考点巩固卷29~30 人造卫星 宇宙速度-备战2024年高考物理一轮复习专题高分突破(新高考通用)
展开考点01:第一宇宙速度的理解及应用(5单选+1解答)
一、单选题
1.(2023·陕西·校联考模拟预测)北京时间2022年6月5日,搭载神舟十四号载人飞船的长征二号F遥十四运载火箭在酒泉卫星发射中心点火发射,约577秒之后,神舟十四号载人飞船成功进入预定轨道,神舟十四号载人飞船采用自主快速交会对接模式,经过6次自主交轨成功对接于天和核心舱径向端口,天和核心舱在距地面约390km的近圆轨道上飞行,已知引力常量为,地球半径。则下列说法正确的是( )
A.天和核心舱绕地球运行的速度大于第一宇宙速度
B.为了实现对接,载人飞船应该到达天和核心舱轨道,再点火加速追上天和核心舱
C.若已知天和核心舱的运行周期,则可以求出地球的密度
D.载人飞船进入预定轨道后,飞船内的航天员在空间站内受到的合外力为零
2.(2023·福建福州·校考模拟预测)2022年7月14日下午,长征五号B火箭成功将我国空间站的首个实验舱“问天”实验舱送入太空与天和核心舱进行对接,随后神舟十四号乘组顺利进入问天实验舱,开启了太空实验的新阶段。如图所示,已知空间站在距地球表面高约400km的近地轨道上做匀速圆周运动,地球半径约为6400km,万有引力常量为G,则下列说法正确的是( )
A.空间站绕地球运行的速度大于第一宇宙速度
B.若已知空间站的运行周期则可以计算出地球的质量
C.“问天”实验舱需先进入核心舱所在的轨道,再加速追上核心舱完成对接
D.核心舱在轨运行时,舱内宇航员的加速度为0
3.(2023·辽宁沈阳·沈阳二中校考模拟预测)我国计划在年发射“嫦娥六号”,它是嫦娥探月工程计划中嫦娥系列的第六颗人造探月卫星,主要任务是更深层次、更加全面的科学探测月球地理、资源等方面的信息,进一步完善月球档案资料。已知月球的半径为,月球表面的重力加速度为,引力常量为,嫦娥六号的质量为,离月球中心的距离为。根据以上信息可求出( )
A.月球的第一宇宙速度为
B.“嫦娥六号”绕月运行的动能为
C.月球的平均密度为
D.“嫦娥六号”绕月运行的周期为
4.(2023·湖南郴州·郴州一中校联考模拟预测)2023年4月16日,我国成功发射风云三号07星,如图所示为其发射过程的简化示意图:运载火箭将风云三号07星送入近地点为A、远地点为B的椭圆轨道上,卫星运行稳定后实施变轨,进入预定圆轨道,已知圆轨道离地高度为h,地球半径为R,地球表面重力加速度为g,忽略地球自转的影响。对风云三号07星,下列说法正确的是( )
A.在椭圆轨道经过A点时的线速度等于第一宇宙速度
B.在椭圆轨道经过B点时的角速度等于
C.在椭圆轨道经过B点时的加速度小于在预定圆轨道经过B点时的加速度
D.在椭圆轨道的运行周期小于在预定圆轨道的运行周期
5.(2023·安徽合肥·合肥市第八中学校考模拟预测)2023年1月21日,神舟十五号3名航天员在400km高的空间站向祖国人民送上新春祝福,空间站的运行轨道可近似看作圆形轨道Ⅰ,设地球表面重力加速度为g,地球半径为R,椭圆轨道Ⅱ为载人飞船运行轨道,两轨道相切与A点,下列说法正确的是( )
A.在轨道I通过A点的速度大于在轨道Ⅱ通过B点的速度
B.载人飞船在A点的加速度大于在B点的加速度
C.空间站在轨道I上的速度小于
D.载人飞船沿轨道I和轨道Ⅱ运行时,在相同时间内与地球连线扫过的面积相等
二、解答题
6.(2023·四川眉山·校考模拟预测)“神舟十五号”飞船于2022年11月29日发射成功,并和空间站顺利对接。对接后“神舟十五号"在离地球表面高度为h的空中绕地球做匀速圆周运动,运行周期为T,已知地球的半径为R,引力常量为G,求:
(1)地球的质量M;
(2)地球表面的重力加速度大小g;
(3)地球的第一宇宙速度v1。
考点02:第二宇宙速度的理解及应用(3单选+2多选)
一、单选题
1.(2023·河北邢台·河北巨鹿中学校联考三模)2022年,我国航天经历了不平凡的一年。在探月与深空探测方面,我国科学家在“嫦娥五号”取回的月壤中发现了一种月球的新矿物,并命名为“嫦娥石”;我国首次火星探测“天问一号”任务团队获得国际宇航联合会2022年度“世界航天奖”;载人航天方面,“神舟十五号”飞船成功发射,中国空间站建造阶段发射“满堂红”。关于航天的知识,下列说法正确的是( )
A.“嫦娥五号”的发射速度应大于第二宇宙速度
B.“天问一号”到达火星表面附近后应减速,从而被火星捕获
C.“神舟十五号”从椭圆轨道的远地点变轨到圆轨道时应加速,变轨后的速度大于第一宇宙速度
D.空间站运行时,舱内的物体处于完全失重状态,不受力的作用
2.(2023·湖南长沙·长郡中学校考二模)发射人造卫星的过程要克服引力做功,已知将质量为m的人造卫星在距地球中心无限远处移到距地球中心为r处的过程中,引力做功为,飞船在距地球中心为r处的引力势能公式为,式中G为引力常量,M为地球质量。若在地球的表面发射一颗人造地球卫星,发射的速度很大,此卫星可以上升到离地心无穷远处(即地球引力作用范围之外),这个速度称为第二宇宙速度(也称逃逸速度)。已知逃逸速度大于真空中光速的天体叫黑洞,设某黑洞的质量,引力常量,估算它的最大半径为( )
A.B.
C.D.
3.(2023·广东·广州市第二中学校联考三模)天问一号火星探测器搭乘长征五号遥四运载火箭成功发射意味着中国航天开启了走向深空的新旅程。由着陆巡视器和环绕器组成的天问一号经过如图所示的发射、地火转移、火星捕获、火星停泊和离轨着陆等阶段,其中的着陆巡视器于2021年5月15日着陆火星,则( )
A.天问一号发射速度大于第一宇宙速度,小于第二宇宙速度
B.天问一号在“火星捕获段”运行的周期小于它在“火星停泊段”运行的周期
C.天问一号从图示“火星捕获段”需在合适位置减速才能运动到“火星停泊段”
D.着陆巡视器从图示“离轨着陆段”至着陆到火星表面的全过程中,机械能守恒
二、多选题
4.(2023·山东泰安·统考模拟预测)2021年2月10日,在历经近7个月的太空飞行后,我国首个火星探测器“天问一号”成功“太空刹车”,顺利被火星捕获,进入环火星轨道。物体在万有引力场中具有的势能叫作引力势能,若取两物体相距无穷远时的引力势能为零,一个质量为m的质点距质量为M的引力源中心为r时,其引力势能(式中G为引力常量)。已知地球半径约为6400km,地球的第一宇宙速度为7.9km/s,火星半径约为地球半径的,火星质量约为地球质量的。则以下“天问一号”相对于火星的速度大于火星第二宇宙速度的是( )
A.7.9km/sB.5.5km/sC.4.0km/sD.3.2km/s
5.(2023·辽宁·校联考模拟预测)2022年11月3日,梦天实验舱与天和核心舱成功对接,向着建成空间站的目标迈出了关键一步。对接前梦天实验舱轨道略低,对接前两舱及对接后的组合体在轨运行均可视为绕地心做匀速圆周运动,下列说法正确的是( )
A.梦天实验舱发射速度大于11.2km/s
B.对接前梦天的加速度小于天和的加速度
C.梦天通过发动机加速,追上天和,实现对接
D.若对接后增大组合体轨道半径,则运行速度减小
考点3:第三宇宙速度的理解及应用(3单选+2多选)
一、单选题
1.(2023·辽宁·模拟预测)如图所示是三个宇宙速度的示意图,则( )
A.嫦娥一号卫星的无动力发射速度需要大于16.7 km/s
B.太阳系外飞行器的无动力发射速度只需要大于11.2 km/s
C.天宫空间站的飞行速度大于7.9 km/s
D.三个宇宙速度对哈雷彗星(绕太阳运动)不适用
2.(2023·辽宁丹东·统考二模)科幻电影《流浪地球》红遍大江南北。电影讲述的是太阳即将毁灭,人类在地球上建造出巨大的推进器,使地球经历停止自转、加速逃逸、匀速滑行、减速入轨等阶段,最后成为新恒星(比邻星)的一颗行星的故事。若多年以后地球来到比邻星附近,其变轨的简化过程如图所示,轨道1为地球公转的近似圆轨道,轨道2、3为椭圆轨道,P、Q为椭圆轨道3长轴的两个端点。以下说法正确的是( )
A.地球若要逃离太阳的束缚速度只需达到
B.地球在1、2、3轨道运行时经过点的速度分别为、、,则
C.地球在1、2轨道运行时经过的加速度分别为、,则
D.沿轨道1和轨道2运行时,相同时间内地球与比邻星连线扫过的面积相等
3.(2023·湖南岳阳·统考三模)中国预计将在2028年实现载人登月计划,把月球作为登上更遥远行星的一个落脚点。如图所示是“嫦娥一号奔月”的示意图,“嫦娥一号”卫星发射后经多次变轨,进入地月转移轨道,最终被月球引力捕获,成为绕月卫星。关于“嫦娥一号”下列说法正确的是( )
A.发射时的速度必须达到第三宇宙速度
B.在绕地轨道中,公转半长轴的立方与公转周期的平方之比不变
C.在轨道Ⅰ上运动时的速度小于轨道Ⅱ上任意位置的速度
D.在不同的绕月轨道上,相同时间内卫星与月心连线扫过的面积相同
二、多选题
4.(2023·安徽合肥·合肥市第六中学校考模拟预测)如图1所示,河外星系中两黑洞A、B的质量分别为和,它们以两者连线上的某一点O为圆心做匀速圆周运动。为研究方便,简化为如图2所示的示意图,黑洞A、B均可看成球体,。下列说法正确的是( )
A.黑洞A的运行线速度大小小于黑洞B的运行线速度大小
B.若两黑洞间的距离一定,把黑洞B上的物质移到黑洞A上,他们之间的引力变大
C.若两黑洞间的距离一定,把黑洞A上的物质移到黑洞B上,他们运行的周期变大
D.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
5.(2023·福建·模拟预测)如图所示,在进行火星考查时,火星探测器对火星完成了“绕、着、巡”三项目标.在探测器着陆后,探测器上的科研装置,将一个小球由离地面h的高度静止释放,做自由落体运动,测得小球在经过时间t落地.已知引力常量为G,火星的半径为R.下列说法正确的是( )
A.“天问一号”在地球上的发射速度将大于16.7 km/s
B.由题中数据可计算出火星表面处的重力加速度为
C.由题中数据可计算出火星质量为
D.由题中数据可计算出火星的平均密度为
考点序号
考点
题型分布
考点1
第一宇宙速度的理解及应用
5单选+1解答
考点2
第二宇宙速度的理解及应用
3单选+2多选
考点3
第三宇宙速度的理解及应用
3单选+2多选
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