2020-2021学年第3节 人类对太空的不懈探索巩固练习

4.3人类对太空的不懈探索基础巩固2021—2022学年高中物理鲁科版（2019）必修第二册

一、选择题（共15题）

1．2020年6月23日9时43分，我国在西昌卫星发射中心用“长征三号乙”运载火箭把北斗全球导航系统最后一颗组网卫星成功定点于地球同步轨道，宣布了北斗系统全球组网成功。已知引力常量为G，地球的质量和半径分别为M和R，地球同步轨道离地高度为h，同步卫星的周期为T（近似认为），下列说法正确的（　　）

A．所有绕地球做圆周运动周期是的卫星一定是同步卫星

B．所有地球同步卫星受到的向心力大小相等

C．地球同步卫星所在轨道处的重力加速度

D．同步卫星的周期

2．2020年6月23日，我国在西昌卫星发射中心用“长征三号乙”运载火箭发射了“北斗三号”系统的最后一颗组网卫星，至此，北斗三号全球卫星导航系统星座部署比原计划提前半年完成，此次发射的卫星属地球同步卫星，该卫星正常运行时（　　）

A．处于平衡状态 B．所受引力保持不变

C．角速度保持不变 D．运行速度大于第一宇宙速度

3．科学家发现太阳系的生命可能起源于火星，这颗红色的星球或许是生命的诞生地。若火星和地球绕太阳运行的轨道均可视为圆形，且火星与地球绕太阳运行的轨道半径之比为k，则火星与地球绕太阳运行的线速度大小之比为（　　）

A． B． C．k D．

4．如图所示，a为放在赤道上的物体；b为沿地球表面附近做匀速圆周运动的人造卫星；c为地球同步卫星．以下关于a、b、c的说法中正确的是 （     ）

A．a、b、c绕地心作匀速圆周运动的向心加速度大小关系为

B．a、b、c绕地心作匀速圆周运动的向心加速度大小关系为

C．a、b、c绕地心作匀速圆周运动的周期关系为

D．a、b、c绕地心作匀速圆周运动的线速度大小关系为

5．下列说法正确的是       (       )

A．F=mrω2，人造地球卫星轨道半径增大到2倍时，向心力也增大到2倍

B．因，人造地球卫星轨道半径增大到2倍时，向心力减小为原来的

C．因为 ，人造地球卫星轨道半径增大到2倍时，向心力减小为原来的

D．仅知道卫星轨道半径的变化，无法确定向心力的变化

6．地球赤道上的重力加速度为g，物体在赤道上随地球自转的向心加速度为a，要使赤道上物体“飘”起来，则地球的转速应为原来转速的(　　)．

A． 倍

B． 倍

C． 倍

D． 倍

7．同步卫星离地心的距离为r，运行速度为，加速度，地球赤道上的物体随地球自转的向心加速度，第一宇宙速度为，地球的半径为R，则　　

A． B． C． D．

8．2021年，我国载人航天工程实施了5次发射任务，空间站组合体稳定运行在轨道半径约6761km的近圆轨道。已知引力常量和地球质量，则可以估算的物理量是（　　）

A．地球的密度 B．空间站的加速度

C．空间站的质量 D．空间站的动能

9．已知引力常量G、地球绕太阳做匀速圆周运动的轨道半径为r，地球绕太阳运行的周期T，仅利用这三个数据，可以估算出的物理量（ ）

A．地球的质量 B．太阳的质量

C．太阳的半径 D．太阳对地球的引力大小

10．如图所示是围绕太阳的两个轨道P、Q。轨道P是半径为R的圆轨道；轨道Q是椭圆轨道，其近日点a与太阳之间的距离为，其远日点b与太阳之间的距离为2R。假设某航天器在圆轨道P上的速度为vc；彗星在椭圆轨道Q上近日点a处速度为va，在远日点b处速度为vb。则下列关系正确的是（　　）

A．2vc>vb>va B．va>vc>vb C．vc>va>4vb D．2va>vb>vc

11．2022年左右，我国将建成载人空间站。若该空间站绕地球做匀速圆周运动，其运行周期为T，轨道半径为地球同步轨道半径的，已知地球的半径为R，地球表面的重力加速度大小为g，忽略地球上物体自转的影响，则地球同步卫星的轨道半径为（　　）

A． B． C． D．

12．据中新网报道，中国自主研发的北斗卫星导航系统“北斗三号”第17颗卫星已于2018年11月2日在西昌卫星发射中心成功发射．该卫星是北斗三号全球导航系统的首颗地球同步轨道卫星，也是北斗三号系统中功能最强、信号最多、承载最大、寿命最长的卫星．关于该卫星，下列说法正确的是

A．它的发射速度一定大于11.2 km/s

B．它运行的线速度一定不小于7.9 km/s

C．它在由过渡轨道进入运行轨道时必须减速

D．由于稀薄大气的影响，如不加干预，在运行一段时间后，该卫星的动能可能会增加

13．2018年1月13日15时10分，我国在酒泉卫星发射中心用长征二号丁运载火箭，成功将“陆地勘查卫星三号”发射升空，卫星进入预定轨道．这是我国第三颗低轨陆地勘查卫星．关于“陆地勘查卫星三号”，下列说法正确的是(     )

A．卫星的发射速度一定小于7.9km/s

B．卫星绕地球运行的角速度比月球绕地球运行的角速度大

C．卫星绕地球运行的向心加速度比月球绕地球运行的向心加速度小

D．卫星在预定轨道上没有加速度

14．宇航员乘坐宇宙飞船登上某星球，在该星球“北极”距星球表面附近h处自由释放一个小球，测得落地时间为t.已知该星球半径为R，自转周期为T，引力常量为G.下列说法正确的是(　　)

A．该星球的平均密度为

B．该星球的第一宇宙速度为

C．宇宙飞船绕该星球做圆周运动的周期不大于

D．如果该星球存在一颗同步卫星，其距星球表面高度为

15．2015年7月25日，我国发射的新一代北斗导航卫星，全部使用国产微处理器芯片（CPU），圆了航天人的“中国芯”之梦，该卫星在圆形轨道运行速度v满足（　　）

A．v＜7.9 km/s

B．7.9 km/s＜v＜11.2 km/s

C．11.2 km/s＜v＜16.7 km/s

D．v＞16.7 km/s

二、填空题（共4题）

16．银河系中大约有四分之一是双星。某双星由质量分别为M和m的星体和构成，两星在相互之间的万有引力作用下绕两者连线上某一定点C作匀速圆周运动。则和的周期这之比__________；和的绕C点做圆周运动的半径分别为，则_______________

17．近地卫星因受大气阻力作用，轨道半径逐渐减小时，速度将_____，环绕周期将_____，所受向心力将_____ 。（填变大、变小或不变）

18．质量为m的同步卫星距地面的高度约为地球半径的5倍，已知地球的半径为R，地球自转的周期为T，则同步卫星绕地球转动的线速度为________，同步卫星受到的万有引力为________．

19．2020年12月17日凌晨，嫦娥五号返回器携带月球样品，采用半弹道跳跃方式再入返回并安全着陆，标志着我国航天又迈上了一个新台阶。假设我国宇航员乘坐探月飞船登上月球，如图所示是宇航员在月球表面水平抛出小球的闪光照片的一部分已知照片上方格的实际边长为a，闪光周期为T，据此分析：

(1)图中A点______（“是”或“不是”）平抛运动抛出点

(2)小球平抛的初速度为______；

(3)月球上的重力加速度为______；

(4)嫦娥五号上升器月面点火，顺利将携带月壤的上升器送入到预定环月轨道，成功实现我国首次地外天体起飞。已知月球半径为R，结合实验结果估算返回时上升器的最小发射速度______。

三、综合题（共4题）

20．一颗人造卫星的质量为，卫星绕地球做匀速圆周运动的轨道半径为，地球的质量为，求∶

（1）地球对该卫星的万有引力大小；

（2）卫星环绕地球运行的速率。

21．某星球半径为R，该星球表面的重力加速度为g，已知万有引力常量为G。（不计该星球的自转影响。）求：

(1)该星球的质量M；

(2)该星球的第一宇宙速度v；

(3)离该星球表面高度为3R处绕该星球做匀速圆周运动的卫星的周期T。

22．2020年4月16日，小明同学受邀参观天文观测站，恰好当日该站收到了最新观测数据。2020年4月7日晚，在距离地球12345光年的恒星“哎呦我去”周围，发现了行星“吓死我了”通过研究发现，行星“吓死我了”围绕恒星“哎呦我去”做匀速圆周运动，且运行n圈所用时间为t，恒星“哎呦我去”的半径为R，表面的重力加速度为g，引力常量为G。小明同学为科学的发展，贡献了自己的一份力量算出了以下数值：

①恒星“哎呦我去”的质量M；

②恒星“哎呦我去”的第一宇宙速度v；

③行星“吓死我了”与恒星“哎呦我去”星球表面的距离L。

请同为高中生的你也计算出以上三个数据。

注：行星“吓死我了”与恒星“哎呦我去”之间距离较小，且恒星“哎呦我去”的半径极大。

23．“神舟”七号飞船的成功发射为我国在2010年实现探月计划——“嫦娥工程”获得了宝贵的经验，假设月球半径为R，月球表面的重力加速度为，飞船在距月球表面高度为3R的圆形轨道Ⅰ运行，到达轨道的A点时点火变轨进入椭圆轨道Ⅱ，到达轨道的近月点B再次点火进入月球近月轨道Ⅲ绕月球做圆周运动，万有引力常量为G，求：

（1）飞船在轨道Ⅲ上的运行速率；

（2）飞船在轨道Ⅰ绕月球运行一周所需的时间．

（3）飞船在A点处点火后瞬间与点火前相比，速度是变大还是变小？

参考答案：

1．C

2．C

3．A

4．C

5．C

6．B

7．C

8．B

9．B

10．B

11．B

12．D

13．B

14．A

15．A

16．     1：1     m：M

17．     变大     变小     变大

18．         

19．     是              

20．（1）（2）

21．(1)；(2)；(3)

22．(1)；(2)；(3)

23．（1）；（2）；（3）变小