人造卫星宇宙速度练习题.pdf

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1、专 题 5.2 人 造 卫 星 宇 宙 速 度（练）国 练 基 础 一、单 选 题 1.2019年 12月 2 7日，长 征 五 号 遥 三 运 载 火 箭 在 中 国 文 昌 航 天 发 射 场 点 火 升 空，2000多 秒 后“实 践 二 十 号”卫 星 送 入 预 定 轨 道。该 星 的 发 射 过 程 要 经 过 多 次 变 轨 方 可 到 达 同 步 轨 道，在 发 射 该 地 球 同 步 卫 星 的 过 程 中，卫 星 从 圆 轨 道 I 的 A点 先 变 轨 到 椭 圆 轨 道 I I,然 后 在 3 点 变 轨 进 入 地 球 同 步 轨 道 H I,则（）A.该 卫 星 的

2、 发 射 速 度 应 大 于 11.2km/s且 小 于 16.7km/sB.卫 星 在 轨 道 II上 过 A点 的 速 率 比 卫 星 在 轨 道 II上 过 B 点 的 速 率 小 c.卫 星 在 B 点 通 过 减 速 实 现 由 轨 道 n 进 入 轨 道 mD.若 卫 星 在 I、I、HI轨 道 上 运 行 的 周 期 分 别 为 Ti、乃、7,则 7/72【答 案】D【解 析】A.该 卫 星 未 脱 离 地 球 束 缚，发 射 速 度 应 该 小 于 第 二 宇 宙 速 度 11.2km/s,故 A 错 误；B.根 据 开 普 勒 第 二 定 律，卫 星 在 轨 道 H上 过 A

3、点 的 速 率 比 卫 星 在 轨 道 H上 过 8 点 的 速 率 大，故 B 错 误;C.卫 星 在 8 点 通 过 加 速，做 离 心 运 动，实 现 由 轨 道 II进 入 轨 道 H I,故 C 错 误；D.根 据 开 普 勒 第 三 定 律，若 卫 星 在 I、I I、III轨 道 上 运 行 的 轨 道 半 径 或 半 长 轴 的 关 系 是 na2r3则 周 期 TIT2T3故 D 正 确。故 选 D。2.5 月 1 0日，天 舟 四 号 货 运 飞 船 从 200km的 轨 道，运 行 到 天 和 空 间 站 的 轨 道 并 与 核 心 舱 交 会 对 接 形 成 组 合 体

4、，组 合 体 运 行 在 距 地 面 393km高 的 轨 道 上。已 知 地 球 同 步 卫 星 距 地 面 的 高 度 接 近 36000km。则 该 组 合 体 的（）A.角 速 度 比 地 球 同 步 卫 星 的 小 B.向 心 加 速 度 比 地 球 同 步 卫 星 的 大C.周 期 比 地 球 同 步 卫 星 的 长 D.线 速 度 比 地 球 同 步 卫 星 的 小【答 案】B【解 析】A.根 据 Mm,G=mcor可 知，由 于 组 合 体 的 轨 道 半 径 小 于 同 步 卫 星 的 轨 道 半 径，则 其 角 速 度 比 地 球 同 步 卫 星 的 大，A 错 误；B.根

5、 据 G 誓 可 知，由 于 组 合 体 的 轨 道 半 径 小 于 同 步 卫 星 的 轨 道 半 径，则 其 向 心 加 速 度 比 地 球 同 步 卫 星 的 大，B 正 确:C.根 据-Mm 4万 1G L F可 知，由 于 组 合 体 的 轨 道 半 径 小 于 同 步 卫 星 的 轨 道 半 径，则 其 周 期 比 地 球 同 步 卫 星 的 短，c 错 误;D.根 据 _ Mm vG r=m可 知，由 于 组 合 体 的 轨 道 半 径 小 于 同 步 卫 星 的 轨 道 半 径，则 其 线 速 度 度 比 地 球 同 步 卫 星 的 大，D 错 误。故 选 B。3.设 行 星

6、绕 太 阳 的 运 动 是 匀 速 圆 周 运 动，金 星 自 身 的 半 径 是 火 星 的 倍，质 量 为 火 星 的 无 倍。不 考 虑 行 星 自 转 的 影 响，则（）A.金 星 表 面 的 重 力 加 速 度 是 火 星 的 七 倍 nB.金 星 的“第 一 宇 宙 速 度 是 火 星 的 机 倍 C.金 星 表 面 的 重 力 加 速 度 是 火 星 的;倍 kD.金 星 的“第 一 宇 宙 速 度 是 火 星 的。倍 n【答 案】B【解 析】A C.由 黄 金 代 换 公 式 GM=gR2可 知G Mg=所 以 g金 金 火=kg火 一 M火 月-一 故 A C错 误，B D.

7、由 万 有 引 力 提 供 近 地 卫 星 做 匀 速 圆 周 运 动 的 向 心 力 可 知 解 得 v书 所 以 故 B 正 确，D 错 误。故 选 B。4.一 着 陆 器 经 过 多 次 变 轨 后 登 陆 火 星 的 轨 迹 变 化 如 图 所 示，着 陆 器 先 在 轨 道 I 上 运 动，经 过 P 点 启 动 发 动 机 变 轨 到 圆 轨 道 n 上 运 动，经 过 一 段 时 间 后，再 次 经 过 P 点 时 启 动 发 动 机 变 轨 到 椭 圆 轨 道 HI上 运 动。轨 道 上 的 P、Q、S三 点 与 火 星 中 心 位 于 同 一 直 线 上，P、。两 点 分 别

8、 是 椭 圆 轨 道 的 远 火 星 点 和 近 火 星 点，且 PQ=2QS=2 h 除 了 变 轨 瞬 间，着 陆 器 在 轨 道 上 运 行 时 均 处 于 无 动 力 航 行 状 态。着 陆 器 在 轨 道 I、H、III上 经 过 P 点 的 速 度 分 别 为 匕、匕、内，经 过 S、。点 的 速 度 分 别 为 蜂、“，下 列 说 法 正 确 的 是（）B.%匕 C.着 陆 器 在 轨 道 II上 运 动 时，经 过 P 点 的 加 速 度 为 等 D.着 陆 器 在 轨 道 n 上 由 尸 点 运 动 到 s 点 所 用 的 时 间 小 于 着 陆 器 在 轨 道 in上 由

9、尸 点 运 动 到。点 所 用 的 时 间【答 案】C【解 析】A.着 陆 器 由 轨 道 I到 轨 道 n 需 要 减 速，同 理 从 轨 道 n 到 轨 道 用 也 需 要 减 速，因 此 有 A 错 误；B.轨 道 n 是 匀 速 圆 周 运 动，则 有 力=匕，在 椭 圆 轨 道 用 的 远 火 星 点 的 速 度 小 于 近 火 星 点 的 速 度，则 有 匕%,假 设 在。点 变 轨 到 近 火 圆 轨 道，需 要 减 速，则 有 玲%,比 较 近 火 圆 轨 道 和 圆 轨 道 II,可 知 外,由 以 上 分 析 可 得：匕 为%，B 错 误；C.着 陆 器 在 圆 轨 道 I

10、I上 运 动 时，根 据 牛 顿 第 二 定 律 可 得 鸟=ma=m 解 得 经 过 P 点 的 加 速 度 为 E 2v；a=-r2 3/C 正 确；D.着 陆 器 在 圆 轨 道 n 的 轨 道 半 径 大 于 椭 圆 轨 道 in的 轨 道 半 长 轴，根 据 开 普 勒 第 三 定 律 可 知，着 陆 器 在 圆 轨 道 II的 周 期 72大 于 在 椭 圆 轨 道 HI的 周 期 7、，因 为 5=/，包=；4所 以 有 tps tp QD 错 误。故 选 C。5.2022年 5 月 10日 01时 56分，天 舟 四 号 货 运 飞 船 搭 乘 长 征 七 号 遥 五 运 载

11、火 箭 从 文 昌 航 天 发 射 场 出 发，奔 向“天 宫”空 间 站，最 终 与 空 间 站 对 接，一 起 环 绕 地 球 做 圆 周 运 动，从 而 执 行 为 空 间 站 运 输 物 资、补 给 燃 料 等 任 务。关 于 天 舟 四 号，以 下 说 法 正 确 的 是（）A.天 舟 四 号 的 发 射 速 度 必 须 大 于 第 一 宇 宙 速 度 B.天 舟 四 号 在 绕 地 球 做 圆 周 运 动 的 过 程 中，其 内 部 携 带 的 物 资 的 加 速 度 都 为 0C.已 知 同 步 卫 星 轨 道 距 地 面 的 高 度 高 于 天 舟 四 号 轨 道 距 地 面

12、的 高 度，则 天 舟 四 号 的 环 绕 周 期 大 于 地 球 同 步 卫 星 的 环 绕 周 期D.根 据 开 普 勒 第 三 定 律，=k,若 已 知 天 舟 四 号 绕 地 球 转 动 的 周 期 及 轨 道 半 径，已 知 地 球 绕 太 阳 的 周 期,就 可 以 估 算 出 地 球 绕 太 阳 转 动 的 轨 道 半 径【答 案】A【解 析】A.第 一 宇 宙 速 度 是 最 小 发 射 速 度，则 天 舟 四 号 的 发 射 速 度 必 须 大 于 第 一 宇 宙 速 度，选 项 A 正 确；B.天 舟 四 号 在 绕 地 球 做 圆 周 运 动 的 过 程 中，其 内 部

13、携 带 的 物 资 绕 地 球 也 做 圆 周 运 动，则 其 加 速 度 不 为 0,选 项 B 错 误：C.根 据-Mm 4乃 2G-=K可 得 己 知 同 步 卫 星 轨 道 距 地 面 的 高 度 高 于 天 舟 四 号 轨 道 距 地 面 的 高 度，则 大 舟 四 号 的 环 绕 周 期 小 于 地 球 同 步 卫 星 的 环 绕 周 期，选 项 c 错 误；D.天 舟 四 号 绕 地 球 转 动 的 中 心 天 体 是 地 球，而 地 球 绕 太 阳 转 动 的 中 心 天 体 是 太 阳，两 者 中 心 天 体 不 同，不 能 根 据 开 普 勒 第 三 定 律 求 解 地 球

14、 绕 太 阳 转 动 的 轨 道 半 径，选 项 D 错 误。故 选 A。6.2021年 5 月 1 5日，我 国 发 射 的 火 星 探 测 器“天 问 一 号”成 功 着 陆 于 火 星 乌 托 邦 平 原 南 部 的 预 选 着 陆 区。已 知 地 球 半 径 约 为 火 星 半 径 的 2 倍，地 球 质 量 约 为 火 星 质 量 的 10倍，地 球 表 面 的 重 力 加 速 度 大 小 为 g,地 球 半 径 为 R。将 火 星 与 地 球 均 视 为 球 体，以 下 说 法 正 确 的 是（）A.火 星 的 平 均 密 度 是 地 球 平 均 密 度 的 1倍 4B.火 星 表

15、 面 的 重 力 加 速 度 大 小 为 y gC.火 星 的 第 一 宇 宙 速 度 为 巫 5D.近 火 卫 星 的 周 期 为 近 地 卫 星 周 期 的 也 倍 2【答 案】D【解 析】设 火 星 质 量 为 火 星 半 径 为 RA.根 据可 得 M0火 二 一；兀 建 3M。火 _*=4卜 2Q3故 A 错 误;B.根 据 可 得 可 得 G产=mgGM以=产 GMg火 一 产 _ 2g 10M-5/R Y故 B 错 误；C.在 地 球 表 面，根 据 可 得 可 得 故 c 错 误；D.近 地 卫 星 的 周 期 2Vmg=m RV=ygR隈 陪 721 Rv近 火 卫 星 的

16、周 期联 立 可 得 4 诬 2故 D 正 确。故 选 D。7.以 下 说 法 中 正 确 的 是（）A.哥 白 尼 提 出 了 日 心 说 并 发 现 了 行 星 沿 椭 圆 轨 道 运 行 的 规 律 B.若 地 球 绕 太 阳 运 转 的 轨 道 的 半 长 轴 为 飞，周 期 为 石，月 球 绕 地 球 运 转 的 轨 道 的 半 长 轴 为 尺，周 期 为 4,吟 吟 C.“月 一 地 检 验”表 明 地 面 物 体 所 受 地 球 的 引 力 与 月 球 所 受 地 球 的 引 力 是 不 同 性 质 的 力 D.第 一 宇 宙 速 度 7.9 km/s是 人 造 地 球 卫 星

17、绕 地 球 做 圆 周 运 动 的 最 大 运 行 速 度【答 案】D【解 析】A.哥 白 尼 提 出 了 日 心 说，开 普 勒 发 现 了 行 星 沿 椭 圆 轨 道 运 行 的 规 律，A 错 误；B.地 球 绕 太 阳 运 动，月 球 绕 地 球 运 动，中 心 天 体 不 同，故 以 名 邛 T；B 错 误；C.“月 一 地 检 验”表 明 地 面 物 体 所 受 地 球 的 引 力 与 月 球 所 受 地 球 的 引 力 是 同 性 质 的 力，C 错 误：D.第 一 宇 宙 速 度 是 绕 地 球 做 圆 周 运 动 的 物 体 最 大 速 度，是 发 射 卫 星 的 最 小 速

18、 度，7.9 km/s是 人 造 地 球 卫 星 绕 地 球 做 圆 周 运 动 的 最 大 运 行 速 度，D 正 确。故 选 D。二、多 选 题 8.在 众 多 的 人 造 地 球 卫 星 中，有 两 类 卫 星 最 特 殊，一 类 是 近 地 卫 星（高 度 可 以 忽 略 不 计，轨 道 半 径 视 为 地 球 半 径），另 一 类 是 地 球 同 步 卫 星（运 行 周 期 和 地 球 自 转 周 期 相 同），下 列 关 于 对 这 两 类 卫 星 的 描 述 正 确 的是（）A.近 地 卫 星 的 线 速 度 等 于 第 一 宇 宙 速 度 B.近 地 卫 星 的 周 期 是 做

19、 圆 周 运 动 卫 星 的 最 小 周 期 C.同 步 卫 星 发 射 速 度 要 大 于 11.2km/sD.同 步 卫 星 运 动 的 加 速 度 大 约 是 地 球 表 面 重 力 加 速 度 的 6.6倍【答 案】AB【解 析】A.由 因 近 地 R星 轨 道 半 径 则 近 地 卫 星 的 速 度 即 为 第 一 宇 宙 速 度，B.由 可 得 可 以 看 出，轨 道 半 径 越 小，周 期 最 小，所 以 近 地 卫 星 的 周 期 是 做 圆 周 运 动 卫 星 的 最 小 周 期，故 B 正 确;C.地 球 卫 星 的 发 射 速 度 应 该 大 于 7.9km/s，小 于

20、1 L2km/s,故 C 错 误；D.由 GM所 以 同 步 卫 星 运 动 的 加 速 度 小 于 地 球 表 面 的 重 力 加 速 度，故 D错 误。故 选 AB。9.地 球 赤 道 上 有 一 物 体 随 地 球 自 转，所 受 的 向 心 力 为，向 心 加 速 度 为 4,速 度 为 匕，周 期 为 乙；一 颗 人 造 卫 星 在 地 球 表 面 附 近 绕 地 球 做 圆 周 运 动，所 受 的 向 心 力 为 尼，向 心 加 速 度 为 的，线 速 度 为 匕，周 期 为 汽；地 球 同 步 卫 星 所 受 的 向 心 力 为 玛，向 心 加 速 度 为%,线 速 度 为，周

21、期 为 73。假 设 三 者 质 量 相 等，则（）A.耳 鸟 鸟 B.axa3 a2C.v,v3 v2D.T2T36 K故 A 错 误；B.同 步 卫 星 与 地 球 自 转 的 周 期 相 同，有 4 易 知 同 步 卫 星 的 向 心 加 速 度 大 于 随 地 球 自 转 的 物 体 的 向 心 加 速 度，即 易 知 同 步 卫 星 的 向 心 加 速 度 小 于 地 球 附 近 的 人 造 卫 星 的 向 心 加 速 度，即 联 立，可 得 故 B 正 确；C.同 步 卫 星 与 地 球 自 转 的 周 期 相 同，有17irv=-T易 知 同 步 卫 星 的 线 速 度 大 于

22、随 地 球 自 转 的 物 体 的 线 速 度，即 匕 匕 根 据 _ MmG 丁=m r r解 得 V-GM易 知 同 步 卫 星 的 线 速 度 小 于 地 球 附 近 的 人 造 卫 星 的 线 速 度，即 匕 彩 联 立，可 得 V,v3 T2联 立，可 得 l=TT2故 D 错 误。故 选 BC。10.1970年 4 月 2 4日，我 国 第 一 颗 人 造 卫 星“东 方 红 一 号”发 射 成 功，开 创 了 中 国 航 天 史 的 新 纪 元。科 学 家钱 学 森 做 出 特 殊 贡 献，被 誉 为“中 国 航 天 之 父“。目 前 我 国 在 轨 人 造 地 球 卫 星 有

23、上 千 颗 了。某 颗 地 球 同 步 卫 星 A 与 另 一 颗 地 球 中 轨 道 赤 道 卫 星 B,都 在 轨 且 正 常 运 行，B 卫 星 的 周 期 是 A 卫 星 周 期 的 一 半。某 时 刻 B 卫 星 在 A 卫 星 的 正 下 方。则（）A.A 的 线 速 度 比 B 的 大 B.至 少 要 经 过 24小 时，B 才 能 再 次 经 过 A 的 正 下 方 C.A 距 地 心 的 距 离 是 B 距 地 心 的 距 离 的 孤 倍 D.B 卫 星 向 运 动 的 正 前 方 喷 气，可 使 B 变 轨，从 而 运 动 到 A 的 轨 道 上【答 案】BC【解 析】C.

24、A R星 的 周 期 大 于 B H星 的 周 期，所 以 A 的 轨 道 半 径 大 于 B 的 轨 道 半 径，由 开 普 勒 第 三 定 律 可 知 解 得&：4=河 1C 正 确;A.根 据 万 有 引 力 提 供 向 心 力 4万 2G 不=若 印 可 得 R=I GMT2V 4/由 于 B 卫 星 的 周 期 是 A 卫 星 周 期 的 一 半，则 B 卫 星 圆 周 运 动 的 半 径 小 于 A 卫 星 圆 周 运 动 的 半 径，根 据 可 知，A 的 线 速 度 小 于 B 的 线 速 度，A 错 误；B.A 是 同 步 卫 星，相 对 地 面 静 止，而 B 的 周 期

25、为 A 的 一 半，B 比 A 要 多 运 动 1周 才 能 再 次 来 到 A 的 正 下 方,即 2万，2万,、x A/=x/+2万 所 以 B 在 4=24小 时 后 恰 好 经 过 A 的 正 下 方，B 正 确；D.B 只 能 向 后 喷 气 加 速 才 能 增 加 轨 道 半 径，从 而 可 能 进 入 A 的 轨 道，D 错 误.故 选 BC。1 1.如 图 所 示，试 验 飞 船 开 始 时 在 轨 道 I 上 绕 地 球 做 匀 速 圆 周 运 动，后 经 变 轨，飞 船 沿 轨 道 II绕 地 球 运 行，一 段 时 间 后，又 经 过 一 次 变 轨，飞 船 沿 轨 道

26、in绕 地 球 做 匀 速 圆 周 运 动。A 点 是 轨 道 I 和 轨 道 n 的 公 切 点，B点 是 轨 道 n 和 轨 道 m的 公 切 点，则（）广-、1 W in）_/.JV A.飞 船 在 轨 道 I 上 的 运 行 速 度 小 于 其 在 轨 道 III上 的 运 行 速 度 B.飞 船 需 要 在 A 点 减 速 才 能 从 轨 道 I 转 移 到 轨 道 II上，所 以 在 A 点 时，飞 船 在 轨 道 I 上 的 加 速 度 大 于 它 在 轨 道 n上 的 加 速 度 c.飞 船 沿 轨 道 n 运 行 的 周 期 大 于 沿 轨 道 ni运 行 的 周 期 D.飞

27、 船 从 轨 道 I 变 轨 到 轨 道 H I,飞 船 的 机 械 能 减 少，合 外 力 对 飞 船 做 负 功【答 案】AC【解 析】A.飞 船 在 轨 道 I 和 轨 道 HI上，由 万 有 引 力 提 供 向 心 力 可 得 轨 道 1半 径 较 大，运 行 速 度 较 小，A 正 确；B.飞 船 需 要 在 4 点 减 速 才 能 从 轨 道 I 转 移 到 轨 道 1 1上，由 牛 顿 第 二 定 律 可 得 解 得 a=G rA 点 距 地 心 距 离，固 定，故 飞 船 在 轨 道 I 上 A 点 的 加 速 度 等 于 它 在 轨 道 H上 A 点 的 加 速 度，B 错

28、误;C.由 开 普 勒 第 三 定 律 可 得轨 道 n 的 半 长 轴“大 于 轨 道 HI的 半 径 4,故 t船 沿 轨 道 II运 行 的 周 期 大 于 沿 轨 道 HI运 行 的 周 期，C 正 确；D.长 船 从 轨 道 I变 轨 到 轨 道 U1,在 A、8 点 均 要 减 速，故 K船 的 机 械 能 减 少，由 A 解 析 可 知，W船 在 轨 道 川 的 速 度 较 大，据 动 能 定 理 可 知，合 外 力 对 飞 船 做 正 功，D 错 误。故 选 A C。12.2021年 6 月 17 EI,“神 舟 十 二 号“飞 船 一 飞 冲 天，并 且 顺 利 与“天 和

29、号”核 心 舱 对 接，上 演 太 空 之 吻！航 天 员 聂 海 胜、刘 伯 明、汤 洪 波 先 后 进 入 天 和 核 心 舱，中 国 航 天 员 进 入 属 于 自 己 的 空 间 站。在 3 个 月 的 空 间 站 生 活 中，宇 航 员 主 要 测 试 空 间 站 的 各 种 操 作 系 统 以 及 操 作 模 块 能 否 正 常 进 行，测 试 全 新 的 宇 航 服，在 天 和 外 围 进 行 2 次 太 空 行 走，在 核 心 舱 进 行 科 学 实 验 以 及 宣 传。下 列 说 法 中 正 确 的 是（）A.使 飞 船 与 天 和 号 在 同 一 轨 道 上 运 行，然 后

30、 飞 船 加 速 追 上 空 间 实 验 室 实 现 对 接 B.飞 船 先 在 比 天 和 号 轨 道 半 径 小 的 轨 道 上 加 速，加 速 后 飞 船 逐 渐 靠 近 天 和 号，两 者 速 度 接 近 时 实 现 对 接 C.宇 航 员 在 空 间 站 受 地 球 引 力 作 用 处 于 完 全 失 重 状 态 D.宇 航 员 出 舱 后 将 沿 着 原 轨 迹 的 切 线 方 向 做 匀 速 直 线 运 动【答 案】BC【解 析】A.使 飞 船 与 核 心 舱 在 同 一 轨 道 上 运 行 时，若 使 飞 船 加 速，飞 船 所 需 向 心 力 大 于 万 有 引 力 做 离

31、心 运 动，偏 离 原 来 的 轨 道，不 可 能 与 核 心 舱 的 对 接，A 错 误 B.飞 船 先 在 比 天 和 号 轨 道 半 径 小 的 轨 道 上 加 速，加 速 后 飞 船 逐 渐 靠 近 天 和 号，两 者 速 度 接 近 时 实 现 对 接,B 正 确；C.宇 航 员 在 空 间 站 受 到 的 地 球 引 力 完 全 用 于 提 供 做 圆 周 运 动 的 向 心 力 而 处 于 完 全 失 重 状 态，C 正 确；D.宇 航 员 出 舱 后 速 度 大 小 不 变，轨 道 半 径 不 变，仍 做 匀 速 圆 周 运 动，D 错 误。故 选 BCo三、解 答 题 13.

32、在 月 球 表 面 上 竖 直 向 上 抛 出 一 个 物 体，测 得 物 体 从 抛 出 点 到 最 高 点 的 高 度 为 H,从 抛 出 点 到 最 高 点 所 用 时 间 为 r,月 球 的 半 径 为 R,引 力 常 量 为 G。求：（1）月 球 的 质 量；(2)月 球 表 面 的 第 一 宇 宙 速 度。【答 案】*誓；呼【解 析】(1)由 竖 直 上 抛 运 动 得 口 1、H=Qgt-在 月 球 表 面 上 的 物 体 Mm由 以 上 两 式 解 得 M 工 G r(2)在 月 球 表 面 上，第 一 宇 宙 速 度 等 于 近 月 卫 星 的 运 行 速 度 _ Mm v2

33、G r-=m R2 R山 以 上 各 式 解 得 2HRv=-14.2022年 4 月 17 II下 午 3 时，国 务 院 新 闻 办 公 室 举 行 新 闻 发 布 会 介 绍 了 中 国 空 间 站 建 造 进 展 情 况，根 据 任 务 计 划 安 排，今 年 将 实 施 6 次 飞 行 任 务，完 成 我 国 空 间 站 在 轨 建 造，并 将 于 6 月 发 射 神 舟 十 四 号 载 人 飞 船，3 名 航 天 员 进 驻 核 心 舱 并 在 轨 驻 留 6 个 月。神 州 十 四 号 飞 船 发 射 成 功 后，进 入 圆 形 轨 道 稳 定 运 行，运 转 一 周 的 时 间

34、 为 T,地 球 的 半 径 为 R,表 面 重 力 加 速 度 为 g,万 有 引 力 常 量 为 G。求：(1)地 球 的 密 度；(2)“神 州”十 四 号 飞 船 轨 道 距 离 地 面 的 高 度。【答 案】温 1 2)(小【解 析】(I)由 题 意，在 地 球 表 面 有 万 有 引 力 提 供 重 力，即 G充=mgM=G地 球 的 体 积 为4V=-K Ri3故 地 球 的 密 度 为。=丝=_=上 3（2）设 飞 船 距 地 面 高 为，在 太 空 中，万 有 引 力 充 当 向 心 力 24（R+h（R+W R+h R+h T-，在 地 球 表 面 附 有 GMm-=ms联

35、 立 可 解 4/-R国 练 提 升 一、单 选 题 1.（2022 湖 南 长 郡 中 学 二 模）如 图 甲 所 示，河 外 星 系 中 两 黑 洞 A、B 的 质 量 分 别 为 M/和 M 2,它 们 以 两 者 连 线 上 的 某 一 点 为 圆 心 做 匀 速 圆 周 运 动。为 研 究 方 便 简 化 为 如 图 乙 所 示 的 示 意 图，黑 洞 A 和 黑 洞 B 均 可 看 成 球 体，。4。8,且 黑 洞 A 的 半 径 大 于 黑 洞 B 的 半 径，下 列 说 法 正 确 的 是（）图 甲 图 乙 A.两 黑 洞 质 量 之 间 的 关 系 一 定 是 M/M2B.黑

36、 洞 A 的 运 行 角 速 度 小 于 黑 洞 B 的 运 行 角 速 度 C.人 类 要 把 宇 航 器 发 射 到 距 黑 洞 A 较 近 的 区 域 进 行 探 索，发 射 速 度 一 定 大 于 第 三 宇 宙 速 度 D.若 两 黑 洞 间 的 距 离 一 定，把 黑 洞 A 上 的 物 质 移 到 黑 洞 B 上，它 们 运 行 的 周 期 变 大【答 案】C【解 析】A B.黑 洞 A 与 黑 洞 B 绕。点 相 同 时 间 内 转 过 的 角 度 相 同，所 以，二 者 的 角 速 度 相 等，设 它 们 相 距 为 L,角速 度 为。，根 据 牛 顿 第 二 定 律 得 I

37、?=Mta)2-OA=M2(y2-OB联 立 得 M,OA=M2 OB根 据 题 意 O A O 3,所 以 MtM故 A B错 误；C.人 类 要 把 宇 航 器 发 射 到 距 黑 洞 A 较 近 的 区 域 进 行 探 索，必 须 冲 出 太 阳 系，所 以 发 射 速 度 一 定 大 于 第 三 宇 宙 速 度，故 C 正 确；D.根 据 MlOA=M2-OBOA+OB=LM,+M又 由 于 整 理 得 L(M+%)所 以，周 期 为 T=2万 若 两 黑 洞 间 的 距 离 一 定，把 黑 洞 A 上 的 物 质 移 到 黑 洞 B 上，两 黑 洞 质 量 之 和 不 变，周 期 不

38、 变。故 D 错 误。故 选 C。2.（2022.广 东 华 南 师 大 附 中 三 模）现 实 版 的 倒 霉 熊 乔 伊 曾 因 为 白 化 病 两 次 被 送 到 北 极，还 有 一 次 被 送 到 位 于 赤 道 的 北 极 馆。若 乔 伊 质 量 始 终 为 7,它 在 北 极 和 北 极 馆 的 重 力 差 为&V,地 球 半 径 七 则 可 求 出 同 步 卫 星 运 动 的 周 期 为（）NA.JB.-R C.J1 咨 尺 D.-n NR【答 案】B【解 析】乔 伊 在 北 极 时 有 C MmG N、乔 伊 在 北 极 馆 时 有 Mm 4/G/=M+m 亍 RA7V=M-华

39、 同 步 卫 星 的 周 期 解 得 中 蜉 R故 选 B。3.（2022辽 宁 沈 阳 三 模）中 国 空 间 站 将 于 2022年 年 底 建 成，空 间 站 可 供 多 名 航 天 员 巡 访、长 期 工 作 和 生 活。空 间 站 的 轨 道 可 视 为 近 地 圆 轨 道，己 知 引 力 常 量 为 G,下 列 说 法 正 确 的 是（）A.在 空 间 站 工 作 的 宇 航 员 因 受 力 平 衡 而 处 于 悬 浮 状 态 B.若 已 知 空 间 站 的 运 行 周 期 就 可 以 求 得 宇 航 员 绕 地 球 做 圆 周 运 动 的 动 能 C.若 已 知 空 间 站 的

40、运 行 周 期 就 可 以 求 得 地 球 的 密 度 D.若 已 知 空 间 站 的 运 行 周 期 就 可 以 求 得 地 球 的 质 量【答 案】C【解 析】A.在 空 间 站 工 作 的 宇 航 员 随 空 间 站 一 起 围 绕 地 球 做 圆 周 运 动，所 受 合 力 提 供 向 心 力，受 力 不 平 衡，故 A错 误;B.由 动 能 r1 2,=tnv2知 已 知 空 间 站 的 运 行 周 期 不 能 求 出 宇 航 员 绕 地 球 做 圆 周 运 动 的 动 能，故 B 错 误;C.设 地 球 半 径 为 R,空 间 站 围 绕 地 球 做 圆 周 运 动，由 万 有 引

41、 力 提 供 向 心 力 得 地 球 质 量 地 球 密 度 4万 Wn M=GT?-=3-冗-V GT3故 C 正 确；D.由 C 中 分 析 可 知，地 球 质 量 要 求 得 地 球 质 量 还 需 已 知 地 球 半 径，故 D 错 误。故 选 C。4.（2022 北 京 海 淀 二 模）2021年 10月 1 6日 神 舟 十 三 号 采 用 自 主 快 速 交 会 对 接 模 式 成 功 对 接 于 天 和 核 心 舱 径 向 端 口，与 此 前 已 对 接 的 天 舟 二 号、天 舟 三 号 货 运 飞 船 一 起 构 成 四 舱（船）组 合 体。若 该 组 合 体 绕 地 球

42、运 行 轨 道 近 似 为 圆 形，周 期 为 9 2分 钟 左 右。由 此 可 以 判 断（）A.该 组 合 体 比 地 球 同 步 卫 星 运 行 线 速 度 小 B.该 组 合 体 比 地 球 同 步 卫 星 向 心 加 速 度 大 C.该 组 合 体 比 地 球 同 步 卫 星 运 行 角 速 度 小 D.该 组 合 体 比 地 球 同 步 卫 星 运 行 周 期 大【答 案】B【解 析】根 据 Mm v2 2 4/=m=ni(or=z n 7-同 步 卫 星 的 周 期 为 2 4 h,则 组 合 体 的 周 期 小 于 同 步 卫 星 的 周 期，可 知 组 合 体 的 轨 道 半

43、 径 小 于 同 步 卫 星 的 轨 道 半 径；组 合 体 比 地 球 同 步 卫 星 运 行 线 速 度 大；组 合 体 比 地 球 同 步 卫 星 向 心 加 速 度 大；组 合 体 比 地 球 同 步 卫 星 运 行 角 速 度 大；则 A CD错 误，B 正 确。故 选 B。5.（2022北 京 东 城 三 模）2021年 10月 1 6日，载 有 3 名 航 天 员 的 神 舟 十 三 号 载 人 飞 船 进 入 太 空，这 将 首 次 考 核 并 验 证 航 天 员 长 期 在 轨 驻 留 空 间 站 能 力。已 知 空 间 站 在 离 地 高 度 约 为 400km的 圆 形

44、轨 道 飞 行，则 下 列 说 法 正 确 的 是（）A.载 人 飞 船 在 加 速 升 空 阶 段 宇 航 员 处 于 超 重 状 态，宇 航 员 受 万 有 引 力 比 在 地 面 时 大 B.空 间 站 的 桌 面 上 放 一 个 玻 璃 杯，两 者 相 对 静 止，此 时 玻 璃 杯 对 桌 面 没 有 压 力 C.与 离 地 高 度 约 为 36000km的 同 步 卫 星 相 比，空 间 站 做 圆 周 运 动 的 加 速 度 更 小 D.宇 航 员 在 空 间 站 外 面 检 修 时 若 松 手 手 中 的 工 具，工 具 将 会 落 向 地 面【答 案】B【解 析】A.载 人

45、飞 船 在 加 速 升 空 阶 段 因 加 速 向 上，则 宇 航 员 处 于 超 重 状 态，根 据 万 有 引 力 定 律 可 知，宇 航 员 受 万 有 引 力 比 在 地 面 时 小，选 项 A 错 误；B.空 间 站 内 的 物 体 处 于 完 全 失 重 状 态，则 空 间 站 的 桌 面 上 放 一 个 玻 璃 杯，两 者 相 对 静 止，此 时 玻 璃 杯 对 桌 面 没 有 压 力，选 项 B 正 确；C.根 据 GMa=Tr可 知，与 离 地 高 度 约 为 36000km的 同 步 卫 星 相 比，空 间 站 做 圆 周 运 动 的 加 速 度 更 大，选 项 C 错 误

46、;D.国 际 空 间 站 绕 地 球 做 匀 速 圆 周 运 动，靠 地 球 的 万 有 引 力 提 供 向 心 力 做 圆 周 运 动，释 放 的 物 体 受 到 地 球 的 引 力，也 做 圆 周 运 动，不 会 落 到 地 面，故 D 错 误。故 选 B。6.（2022 湖 南 长 沙 一 中 一 模）2021年 7 月 和 10月，美 国 SpaceX公 司 星 链 卫 星 两 次 侵 入 中 国 天 宫 空 间 站 轨 道，为 保 证 空 间 站 内 工 作 的 三 名 航 天 员 生 命 安 全，中 方 不 得 不 调 整 轨 道 高 度，紧 急 避 碰。其 中 星 链 一 230

47、5号 卫 星，采 取 连 续 变 轨 模 式 接 近 中 国 空 间 站，中 国 发 现 且 规 避 后，该 卫 星 轨 道 又 重 新 回 到 正 常 轨 道。已 知 中 国 空 间 站 在 高 度 为 390km的 圆 轨 道，轨 道 倾 角 41.58。（轨 道 倾 角 是 指 卫 星 轨 道 面 与 地 球 赤 道 面 之 间 的 夹 角），而 星 链 卫 星 在 高 度 为 550km的 圆 轨 道，倾 角 为 53。已 知 地 球 半 径 为 6 4 0 0 k m,引 力 常 量 为 G=6.67xl0 N m2/kg2 下 列 说 法 正 确 的 是（）A.中 国 空 间 站

48、的 运 行 速 度 约 为&39km/sB.由 题 目 所 给 数 据 可 以 计 算 出 地 球 的 密 度 C.星 链 卫 星 保 持 轨 道 平 面 不 变，降 至 高 度 为 390km的 圆 轨 道 时，一 定 不 会 与 中 国 空 间 站 相 撞 D.星 链 卫 星 在 正 常 圆 轨 道 需 减 速 才 能 降 到 中 国 空 间 站 所 在 高 度【答 案】D【解 析】A.中 国 空 间 站 在 地 球 的 万 有 引 力 作 用 下 绕 地 球 做 匀 速 圆 周 运 动，其 速 度 不 可 能 大 于 第 一 宇 宙 速 度，A 错 误；B.根 据 万 有 引 力 提 供

49、 向 心 力，可 得 方=掰 中*根 据 题 意，可 以 知 道 轨 道 半 径、引 力 常 量 G,不 知 道 运 行 周 期 或 线 速 度 角 速 度 等，不 能 求 出 地 球 质 量，则 不 能 求 解 地 球 的 密 度，B 错 误；C.星 链 卫 星 保 持 轨 道 平 面 不 变，降 至 3 9 0公 里 附 近 圆 轨 道 时，其 速 度 与 中 国 空 间 站 速 度 接 近，由 于 二 者 并 不 是 在 同 一 轨 道 平 面 上 且 保 持 绕 行 方 向 相 同，所 以 存 在 相 撞 的 可 能，故 C 错 误。D.星 链 卫 星 在 高 轨 道 运 行，在 正

50、常 圆 轨 道 需 减 速 降 轨 做 近 心 运 动 后 才 能 降 到 中 国 空 间 站 所 在 高 度，D 正 确；故 选 D。7.（2022 湖 南 师 大 附 中 三 模）冲 日 是 指 某 一 外 行 星（火 星、木 星、土 星、天 王 星、海 王 星、冥 王 星）于 绕 日 公 转 过 程 中 运 行 到 与 地 球、太 阳 成 一 直 线 的 状 态，已 知 火 星 的 公 转 周 期 约 为 地 球 公 转 周 期 的 1.9倍，半 径 约 为 地 球 的 一 半，质 量 约 为 地 球 质 量 的 9 倍，现 认 为 地 球 和 火 星 在 同 一 平 面 上、沿 同 一