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文档简介
第六章第五节 宇宙航行 基础夯实 一、选择题(单选题)1(湖北省孝感市七校联盟20162017学年高一下学期期中)以下关于宇宙速度的说法中正确的是(B)A第一宇宙速度是人造地球卫星运行时的最小速度B第一宇宙速度是能使卫星进入近地圆形轨道的最小发射速度C地球同步卫星的线速度一定介于第一宇宙速度和第二宇宙速度之间D地球上的物体无论具有多大的速度都不可能脱离太阳的束缚解析:根据v可知,第一宇宙速度是人造地球卫星运行时的最大速度,是能使卫星进入近地圆形轨道的最小发射速度,选项A错误B正确;地球同步卫星的线速度小于第一宇宙速度,更小于第二宇宙速度,选项B错误;地球上的物体的速度若大于第三宇宙速度即可脱离太阳的束缚,选项D错误;故选B。2请阅读短文,结合图示的情景,完成第(1)(3)题。2013年12月14日,“嫦娥三号”(“玉兔”号月球车和着陆器)以近似为零的速度实现了月面软着陆。下图为“嫦娥三号”运行的轨道示意图。(1)着陆器承载着月球车在半径为100km的环月圆轨道上运行过程中,下列判断正确的是(C)A月球车不受月球的作用力B着陆器为月球车提供绕月运动的向心力C月球车处于失重状态D月球车处于超重状态(2)“嫦娥三号”发射后直接进入椭圆形地月转移轨道,其发射速度为(B)A16.7km/sB大于7.9km/s,小于11.2km/sC7.9km/sD11.2km/s(3)“嫦娥三号”在下列位置中,受到月球引力最大的是(B)A太阳帆板展开的位置B月球表面上的着陆点C环月椭圆轨道的近月点 D环月椭圆轨道的远日点解析:(1)月球车在月球的引力作用下绕月球运动,A、B错;月球车在轨道运行时处于失重状态,C正确,D错误。(2)发射速度应大于第一宇宙速度小于第二宇宙速度,故B正确,A、C、D错误。(3)根据万有引力定律可知离月球最近的地点,受月球的引力最大,故B正确。3(原创题)2017年4月22日,我国的“天舟一号”飞船与“天宫二号”成功对接。假设“天舟一号”与“天宫二号”都围绕地球做匀速圆周运动,为了实现飞船与空间实验室的对接,下列措施可行的是(C)A使飞船与空间实验室在同一轨道上运行,然后飞船加速追上空间实验室实现对接B使飞船与空间实验室在同一轨道上运行,然后空间实验室减速等待飞船实现对接C飞船先在比空间实验室半径小的轨道上加速,加速后飞船逐渐靠近空间实验室,两者速度接近时实现对接D飞船先在比空间实验室半径小的轨道上减速,减速后飞船逐渐靠近空间实验室,两者速度接近时实现对接解析:为了实现飞船与空间实验室的对接,必须使飞船在较低的轨道上加速做离心运动,上升到空间实验室运动的轨道后逐渐靠近空间实验室,两者速度接近时实现对接,选项C正确。4不可回收的航天器在使用后,将成为太空垃圾。如图所示是漂浮在地球附近的太空垃圾示意图,对此有如下说法,正确的是(B)A离地越低的太空垃圾运行周期越大B离地越高的太空垃圾运行角速度越小C由公式v得,离地越高的太空垃圾运行速率越大D太空垃圾一定能跟同一轨道上同向飞行的航天器相撞解析:由m2Rmma可知,绕地球运行的卫星或者太空垃圾随着离地面的高度的增大,它们的线速度、角速度、向心加速度均变小,而周期变大,故B正确,A、C错误;在同一轨道的太空垃圾和航天器运行速度相等,又因为它们同向飞行,故不会相撞,D错误。二、非选择题5(山东省青州、临朐、安丘20162017学年高一下学期期中)某火星探测器登陆火星后,在火星表面h高处静止释放一钢球,经时间t落地,已知火星半径为R,引力常量为G。求:(1)火星的质量;(2)若该探测器要再次起飞成为火星的卫星,需要的最小发射速度大小。答案:(1)(2)解析:(1)设火星表面的重力加速度为g,hgt2,火星质量为M,mg,解得:M;(2)最小发射速度为v,mgm,解得:v 能力提升 一、选择题(13题为单选题,4、5题为多选题)1(浙江省台州市书生中学20162017学年高一下学期检测)如图,甲、乙两颗卫星以相同的轨道半径分别绕质量为M和2M的行星做匀速圆周运动,下列说法正确的是(A)A甲的向心加速度比乙的小B甲的运行周期比乙的小C甲的角速度比乙的大D甲的线速度比乙的大解析:本题考查万有引力定律在天体中的应用,解题的关键是明确万有引力提供了卫星的向心力。由Gma,得卫星的向心加速度与行星的质量成正比,即甲的向心加速度比乙的小,选项A正确;由Gmr,得甲的运行周期比乙的大,选项B错误;由Gmr2,得甲的角速度比乙的小,选项C错误;由Gm,得甲的线速度比乙的小,选项D错误。2(辽师大附中20152016学年高一下学期模块测试)如图所示,a、b、c是在地球大气层外圆形轨道上运动的3颗卫星,下列说法正确的是(B)Ab、c的线速度大小相等,且大于a的线速度Bb、c的向心加速度大小相等,且小于a的向心加速度Cc加速可追上同一轨道上的b,b减速可等候同一轨道上的cDa卫星由于某原因,轨道半径缓慢减小,其线速度将减小解析:因为b、c在同一轨道上运行,故其线速度大小、加速度大小均相等。又b、c轨道半径大于a的轨道半径,由v知,vbvcva,故A选项错;由加速度a可知abacaa,故B选项正确。当c加速时,c受到的万有引力F,故它将做向心运动。所以无论如何c也追不上b,b也等不到c,故C选项错。对a卫星,当它的轨道半径缓慢减小时,在转动一段较短时间内,可近似认为它的轨道半径未变,视为稳定运行,由v知,r减小时v逐渐增大,故D选项错误。32011年4月10日4时47分,我国在西昌卫星发射中心用“长征三号甲”运载火箭,成功将第八颗北斗导航卫星送入太空轨道。“北斗”卫星导航定位系统将由5颗静止轨道卫星和30颗非静止轨道卫星组成(如图所示),30颗非静止轨道卫星中有27颗是中轨道卫星,中轨道卫星平均分布在倾角55度的三个平面上,轨道高度约为21500公里,静止轨道卫星的高度约为36000公里,地球半径约为6400公里。已知0.53,下列关于北斗导航卫星的说法正确的是(C)A静止轨道卫星的向心加速度比中轨道卫星大B静止轨道卫星和中轨道卫星的线速度均大于地球的第一宇宙速度C中轨道卫星的周期约为12.7hD地球赤道上随地球自转物体的向心加速度比静止轨道卫星大解析:静止轨道卫星即地球同步卫星离地面的高度大于中轨道卫星,所以a静a中,A错;第一宇宙速度是最大的环绕速度,静止轨道卫星和中轨道卫星的线速度均小于第一宇宙速度,B错。由开普勒第三定律得T中12.7h,C正确;由a2r可知,D错。4(曲阜师大附中20152016学年高一下学期检测)如图所示是某次同步卫星发射过程的示意图,先将卫星送入一个近地圆轨道,然后在P处点火加速,进入椭圆转移轨道,其中P是近地点,Q是远地点,在Q点再次点火加速进入同步轨道。设卫星在近地圆轨道的运行速率为v1,加速度大小为a1;在P点短时间点火加速之后,速率为v2,加速度大小为a2;沿转移轨道刚到达Q点速率为v3,加速度大小为a3;在Q处点火加速之后进入圆轨道,速率为v4,加速度大小为a4,则(BC)Av1v2a1a2 Bv1v2a1a2Cv3v4a3a4 Dv3v4a3a4解析:卫星在近地圆轨道上运行时所受到的万有引力大小保持不变,由Gma可知a1a2,在P点短时间点火加速之后卫星的速率增大,故v1v2,所以A错,B对。卫星在Q点点火加速,故v3v4;从Q点进入圆轨道后卫星离地面的高度将保持不变,由Gma可知a3a4,所以C对,D错。5为纪念伽利略将望远镜用于天文观测400周年,2009年被定为以“探索我的宇宙”为主题的国际天文年。我国发射的“嫦娥”一号卫星绕月球经过一年多的运行,完成了既定任务,于2009年3月1日16时13分成功撞月。如图为“嫦娥”一号卫星撞月的模拟图,卫星在控制点1开始进入撞月轨道。假设卫星绕月球做圆周运动的轨道半径为R,周期为T,引力常量为G。根据题中信息,以下说法正确的是(AC)A可以求出月球的质量B可以求出月球对“嫦娥”一号卫星的引力C“嫦娥”一号卫星在控制点1处应减速D“嫦娥”一号在地面的发射速度大于11.2km/s解析:由GmR可得M,选项A正确;月球对“嫦娥”一号卫星的引力FG,因不知道卫星的质量,故月球对卫星的引力不能求得,选项B错误;卫星在控制点1减速时,万有引力大于向心力,卫星做向心运动,半径减小,进入撞月轨道,选项C正确;若发射速度大于11.2km/s,会脱离地球的束缚,不可能绕月球转动,选项D错误。二、非选择题6如图所示,A是地球同步卫星,另一个卫星B的圆轨道位于赤道平面内,距离地面高度为h。已知地球半
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