学年新教材高中物理第七章万有引力与宇宙航行第节宇宙航行练习含解析新人教版必修第二册.doc

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1、第4节 宇宙航行 (建议用时：30分钟)A组学业达标练1(2022北师大附中期末)2022年5月17日，我国成功发射第45颗北斗导航卫星，该卫星属于地球静止轨道卫星(同步卫星)该卫星()A入轨后可以位于北京正上方B入轨后的速度大于第一宇宙速度C发射速度大于第二宇宙速度D假设发射到近地圆轨道所需能量较少解析：选D.同步卫星只能位于赤道正上方，A项错误；由知，卫星的轨道半径越大，卫星做匀速圆周运动的线速度越小，因此入轨后的速度小于第一宇宙速度(近地卫星的速度)，B项错误；同步卫星的发射速度大于第一宇宙速度，小于第二宇宙速度，C项错误；假设发射到近地圆轨道，所需发射速度较小，所需能量较少，D项正确2

2、(多项选择)(2022广东实验中学期末)我国已实现了载人航天飞行，并着手实施登月方案，在载人空间站围绕月球沿圆轨道运行时()A宇航员所受合外力总为零B宇航员所受重力总为零C宇航员不能用弹簧测力计测量物体的重力D载人空间站离月球越远，宇航员所受到的重力越小解析：选CD.宇航员所受合外力提供做圆周运动的向心力，A错误；宇航员处于失重状态，但宇航员仍受重力的作用，B错误；宇航员处于失重状态，不能用弹簧测力计测量物体的重力，C正确；根据mg可知，载人空间站离月球越远，即r越大，宇航员所受到的重力越小，D正确3地球的质量约为火星质量的10倍，地球的半径约为火星半径的2倍，那么航天器在火星外表附近绕火星做

3、匀速圆周运动的速率约为()A3.5 km/sB5.0 km/sC17.7 km/sD35.2 km/s解析：选A.由Gm得，对于地球外表附近的航天器有：G，对于火星外表附近的航天器有：，由题意知MM、r，且v17.9 km/s，联立以上各式得v23.5 km/s，选项A正确4(多项选择)(2022陕西商洛期末)2022年5月17日，我国成功发射第45颗北斗导航卫星，“北斗二号系统定位精度由10米提升至6米假设在北斗卫星中有a、b两卫星，它们均环绕地球做匀速圆周运动，且a的轨道半径比b的轨道半径小，那么()Aa的周期小于b的周期Ba的线速度小于b的线速度Ca的加速度小于b的加速度Da的角速度大于

4、b的角速度解析：选AD.北斗卫星绕地球匀速圆周运动，根据万有引力提供圆周运动向心力：Gmrmmr2ma，由上可得周期为：T，a的轨道半径小，所以a的周期小，应选项A正确；由上可得线速度为：v，a的轨道半径小，所以其线速度大，应选项B错误；由上可得加速度为：aG，a的轨道半径小，所以加速度大，应选项C错误；由上可得角速度为：，a的轨道半径小，所以角速度大，应选项D正确5(多项选择)“神舟九号飞船与“天宫一号目标飞行器在离地面343 km的近圆形轨道上成功进行了我国首次载人空间交会对接对接轨道所处的空间存在极其稀薄的大气以下说法正确的选项是()A为实现对接，两者运行速度的大小都应介于第一宇宙速度和

5、第二宇宙速度之间B如不加干预，在运行一段时间后，“天宫一号的动能可能会增加C如不加干预，“天宫一号的轨道高度将缓慢降低D航天员在“天宫一号中处于失重状态，说明航天员不受地球引力作用解析：选BC.此题虽为天体运动问题，但题中特别指出存在稀薄大气，所以应从变轨角度入手第一宇宙速度和第二宇宙速度为发射速度，天体运动的速度为环绕速度，均小于第一宇宙速度，选项A错误；天体运动过程中由于大气阻力，速度减小，导致需要的向心力Fn减小，做近心运动，近心运动过程中，轨道高度降低，且万有引力做正功，势能减小，动能增加，选项B、C正确(功和能下章讲到); 航天员在太空中受地球引力，地球引力全部提供航天员做圆周运动的

6、向心力，选项D错误6.(多项选择)(2022重庆主城四区期末)如下图，极地轨道卫星的运行轨道可视为圆轨道，其轨道平面通过地球的南北两极假设一个极地轨道卫星从北纬60的正上方，按图示方向第一次运行到南纬60的正上方时所用时间为t，地球半径为R(地球视为均匀球体)，地球外表的重力加速度为g，引力常量为G，由以上量可以求出：()A该卫星的运行周期B该卫星距地面的高度C该卫星的质量D地球的质量解析：选ABD.一个极地轨道卫星从北纬60的正上方，按图示方向第一次运行到南纬60的正上方时所用时间为个周期，所以该卫星的运行周期T3t，故A正确；卫星做圆周运动的向心力由万有引力提供，得：Gm2rmr，解得周期

7、T，由黄金代换式GMgR2，由该卫星距地面的高度hrRR，故B正确；卫星围绕地球做圆周运动，卫星的质量被约掉了，所以不能求出该卫星的质量，故C错误；在地球外表有mgG， 地球的质量M，故D正确7.(2022北京八中期末)如下图，A、B、C是在同一轨道平面上的三颗不同的人造地球卫星，关于各物理量的关系，以下说法正确的选项是()A根据v，可知线速度vAvBFBFCC周期TATBTCD向心加速度aAaBaC解析：选D.人造地球卫星的万有引力提供向心力m，可得v，可知线速度vAvBvC，A错误；卫星之间的质量关系不清楚，所以所受万有引力大小关系不清楚，B错误；人造地球卫星的万有引力提供向心力mr，可得

8、T2，周期TATBaBaC，D正确8(多项选择)(2022安徽亳州期末)“嫦娥之父欧阳自远预计我国将在2022年实现火星的着陆巡视，在2030年实现火星的采样返回地球的质量约为火星质量的N倍，地球的半径约为火星半径的K倍，那么以下说法正确的选项是()A地球的密度是火星的倍B地球外表的重力加速度是火星外表的倍C地球的第一宇宙速度是火星的倍D地球同步卫星的运行速度是火星的倍解析：选BC.星球密度，那么有，故A错误；根据mg，得g，那么有，故B正确；当卫星的轨道半径等于星球半径时，卫星运行的速度即为第一宇宙速度，根据m，得v，那么有，故C正确；因不知道同步卫星的轨道半径之比，故无法求出两者同步卫星的

9、运动速度的关系，故D错误B组素养提升练9.(2022河北唐山期末)2022年9月20日“长征六号火箭搭载20颗小卫星成功发射在多星别离时，小卫星分别在高度不同的三层轨道被依次释放假设释放后的小卫星均绕地球做匀速圆周运动，那么以下说法正确的选项是()A这20颗小卫星中，离地面最近的小卫星线速度最大B这20颗小卫星中，离地面最远的小卫星角速度最大C这20颗小卫星中，离地面最近的小卫星周期最大D这20颗小卫星中，质量最大的小卫星向心加速度最小解析：选A.卫星做匀速圆周运动，根据牛顿第二定律有，解得v，那么离地最近的小卫星线速度最大，应选项A正确；卫星做匀速圆周运动，根据牛顿第二定律有m2r，解得，那

10、么离地最远的小卫星角速度最小，应选项B错误；卫星做匀速圆周运动，根据牛顿第二定律有m2rmr，解得T，所以这20颗小卫星中，离地面最近的小卫星周期最小，应选项C错误；卫星做匀速圆周运动，根据牛顿第二定律有ma，解得a，卫星向心加速度与卫星的质量无关，应选项D错误10.(2022湖南郴州期末)按照我国整个月球探测活动的方案，在第一步“绕月工程圆满完成各工程标和科学探测任务后，第二步是“落月工程假设月球半径为R，月球外表的重力加速度为g0，飞船沿距月球外表高度为3R的圆形轨道运动，到达轨道的A点时点火变轨进入椭圆轨道，到达轨道的近月点B时再次点火进入月球近月轨道绕月球做圆周运动，如下图以下判断正确

11、的选项是()A飞船在轨道上的运行速率vB飞船在A点处点火变轨，从圆形轨道进入椭圆轨道时，向后喷气，卫星加速C飞船从A到B运行的过程中机械能增大D飞船在轨道绕月球运行一周所需的时间T解析：选A.飞船在轨道上，万有引力提供向心力：Gm，在月球外表，万有引力等于重力：Gmg0，解得：v，选项A正确；飞船在A点处点火变轨，从圆形轨道进入椭圆轨道时，向前喷气，卫星减速，选项B错误；飞船从A到B运行的过程中只有月球的引力做功，那么机械能不变，选项C错误；飞船在轨道上绕月球运行时GmR，且Gmg0，那么运行一周所需的时间T2，选项D错误11(2022四川遂宁期末)预计我国将在2030年前后实现航天员登月方案

12、航天员登上月球后进行相关的科学探测与实验月球的半径为R，月球外表的重力加速度g，引力常量为G(球体体积公式VR3)求：(1)月球的质量M；(2)月球的第一宇宙速度v；(3)月球的平均密度.解析：(1)月球外表物体的重力等于万有引力Gmg解得月球的质量M.(2)在月球外表所需的最小发射速度即为第一宇宙速度，有Gm由式得：v.(3)月球的平均密度月球的体积VR3联立式得：.答案：(1)(2)(3)12.如下图，A是地球的同步卫星，另一卫星B的圆形轨道位于赤道平面内，离地面高度为h.地球半径为R，地球自转角速度为0，地球外表的重力加速度为g，O为地球中心(1)求卫星B的运行周期；(2)如卫星B绕行方向与地球自转方向相同，某时刻A、B两卫星相距最近(O、B、A在同一直线上)，那么至少经过多长时间，它们再一次相距最近？解析：(1)由万有引力定律和向心力公式得Gm(Rh)Gmg联立式式得TB2 .(2)由题意得(B0)t2由式得B 由式得t.答案：(1)2 (2)