.7 km/s22021 年 6 月 17 日我国神舟十二号载人飞船入轨后，按照预定程序，与在同一轨道上运行的“天和”核心舱交会对接，航天员将进驻“天和”核心舱。交会对接后神舟十二号飞船与“天和”核心舱的组合体轨道不变，将对接前飞船与对接后的组合体对比，下面说法正确的是（）A组合体的环绕速度大于神舟十二号飞船的环绕速度B组合体的环绕周期大于神舟十二号飞船的环绕周期C组合体的向心加速度大于神舟十二号飞船的向心加速度D组合体所受的向心力大于神舟十二号飞船所受的向心力3如图所示，在发射地球同步卫星的过程中，卫星首先进入椭圆轨道 I，然后在 Q 点通过改变卫星速度，让卫星进入地球同步轨道，下列说法正确的是（）A该卫星的发射速度必定大于 11. 2 km/s第2 页,共 5 页BB该卫星的同步轨道 II 可以在扬州正上方C在 Q 点该卫星在轨道 I 和轨道 II 上的速度相等D在 Q 点该卫星在轨道 I 和轨道 II 上的加速度相等4北斗卫星导航系统是中国自行研制的全球卫星导航系统。为了兼顾高纬度地区的定位和导航需要，该系统已布置了 10 余颗倾斜地球同步轨道卫星（IGSO），其轨道是与赤道平面呈一定夹角的圆形，圆心为地心，运行周期与地球自转周期相同。关于倾斜地球同步轨道卫星，下列说法正确的是（）A倾斜地球同步轨道卫星不可能经过北京上空B倾斜地球同步轨道卫星运行的线速度大于 7.9km/sC不同倾斜地球同步轨道卫星距地心的距离均相等D倾斜地球同步轨道卫星的加速度大于29.8m/s5相对地面静止的人造卫星叫地球的同步卫星，其周期为 1 天，月球也是地球的卫星，公转周期约为 27 天，同步卫星与月球相比，以下说法正确的是（）A同步卫星绕地球运动的向心加速度较小B同步卫星绕地球运动的角速度较小C同步卫星与月球的轨道半径之比为 1：9D同步卫星与月球绕地球运动的线速度之比为 1：36我国火星探测器“天问一号”于 2021 年 5 月 17 日 8 时，实施第四次近火制动，进入周期为 8.2h 的“中继通信”轨道，已知火星质量为，引力常量236.4 10 kg。如果“中继通信”轨道近似为圆形轨道，则该轨道半径约为（11226.67 10N m /kgG）ABCD125.6 10 m103.6 10 m69.8 10 m54.6 10 m7.原计划的“铱”卫星通信系统是在距地球表面 780 km 的太空轨道上建立一个由 77 颗小卫星组成的星座。这些小卫星均匀分布在覆盖全球的 7 条轨道上，每条轨道上有 11 颗卫星，由于这一方案的卫星排布像化学元素“铱”原子的核外 77 个电子围绕原子核运动一样，所以称为“铱”星系统。后来改为由 66 颗卫星，分布在 6 条轨道上，每条轨道上由 11 颗卫星组第3 页,共 5 页成，仍称它为“铱”星系统。“铱”星系统的 66 颗卫星，其运行轨道的共同特点是()A以地轴为中心的圆形轨道B以地心为中心的圆形轨道C轨道平面必须处于赤道平面内D“铱”星运行轨道高于同步卫星轨道8天体演变的过程中，红巨星发生“超新星爆炸”后，可以形成中子星，中子星具有极高的密度。若已知某中子星的半径为 R，密度为 ，引力常量为 G。则（）A该中子星的卫星绕它做匀速圆周运动的最小周期为3 RGB该中子星的卫星绕它做匀速圆周运动的最小周期为3GC该中子星的卫星绕它做匀速圆周运动的最大周期为3 RGD该中子星的卫星绕它做匀速圆周运动的最大周期为3G9如图所示，在地球赤道上有一建筑物 A，赤道所在的平面内有一颗卫星绕地球做匀速B圆周运动，其周期为，与地球自转方向相同，已知地球的质量为，地球的自转周期TM，万有引力常量为，当在 A 的正上方计时开始，下列说法正确的是（00T TTGB）A卫星离地面的高度大于同步卫星离地面的高度B卫星做匀速圆周运动的轨道半径B23024GMTr第4 页,共 5 页C至少经过时间，仍在 A 的正上方00T TTTBD至少经过时间，A 与相距最远002T TTTB10我国计划发射“人造月球”，届时天空中将会同时出现月球和“人造月球”。已知地球的半径为 R，月球绕地球做圆周运动的轨道半径为 60R，地球表面的重力加速度大小为g，“人造月球”绕地球做圆周运动的轨道半径是地球半径的 2 倍，月球与“人造月球”绕地球运动的方向相同。则下列分析正确的是（）A“人造月球”处的重力加速度大小为 0.5gB月球绕地球做圆周运动的向心加速度大小为60gC月球和“人造月球”的角速度大小之比为1:60 60D月球、“人造月球”和地球相邻两次共线的时间间隔为311860Rg二、非选择题二、非选择题11科技的日新月异，加快了人类寻找地球外第二家园的步伐，我国的行星探测工程“天问系列”进展顺利，2021 年 5 月 15 日，天同一号着陆器携带着祝融号火星车成功降落在火星乌托邦平原。科学家们观察到：祝融号在某次采掘火星表面泥土样品时，“手臂”边缘粘上一泥块，当她扬臂直立时，泥块刚好从静止开始下落，落至火星表面所用时间为 ，泥块t下落高度等于祝融号展臂后的总高度，设火星的半径为，不考虑火星大气的影响，求：hR（1）火星表面的重力加速度；g（2）到火星表面距离为绕其运转的卫星的线速度 。Rv12.据每日邮报 2014 年 4 月 18 日报道，美国国家航空航天局日前宣布首次在太阳系外发现“类地”行星。假如宇航员乘坐宇宙飞船到达该行星，在该行星“北极”距地面 h 处由静止释放一个小球(引力视为恒力)，经过时间 t 落到地面。已知该行星半径为 R，自转周期为 T，万有引力常量为 G，求：第5 页,共 5 页(1)该行星的平均密度；(2)该行星的第一宇宙速度；(3)如果该行星存在一颗同步卫星，其距行星表面的高度为多少。第1 页,共 10 页7.4 宇宙航行宇宙航行一、选择题一、选择题1中国计划于 2020 年发射火星探测器，探测器发射升空后首先绕太阳转动一段时间再调整轨道飞向火星。火星探测器的发射速度（）A等于 7.9 km/sB大于 16.7 km/sC大于 7.9 km/s 且小于 11.2km/sD大于 11.2 km/s 且小于 16.7 km/s【答案】D【解析】第一宇宙速度为 7.9km/s，第二宇宙速度为 11.2km/s，第三宇宙速度为 16.7km/s，由题意可知，火星探测器要脱离地球的引力，但不脱离太阳的引力，则火星探测器的发射速度大于 11.2km/s 且小于 16.7km/s；故 D 正确，ABC 错误；故选 D。22021 年 6 月 17 日我国神舟十二号载人飞船入轨后，按照预定程序，与在同一轨道上运行的“天和”核心舱交会对接，航天员将进驻“天和”核心舱。交会对接后神舟十二号飞船与“天和”核心舱的组合体轨道不变，将对接前飞船与对接后的组合体对比，下面说法正确的是（）A组合体的环绕速度大于神舟十二号飞船的环绕速度B组合体的环绕周期大于神舟十二号飞船的环绕周期C组合体的向心加速度大于神舟十二号飞船的向心加速度D组合体所受的向心力大于神舟十二号飞船所受的向心力【答案】D第2 页,共 10 页【解析】AB由22224MmvGmmrrrT可得，GMvr32rTGM可见 、与质量无关，周期与环绕速度不变，故 AB 错误；vTmC由可得可知向心加速度与质量无关，故 C 错误；2GMmmar2GMarmD向心力为组合体的质量大于神舟十二号飞船的质量，则组合体所受的向心力2GMmFr大于神舟十二号飞船所受的向心力，故 D 正确。故选 D。3如图所示，在发射地球同步卫星的过程中，卫星首先进入椭圆轨道 I，然后在 Q 点通过改变卫星速度，让卫星进入地球同步轨道，下列说法正确的是（）A该卫星的发射速度必定大于 11. 2 km/sBB该卫星的同步轨道 II 可以在扬州正上方C在 Q 点该卫星在轨道 I 和轨道 II 上的速度相等D在 Q 点该卫星在轨道 I 和轨道 II 上的加速度相等【答案】D【解析】A11.2km/s 是第二宇宙速度，是卫星脱离地球引力束缚的最小发射速度，故该卫星的发射速度一定小于 11.2km/s，A 错误；B地球同步卫星的轨道在赤道上空，该卫星的同步轨道 II 不可以在扬州正上方，B 错误；C根据卫星变轨的原理可知，卫星在轨道上的 Q 点，需加速，做离心运动进入轨道，即 Q 点该卫星在轨道 I 和轨道 II 上的速度不相等，C 错误；D在 Q 点该卫星在轨道 I 和轨道 II 上受到的万有引力没变，则加速度相同，D 正确。第3 页,共 10 页故选 D。4北斗卫星导航系统是中国自行研制的全球卫星导航系统。为了兼顾高纬度地区的定位和导航需要，该系统已布置了 10 余颗倾斜地球同步轨道卫星（IGSO），其轨道是与赤道平面呈一定夹角的圆形，圆心为地心，运行周期与地球自转周期相同。关于倾斜地球同步轨道卫星，下列说法正确的是（）A倾斜地球同步轨道卫星不可能经过北京上空B倾斜地球同步轨道卫星运行的线速度大于 7.9km/sC不同倾斜地球同步轨道卫星距地心的距离均相等D倾斜地球同步轨道卫星的加速度大于29.8m/s【答案】C【解析】A根据题目描述，倾斜地球同步轨道卫星的轨道是与赤道平面呈一定夹角的圆形，圆心为地心，所以有可能在运动过程中经过北京上空，所以 A 错误；B根据公式,22MmvGmrrGMvr可知，卫星轨道半径越大，运行速度越小，而第一宇宙速度是最大的环绕速度，所以该卫星的运行速度比第一宇宙速度小，B 错误。C由题意可知，倾斜地球同步轨道卫星的周期与地球同步卫星的周期相同，根据,2224MmGmrrT234 rTGM可知，该卫星的轨道半径与地球同步卫星的轨道半径相同，即不同倾斜地球同步轨道卫星距地心的距离均相等，所以 C 正确；D根据2MmGmar倾斜地球同步轨道卫星的轨道半径远大于地球的半径，可知其加速度小于，选项29.8m/sD 错误。故选 C。5相对地面静止的人造卫星叫地球的同步卫星，其周期为 1 天，月球也是地球的卫星，公第4 页,共 10 页转周期约为 27 天，同步卫星与月球相比，以下说法正确的是（）A同步卫星绕地球运动的向心加速度较小B同步卫星绕地球运动的角速度较小C同步卫星与月球的轨道半径之比为 1：9D同步卫星与月球绕地球运动的线速度之比为 1：3【答案】C【解析】A地球的同步卫星，其周期为 1 天，月球也是地球的卫星，公转周期约为 27 天，由开普勒第三定律，可知地球的同步卫星轨道半径比月球绕地球转动的轨道半径小，32rkT由,2MmGmar2MGar可知同步卫星绕地球运动的向心加速度较大，A 错误；B地球的引力提供向心力，则有,22MmGmrr3GMr同步卫星绕地球运动的角速度较大，B 错误；C由开普勒第三定律，可得,32rkT3322rrTT同月同月3232rTrT同同月月33222211279rTrT同同月月同步卫星与月球的轨道半径之比为 1：9，C 正确；D地球的引力提供向心力，则有,22MmvGmrrGMvr93=11vrvr同月月同同步卫星与月球绕地球运动的线速度之比为 3：1，D 错误。故选 C。6我国火星探测器“天问一号”于 2021 年 5 月 17 日 8 时，实施第四次近火制动，进入周期为 8.2h 的“中继通信”轨道，已知火星质量为，引力常量236.4 10 kg。如果“中继通信”轨道近似为圆形轨道，则该轨道半径约为（11226.67 10N m /kgG）第5 页,共 10 页ABCD125.6 10 m103.6 10 m69.8 10 m54.6 10 m【答案】C【解析】由万有引力提供向心力2224MmGmrrT解得故 C 正确。故选 C。69.