高中物理 第六章 万有引力与航天 第5节 宇宙航行练习 新人教版必修2.doc

宇宙航行一、 单项选择题1. 关于宇宙速度，下列说法正确的是()a. 第一宇宙速度是能使人造地球卫星绕地球飞行的最小发射速度b. 第一宇宙速度是人造地球卫星绕地球飞行的最小速度c. 第二宇宙速度是卫星在椭圆轨道上运行时近地点的速度d. 第三宇宙速度是发射人造地球卫星的最小速度2. 如图所示是“嫦娥三号”奔月过程中某阶段的运动示意图，“嫦娥三号”沿椭圆轨道运动到近月点p处变轨进入圆轨道，“嫦娥三号”在圆轨道做圆周运动的轨道半径为r，周期为t.已知引力常量为g，下列说法正确的是()a. 由题中(含图中)信息可求得月球的质量b. 由题中(含图中)信息可求得月球第一宇宙速度c. “嫦娥三号”在p处变轨时必须点火加速d. “嫦娥三号”沿椭圆轨道运动到p处时的加速度大于沿圆轨道运动到p处时的加速度3. 我国发射的“天宫一号”和“神舟八号”在对接前，“天宫一号”的运行轨道高度为350 km，“神舟八号”的运行轨道高度为343 km.它们的运行轨道均视为圆周，则()a. “天宫一号”比“神舟八号”速度大 b. “天宫一号”比“神舟八号”周期长c. “天宫一号”比“神舟八号”角速度大 d. “天宫一号”比“神舟八号”加速度大4. 有a、b、c、d四颗地球卫星，a还未发射，在赤道表面上随地球一起转动，b是近地轨道卫星，c是地球同步卫星，d是高空探测卫星，它们均做匀速圆周运动，各卫星排列位置如图所示，则()a. a的向心加速度等于重力加速度gb. 在相同时间内b转过的弧长最长c. c在4 h内转过的圆心角是d. d的运动周期有可能是20 h5. 如图所示为“高分一号”卫星与北斗导航系统中的“g1”卫星，在空中某一平面内绕地心o做匀速圆周运动的示意图已知卫星“g1”的轨道半径为r，地球表面的重力加速度为g，地球半径为r，引力常量为g.则()a. “高分一号”的加速度小于卫星“g1”的加速度b. “高分一号”的运行速度大于第一宇宙速度c. 地球的质量为d. 卫星“g1”的周期为6. 如图所示是“嫦娥奔月”示意图，卫星发射后通过自带的小型火箭多次变轨，进入地月转移轨道，最终被月球引力捕获，成为绕月卫星，并开展对月球的探测下列说法正确的是()a. 发射“嫦娥一号”的速度必须达到第三宇宙速度b. 在绕月圆轨道上，卫星周期与卫星质量有关c. 卫星受月球的引力与它到月球中心距离的平方成反比d. 在绕月轨道上，卫星受地球的引力大于受月球的引力二、 不定项选择题7. 可以发射一颗这样的人造地球卫星，使其圆轨道()a. 与地球表面上某一纬度线(非赤道)是共面同心圆b. 与地球表面上某一经度线所决定的圆是共面同心圆c. 与地球表面上的赤道线是共面同心圆，且卫星相对地球表面是静止的d. 与地球表面上的赤道线是共面同心圆，但卫星相对地球表面是运动的8. 火星探测已成为世界各国航天领域的研究热点，现有人想设计发射一颗火星的同步卫星若已知火星的质量m，半径r0，火星表面的重力加速度g0，自转的角速度0，引力常量g，则同步卫星离火星表面的高度为 ()a. r0 b. c. r0 d. 9. 发射地球同步卫星时，先将卫星发射到近地圆轨道1，然后经点火，使其沿椭圆轨道2运行，最后再次点火，将卫星送入同步圆轨道3，轨道1、2相切于q点，轨道2、3相切于p点(如图所示)，则当卫星分别在1、2、3轨道上正常运行时，下列说法正确的是()a. 卫星在轨道3上的速率大于在轨道1上的速率b. 卫星在轨道3上的角速度小于在轨道1上的角速度c. 卫星在轨道1上经过q点时的加速度大于它在轨道2上经过q点时的加速度d. 卫星在轨道2上经过p点时的加速度等于它在轨道3上经过p点时的加速度10. 探月工程三期飞行试验器于2014年10月24日2时在中国西昌卫星发射中心发射升空，最终进入距月球表面高为h的圆形工作轨道设月球半径为r，月球表面的重力加速度为g，引力常量为g，则下列说法正确的是()a. 飞行试验器在工作轨道上的加速度为gb. 飞行试验器绕月球运行的周期为2c. 飞行试验器在工作轨道上的绕行速度为d. 月球的平均密度为三、计算题11. 我国发射的“嫦娥三号”探月卫星在环月圆轨道绕行n圈所用时间为t，如图所示已知月球半径为r，月球表面处重力加速度为g月，引力常量为g.求：(1) 月球的质量m.(2) 月球的第一宇宙速度v1.(3) “嫦娥三号”卫星离月球表面高度h.发射地球同步卫星时，先将卫星发射到距地面高度为h1的近地圆轨道上，在卫星经过a点时点火实施变轨进入椭圆轨道，最后在椭圆轨道的远地点b点再次点火将卫星送入同步轨道，如图所示已知同步卫星的运动周期为t，地球的半径为r，地球表面重力加速度为g，忽略地球自转的影响求：(1) 卫星在近地点a的加速度大小(2) 远地点b距地面的高度1. b解析：根据开普勒第一定律：所有的行星围绕太阳运动的轨道都是椭圆，太阳处在所有椭圆的一个焦点上，选项a错误；根据开普勒第二定律：对每一个行星而言，太阳行星的连线在相同时间内扫过的面积相等，所以对任何一颗行星来说，离太阳越近，运行速率就越大，选项b正确；在开普勒发现了行星的运行规律后，牛顿才发现万有引力定律，选项c错误；开普勒整理第谷的观测数据后，发现了行星运动的规律，选项d错误2. a解析：万有引力定律适用于任意两个物体之间，选项a正确；重力是由于地球吸引而受到的力，在不考虑地球自转的情况下，重力等于万有引力，选项b错误；万有引力的大小与两物体之间的距离的二次方成反比，选项c错误；万有引力定律适用于两个质点之间，当两个物体间的距离为零时，两个物体不能简化为质点，万有引力定律不适用，选项d错误3. b解析：由万有引力定律及向心力公式可得gmm2rmr，随着g的缓慢变小，地球将缓慢地做离心运动，故r变大，v变小，变小，t变大4. a解析：令地球的密度为，则在地球表面，重力和地球的万有引力大小相等，有g，由于地球的质量为mr3，所以重力加速度的表达式可写成ggr.根据题意，质量分布均匀的球壳对壳内物体的引力为零，故在深度为rr的井底，受到地球的万有引力即为半径等于r的球体在其表面产生的万有引力，ggr，当rr时，g与r成正比，当rr时，g与r的平方成反比即质量一定的小物体受到的引力大小f在地球内部与r成正比，在外部与r的平方成反比，选项a正确5. c解析：由gmr，mvr3，得，则地球的密度为地.又 ，得星1.0104 kg/m3 ，选项c正确6. b解析：根据开普勒第三定律k得，火星与地球的周期之比为1.9，设地球的周期为t21年，则火星的周期为t11.9年，设经时间t两星又一次距离最近，根据t，则两星转过的角度之差t2，得t2.3年2年，选项b正确7. cd解析：由行星绕太阳运行的动力学方程gmmr知，周期、轨道半径与行星质量无关，选项a、b错误；同理可知，若知查龙卫星的线速度和半径或周期和半径，可得冥王星的质量m，选项c、d正确8. ab解析：根据vr可知，选项a正确；根据a2r可知，选项b正确；向心力由太阳和地球的引力的合力提供，选项c、d错误9. bd解析：忽略地球的自转，根据万有引力等于重力，宇宙飞船所在处mg0g，在地球表面处mgg，解得g0g，选项b正确；宇宙飞船绕地心做匀速圆周运动，飞船舱内物体处于完全失重状态，人只受重力，所以人对台秤的压力为0，选项d正确10. ac解析：当行星绕恒星做匀速圆周运动时，有g mr，得r，选项a正确，b错误；由v，可知，选项c正确，d错误11. 解：(1) 设土星质量为m0，颗粒质量为m，颗粒距土星中心距离为r，线速度为v.根据牛顿第二定律和万有引力