《宇宙航行》练习题--高一下学期物理人教版（2019）必修第二册.docx

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1、宇宙航行学校:_姓名：_班级：_考号：_一、单选题1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（）Aa、b、c、d中，a的加速度最大Ba、b、c、d中，a的线速度最大Ca、b、c、d中，d的周期最大Da、b、c、d中，d的角速度最大22021年12月9日，王亚平等3名航天员在距离地面400公里的中国空间站天和核心舱完成首次授课，在接近完全失重状态下完成了“浮力消失”、“水膜张力”等8项内容，根据上述信息，下列说法正确的是（）A空间站始终处于我国领土上方某一位置B空间站

2、绕地球运动速度小于第一宇宙速度C空间站内静止悬浮在空中的水球加速度为0D水的浮力消失是因为空间站中的水处于完全失重状态，不受重力作用3某空间飞行器在固定轨道上绕地球的运动可视为圆周运动，其运行周期的约为15小时，由此可判断飞行器的（）A轨道半径与地球同步卫星的相同B轨道半径比地球同步卫星的小C运行速度比地球同步卫星的小D运行速度与地球同步卫星的相同42021年，中国的载人飞船成功与天和核心舱（距离地球表面约400km的高度）对接，中国人首次进入自己的空间站。关于地球的卫星及飞船空间站的运动，下列说法正确的是（）A地球卫星的运行轨道可以与地球表面任一纬线所决定的圆是共面同心圆B地球同步卫星的向心

3、加速度与赤道上物体的向心加速度相同C该载人飞船的发射速度应大于地球的第一宇宙速度D飞船与空间站对接，两者运行速度的大小都应介于第一宇宙速度和第二宇宙速度之间5“高分十三号”卫星是一颗光学遥感卫星，其轨道与地球赤道在同一平面内，并与地面上某观测点始终保持相对静止。已知地球半径为r1，卫星轨道半径为r2，则赤道上某点随地球自转的线速度大小v1与卫星运动的线速度大小v2之比为（）Ar1r2Br2r1Cr12r22Dr22r1262021年4月29日，我国在海南文昌用长征五号B运载火箭成功将空间站天和核心舱送入预定轨道。核心舱运行轨道距地面的高度为400 km左右，地球同步卫星距地面的高度接近3600

4、0 km。与地球同步卫星相比，该核心舱的（）A周期更长，向心加速度更大B周期更长，向心加速度更小C周期更短，向心加速度更小D周期更短，向心加速度更大7关于地球同步卫星的周期，下列说法正确的是（）A与地球的自转周期相同B与地球的公转周期相同C大于地球的自转周期D大于地球的公转周期8北斗卫星导航系统由五十多颗卫星组成，其中有些卫星处在地球同步轨道，成为地球的同步卫星。这些地球同步卫星的周期是（）A12hB24hC36hD48h9我国自主研发的“北斗”卫星导航系统中含有同步卫星，关于同步卫星下列说法中正确的是（）A同步卫星处于平衡状态B同步卫星的线速度是不变的C同步卫星的高度是一定的D线速度应大于第

5、一宇宙速度10关于地球静止轨道同步卫星，下列说法不正确的是（）A运行周期为24 hB运行速度大于7.9 km/sC一定在赤道上空运行D各国发射的这种卫星的轨道半径都一样11某通信卫星是与地球自转同步的人造卫星，其绕地球运动的周期约为（）A6小时B12小时C24小时D36小时12我国的北斗导航系统包含了多颗地球同步卫星。关于地球同步卫星，下列说法正确的是（）A同步卫星可以定点在福州上空B同步卫星可以在离地面不同高度的轨道上运行C同步卫星的周期为12h，与地球自转周期不同D同步卫星的周期为24h，与地球自转周期相同二、多选题13如图所示，A为地球的同步卫星，B为近地卫星，虚线为各自的轨道，下列说法

6、正确的是（）AA的加速度小于B的加速度BA的运行速度小于B的运行速度CB的周期可能大于24hDA的运行速度可能大于地球的第一宇宙速度142021年6月17日，神舟十二号载人飞船顺利将聂海胜、刘伯明、汤洪波3名航天员送入太空，并与“天和”核心舱交会对接，这标志着中国人首次进入自己的空间站，如图所示。已知核心舱圆轨道离地面高度约为400km，地球半径约为6400km。则核心舱在圆轨道上运行时（）A速度小于7.9km/sB周期小于地球同步卫星的周期C加速度小于地球同步卫星的加速度D其内部宇航员处于完全失重状态，不受地球引力三、解答题15已知地球半径为R，表面重力加速度为g，一昼夜时间为T，万有引力常

7、量为G，忽略地球自转的影响。试求：（1）第一宇宙速度；（2）近地卫星的周期；（3）同步卫星高度；（4）地球平均密度。162021年2月我国发射的“天问一号”火星探测器，对火星的地貌和环境进行了探测，将人类探测宇宙的脚步推向前进。设质量为的“天宫一号”环绕器，在距火星表面高为处，做周期为的匀速圆周运动，已测得火星半径为，火星视为均质球体引力常量为，求：（1）火星的质量；（2）火星表面的重力加速度大小；（3）若在火星表面发射一颗近火卫星，求发射的最小速度。17中国北斗卫星导航系统是中国自行研制的全球卫星导航系统。如图所示为其中一颗北斗卫星的轨道示意图。已知该卫星绕地球做匀速圆周运动的周期为T，地球

8、半径为R，地球表面附近的重力加速度为g，引力常量为G。求：(1)地球的质量M；(2)第一宇宙速度v1的表达式；(3)该北斗卫星的轨道距离地面的高度h。18月球是地球的卫星，现根据观测已知月球的质量为M，半径为R，自转周期为T，万引力常量为G。求：（1）月球表面的重力加速度g月（不考虑月球自转因素）；（2）月球的第一宇宙速度v；（3）月球同步卫星的轨道半径r。试卷第4页，共4页学科网（北京）股份有限公司学科网（北京）股份有限公司参考答案：1C【解析】【详解】Aac的角速度相同，则根据可知，a的加速度小于c的加速度，显然a的加速度不是最大的，故A错误；Bac的角速度相同，则根据可知，a的速度小于c

9、的速度；根据可知b的速度大于c、d的速度，可知b的线速度最大，故B错误；CD根据开普勒第三定律可知，b、c、d中d的周期最大，而a、c周期相等，可知a、b、c、d中，则d的周期最大，角速度最小，故C正确，D错误。故选C。2B【解析】【详解】A空间站距离地面400公里，小于同步卫星的高度，不可能始终处于我国领土上方某一位置，A错误；B根据万有引力提供向心力有解得可知半径越大，线速度越小，因此空间站绕地球运动速度小于第一宇宙速度，B正确；C空间站内静止悬浮在空中的水球随空间站一起做圆周运动，加速度不为0，C错误；D水处于完全失重状态，但重力没有消失，水仍受重力作用，D错误。故选B。3B【解析】【详

10、解】AB由圆周运动规律和万有引力定律得飞行器运行周期小于地球同步卫星24小时，所以其轨道半径小于地球同步卫星，故A错误，B正确；CD由得飞行器轨道半径小于地球同步卫星，所以其运行速度大于地球同步卫星，故CD均错误。故选B。4C【解析】【详解】A因为地球卫星绕地球做匀速圆周运动需要的向心力靠万有引力来提供，万有引力必须指向地心，所以地球卫星的运行轨道的圆心必须是地心，故A错误；B因为地球同步卫星和赤道上物体的角速度相同，由知半径越大，向心加速度越大，故地球同步卫星的向心加速度大于赤道上物体的向心加速度，故B错误；C因为地球的第一宇宙速度是近地卫星的发射速度，该载人飞船的轨道高度大于近地卫星的，所

11、以需要更大的发射速度，故C正确；D因为地球的第一宇宙速度是卫星的最大绕行速度，所以飞船与空间站对接，两者运行速度的大小都应小于第一宇宙速度，故D错误。故选C。5A【解析】【详解】由题意知“高分十三号”是一颗地球同步卫星，由于赤道上某点与同步卫星“高分十三号”的角速度相同，设为，已知地球半径为r1，“高分十三号”卫星轨道半径为r2，根据v=r可得故选A。6D【解析】【详解】核心舱与同步卫星绕地球做匀速圆周运动，由万有引力提供向心力可得解得依题意，核心舱的轨道半径小于同步卫星的，所以其周期更短，向心加速度更大。故选D。7A【解析】【分析】【详解】地球同步卫星运行的轨道为位于地球赤道平面上的圆形轨道

12、与赤道平面重合，运行周期与地球自转一周的时间相等，即为一天24h，小于地球绕太阳的公转周期一年。故选A。【点睛】8B【解析】【详解】地球同步卫星的周期与地球的自转周期相同，均为24h，故选B。9C【解析】【详解】A同步卫星所受合力为地球的万有引力，所以不是处于平衡状态，故A错误；B同步卫星做匀速圆周运动，线速度的大小不变，方向不断改变，故B错误；C同步卫星的周期一定，根据可知同步卫星的轨道半径是一定的，则高度是一定的，故C正确；D第一宇宙速度是围绕地球做圆周运动的最大速度，所以同步卫星的线速度应小于第一宇宙速度，故D错误。故选C。10B【解析】【分析】【详解】A地球静止轨道同步卫星，运行周期为

13、24 h，故A正确；B第一宇宙速度是近地卫星的环绕速度，也是最大的圆周运动的环绕速度。而同步卫星的轨道半径要大于近地卫星的轨道半径，同步卫星运行的线速度一定小于第一宇宙速度，故B错误；C同步卫星运行轨道为位于地球赤道平面上空圆形轨道，轨道固定不变，故C正确；D因为同步卫星要和地球自转同步，即同步卫星周期T为一定值，根据因为T一定值，所以 r 也为一定值，所以同步卫星距离地面的高度是一定值，故D正确；本题选择错误的，故选B。11C【解析】【详解】同步卫星相对地球静止，同步卫星的周期与地球自转周期相同约为24小时，故C正确，ABD错误。故选C。12D【解析】【详解】CD同步卫星的周期为，与地球自转

14、周期相同，故D正确，C错误；A同步卫星的轨道平面在赤道平面上，所以同步卫星不可以定点在福州上空，故A错误；B根据可知，周期确定，同步卫星的轨道高度即为定值，故B错误。故选D。13AB【解析】【详解】根据可得因A的轨道半径大于B的轨道半径，则A的加速度小于B的加速度；A的运行速度小于B的运行速度，小于地球的第一宇宙速度；B的周期小于A的周期，小于24h；故选AB。14AB【解析】【详解】A第一宇宙速度是最大的环绕地球做圆周运动的速度，则核心舱在圆轨道上运行时速度小于7.9km/s，故A正确；B根据万有引力提供向心力可得核心舱圆轨道半径小于地球同步卫星轨道半径，则周期小于地球同步卫星的周期，故B正

15、确；C根据万有引力提供向心力解得核心舱圆轨道半径小于地球同步卫星轨道半径，加速度大于地球同步卫星的加速度，故C错误；D宇航员处于完全失重状态，但受地球引力，故D错误。故选AB。15（1）；（2）；（3）；（4）【解析】【分析】【详解】（1）地球表面的物体所受重力等于万有引力，即由牛顿第二定律得 解得（2）近地卫星的周期（3）同步卫星做圆周运动万有引力提供向心力，由牛顿第二定律得解得高度为（4）地球的平均密度为16（1）M = ；（2）g = ；（3）v = 【解析】【分析】【详解】（1）由题知“天宫一号”环绕器，在距火星表面高为处，做周期为的匀速圆周运动，则根据牛顿第二定律有G = m2R经过计算有M = （2）根据重力和万有引力的关系有mg = G代入数据有g = （3）最小的发射速度，即近火卫星的环绕速度，则根据牛顿第二定律有G = m代入数据有v = 17(1)；(2)；(3)【解析】【详解】(1)设一物体的质量为m1，在地球表面附近，万有引力等于重力解得地球质量(2)根据牛顿第二定律解得当时，则第一宇宙速度(3)设该北斗卫星质量为m2，根据牛顿第二定律解得18(1) ； (2) ；(3) 【解析】【详解】(1)根据万有引力定律得解得(2)第一宇宙速度的轨道半径等于星球的半径，根据得(3)同步卫星环绕周期等于月球的自转周期解得答案第12页，共8页