高考物理必修知識(shí)點(diǎn)鞏固練習(xí) 宇宙航行基礎(chǔ)

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1、 【鞏固練習(xí)】 一、選擇題： 1．當(dāng)人造地球衛(wèi)星繞地球做勻速圓周運(yùn)動(dòng)時(shí)，下列說法正確的是( ) A．在同一軌道上，衛(wèi)星質(zhì)量越大，運(yùn)動(dòng)速度越大 B．同質(zhì)量的衛(wèi)星，軌道半徑越大，向心力越大 C．軌道半徑越大，運(yùn)動(dòng)周期越大 D．軌道半徑越大，運(yùn)動(dòng)速度越大 2．關(guān)于地球的第一宇宙速度，下列表述正確的是( ) A．第一宇宙速度又叫環(huán)繞速度 B．第一宇宙速度又叫脫離速度 C．第一宇宙速度跟地球的質(zhì)量無關(guān) D．第一宇宙速度跟地球的半徑無關(guān) 3．在地球(看成質(zhì)量均勻分布的球體)上空有許多同步衛(wèi)星，下列說法中正

2、確的是( ) A．它們的質(zhì)量可能不同 B．它們的速率可能不同 C．它們的加速度大小可能不同 D．它們離地心的距離可能不同 4．人造衛(wèi)星在太空繞地球做圓周運(yùn)動(dòng)時(shí)，若天線偶然折斷，那么( ) A．天線將做自由落體運(yùn)動(dòng)，落向地球 B．天線將做平拋運(yùn)動(dòng)，落向地球 C．天線將沿軌道切線方向飛出，遠(yuǎn)離地球 D．天線將繼續(xù)和衛(wèi)星一起沿軌道運(yùn)轉(zhuǎn) 5．據(jù)媒體報(bào)道，嫦娥一號(hào)衛(wèi)星環(huán)月工作軌道為圓軌道，軌道高度200 km，運(yùn)行周期127分鐘。若還知道引力常量和月球平均半徑，僅利用以上條件不能求出的是( ) A．月球表面的重力加速度 B

3、．月球?qū)πl(wèi)星的吸引力 C．衛(wèi)星繞月球運(yùn)行的速度 D．衛(wèi)星繞月運(yùn)行的加速度 6．（2015 深圳高級(jí)中學(xué)期末考）已知地球半徑約為6.4×106米，又知月球繞地球的運(yùn)動(dòng)可近似看作勻速圓周運(yùn)動(dòng)，則可估算出月球到地心的距離約為(結(jié)果只保留一位有效數(shù)字)（ ） A．1×108m B．4×108m? C．7×108m D．9×108m? 7．如圖所示，衛(wèi)星A、B、C在相隔不遠(yuǎn)的不同軌道上以地球?yàn)橹行淖鰟蛩賵A周運(yùn)動(dòng)，且運(yùn)動(dòng)方向相同，若在某個(gè)時(shí)刻恰好在同一直線上，則當(dāng)衛(wèi)星A轉(zhuǎn)過一個(gè)周期時(shí)，下列關(guān)于三顆衛(wèi)星的說法正確的是( ) A．三顆衛(wèi)星的位

4、置仍在一條直線上 B．衛(wèi)星A的位置超前于B，衛(wèi)星C的位置滯后于B C．衛(wèi)星A的位置滯后于B，衛(wèi)星C的位置超前于B D．衛(wèi)星A的位置滯后于B和C A B C 地 地球 A B C 8．宇航員在月球上做自由落體實(shí)驗(yàn)，將某物體由距離月球表面高h(yuǎn)處釋放，經(jīng)時(shí)間t后落回月球表面（設(shè)月球半徑為R）。據(jù)上述信息推斷，飛船在月球表面附近繞月球做勻速圓周運(yùn)動(dòng)所必須具有的速率為( ) A． B． C． D． 9、（2015 廣州學(xué)業(yè)水平檢測(cè)）如圖是某位同學(xué)設(shè)想的人造地球衛(wèi)星軌道（衛(wèi)星發(fā)動(dòng)機(jī)關(guān)閉），其中不可能的是（ ） 10、（2015 臨

5、沂校級(jí)模擬）2012年6月18日，神州九號(hào)飛船與天宮一號(hào)目標(biāo)飛行器在離地面343km的近圓形軌道上成功進(jìn)行了我國(guó)首次載人空間的交會(huì)對(duì)接，對(duì)接軌道所處的空間存在極其稀薄的大氣，下列說法中正確的是（ ） A．為實(shí)現(xiàn)對(duì)接，兩者運(yùn)行的速度的大小都應(yīng)介于第一宇宙速度和第二宇宙速度之間 B．如不加干預(yù)，在運(yùn)行一段時(shí)間后，天宮一號(hào)的動(dòng)能可能會(huì)增加 C．如不加干預(yù)，天宮一號(hào)的軌道高度將緩慢降低 D．航天員在天宮一號(hào)中處于失重狀態(tài)，說明航天員不受地球引力的作用 11．人造地球衛(wèi)星繞地球做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，其速率是下列的( ) A．一定等于7.9

6、km/s B．等于或小于7.9km/s C．一定大于7.9km/s D．介于7.9～11.2km/s 12．地球同步衛(wèi)星到地心的距離r可由求出，已知式中a的單位是m，b的單位是s，c的單位是m/s2，則( ) A．a(chǎn)是地球半徑，b是地球自轉(zhuǎn)的周期，c是地球表面處的重力加速度 B．a(chǎn)是地球半徑，b是同步衛(wèi)星繞地心運(yùn)動(dòng)的周期，c是同步衛(wèi)星的加速度 C．a(chǎn)是赤道周長(zhǎng)，b是地球自轉(zhuǎn)周期，c是同步衛(wèi)星的加速度 D．a(chǎn)是地球半徑，b是同步衛(wèi)星繞地心運(yùn)動(dòng)的周期，c是地球表面處的重力加速度 二、解答題： 1．已知火星的半徑是地球半徑的一半，火星的質(zhì)量是地球質(zhì)

7、量的1/9，若在地球上質(zhì)量為50kg的人到火星上去。g取，求： （1）在火星上此人所受的重力多大？ （2）此人在地球上可跳1.5m高，他在火星上可跳多高？ 2.一組太空人乘太空穿梭機(jī)，去修理位于離地球表面高為h的圓形軌道上的哈勃太空望遠(yuǎn)鏡H，機(jī)組人員使穿梭機(jī)S進(jìn)入與H相同的軌道并關(guān)閉推動(dòng)火箭，而望遠(yuǎn)鏡則在穿梭機(jī)前方數(shù)公里處，如圖所示，設(shè)G為引力常量，M為地球質(zhì)量，R為地球半徑． (1)在穿梭機(jī)內(nèi)，一質(zhì)量為70kg的太空人的視重是多少? (2)計(jì)算軌道上的重力加速度的值及計(jì)算穿梭機(jī)在軌道上的速率和周期． (3)穿梭機(jī)須首先螺旋進(jìn)入半徑較小的軌道，才有較大的

8、角速度追上前面的望遠(yuǎn)鏡，用上題的結(jié)果判斷穿梭機(jī)在進(jìn)入較低軌道時(shí)應(yīng)增加還是減少其原有速率，并解釋你的答案． 【答案與解析】 一、選擇題： 1． C 解析：衛(wèi)星做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的向心力是由萬有引力提供的，所以有：，由此可知，在同一軌道上，衛(wèi)星運(yùn)動(dòng)速度相同；同質(zhì)量的衛(wèi)星，軌道半徑越大，所受的萬有引力越小，因此向心力越小，運(yùn)動(dòng)速度越小，運(yùn)動(dòng)周期越大． 2． A 解析：地球衛(wèi)星的第一宇宙速度又叫環(huán)繞速度，A對(duì)，B錯(cuò)．由得，因此C、D都錯(cuò)． 3． A 解析：衛(wèi)星所受的萬有引力充當(dāng)向心力，同步衛(wèi)星的周期T＝24 h，由知，r也為定值，即離地心的距離相同，又由可看出速率v也為定值．衛(wèi)星的加速度大

9、小為，因?yàn)?，為定值，故加速度大小也是定值? 4．D 解析：天線偶然折斷后由于慣性速度不變，而受到地球的引力加速度也不變，所以不改變運(yùn)動(dòng)軌道，故天線將繼續(xù)和衛(wèi)星一起沿軌道運(yùn)轉(zhuǎn)，因此選項(xiàng)D正確。 5．B 解析：根據(jù)得，所以知道R和T就可求出月球的質(zhì)量，則月球表面的重力加速度可求出，線速度、加速度也可求出，故ACD選項(xiàng)都能求出；因不知衛(wèi)星的質(zhì)量故無法求出吸引力，因此答案應(yīng)選B。 6、A 解析：根據(jù)萬有引力定律提供月球做圓周運(yùn)動(dòng)的向心力：，r為月球到地球的距離，又有黃金代換：，兩式聯(lián)立可得： 7．B 解析：三顆都是衛(wèi)星，離地球越遠(yuǎn)周期越長(zhǎng)，故選B。 8．B 解析：由得，根據(jù)得，故選

10、項(xiàng)B正確。 9、ABC 解析：人造地球衛(wèi)星靠萬有引力提供向心力做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，萬有引力的方向指向地心，所以人造衛(wèi)星做圓周運(yùn)動(dòng)的圓心一定是地心，故A、B、C正確，D錯(cuò)誤。 10、BC 解析：第一宇宙速度為最大環(huán)繞速度，天宮一號(hào)的線速度一定小于第一宇宙速度，故A錯(cuò)誤；因?qū)榆壍浪幍目臻g存在極其稀薄的大氣，天宮一號(hào)在運(yùn)行過程中一定會(huì)受到摩擦力的作用，軌道高度會(huì)逐漸降低，故C正確；又根據(jù)，可知天宮一號(hào)的線速度增大，故天宮一號(hào)的動(dòng)能會(huì)增加，B正確；失重狀態(tài)說明航天員對(duì)懸線或支持物體的壓力為零，而地球?qū)λ囊μ峁┧S天宮一號(hào)圍繞地球做圓周運(yùn)動(dòng)的向心力，故D錯(cuò)誤。 11．B 解析：7.9k

11、m/s是第一宇宙速度，它是發(fā)射最大速度，運(yùn)行的最小速度，故B選項(xiàng)正確。 12．AD 解析：由及，可得。故AD兩選項(xiàng)正確。 二、解答題： 1．（1）222.2Ｎ　　?。?）3.375M 解析：（1）據(jù)，可得 在地球上： 在火星上： 所以 所以那人在火星上的重力為 （2）在地球上，人跳起的高度可表示為，在火星上，聯(lián)立可得 2. 解析：(1)在穿梭機(jī)內(nèi)，太空人處于完全失重狀態(tài)，任何質(zhì)量的太空人的視重均為零． (2)設(shè)穿梭機(jī)軌道處的重力加速度為g′，其運(yùn)行速率為v，運(yùn)行周期為T， 則根據(jù)有，得． 又 ， 得 ． 則 ． (3)由得得，可以推知r小、v大，則穿梭機(jī)在進(jìn)入較低軌道時(shí)應(yīng)增加其原有速率，又由v＝ω·r可知v增大，r又減小，則ω一定增大，從而追上哈勃太空望遠(yuǎn)鏡H．