【分层练习】《宇宙航行》（人教）.docx

宇宙航行同步练习蚌埠第二中学 渠雷雷老师基础题一、单选题1. 关于第一宇宙速度，下列说法正确的是()A. 我们把11.2km/s叫做第一宇宙速度B. 它是月球绕地球飞行的速度C. 它是地球同步卫星绕地球飞行的速度D. 它是人造地球卫星在地面附近绕地球做匀速圆周运动的速度2. 一直地球的第一宇宙速度为v，若地球质量是月球质量的p倍，地球半径是月球半径的q倍，则月球的第一宇宙速度为()A. vpqB. vqpC. vpqD. vpq3. 2013年12月15日4时35分，嫦娥三号着陆器与巡视器(“玉兔号”月球车)成功分离，登陆月球后玉兔号月球车将开展3个月巡视勘察.一同学设计实验来测定月球的第一宇宙速度：设想通过月球车上的装置在距离月球表面h高处平抛一个物体，抛出的初速度为vo，测量出水平射程L，已知月球的半径为R，月球的第一宇宙速度为()A. v0LhRB. v0L2hRC. 2v0LhRD. 2v0L2hR4. 第一宇宙速度v1、第二宇宙速度v2和第三宇宙速度v3的大小关系为()A. v1v2v3B. v2v1v3C. v3v2v1D. v3v1v25. 某星球由于自转使处于赤道上的物体对星球表面压力恰好为零，设该物体的线速度为v1，该星球的第一宇宙速度为v2，该星球同步卫星的线速度为v3，三者的大小关系为()A. v1=v2=v3B. v1=v3v3D. v1v3vbvcvdC. d的运动周期有可能是20小时D. c在4个小时内转过的圆心角是34.如图所示，A、B为地球两个同轨道面的人造卫星，运行方向相同，A为同步卫星，A、B卫星的轨道半径之比为rArB=k，地球自转周期为T.某时刻A、B两卫星位于地球同侧直线上，从该时刻起至少经过多长时间A、B间距离最远()A. T2(k3-1)B. Tk3-1C. T2(k3+1)D. Tk3+15.2012年6月16日，刘旺、景海鹏、刘洋三名宇航员搭乘“神舟九号”飞船飞向太空.6月24日执行手动载人交汇对接任务后，于29日10时03分乘返回舱安全返回.返回舱在A点从圆形轨道I进入椭圆轨道，B为轨道上的一点，如图所示.关于返回舱的运动，下列说法中正确的是()A. 在轨道上经过A的速率大于在轨道I上经过A的速率B. 在轨道上运动的周期大于在轨道I上运动的周期C. 在轨道上经过A的加速度小于在轨道I上经过A的加速度D. 在同一轨道上经过A的速率小于经过B的速率6.发射地球同步卫星时，先将卫星发射至近地圆轨道1上运行，然后Q点点火，使其沿椭圆轨道2运行，最后再次P点点火.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)，则当卫星分别在1，2，3轨道上正常运行时，以下说法正确的是()A. 卫星在轨道3上的周期小于在轨道1的周期B. 卫星在轨道2上的机械能大于轨道3上的机械能C. 卫星在轨道1上经过Q点时的加速度等于它在轨道2上经过Q点时的加速度D. 卫星在轨道2上经过P点的速率大于它在轨道3上经过P点的速率二、计算题7.某一星球上，宇航员站在距离地面h高度处，以初速度v0沿水平方向抛出一个小球，经时间t后小球落到星球表面，已知该星球的半径为R，引力常量为G，求：(1)该星球表面的重力加速度g；(2)该星球的第一宇宙速度；(3)该星球的质量M提升题一、 单选题1.如图，拉格朗日点L1位于地球和月球连线上，处在该点的物体在地球和月球引力的共同作用下，可与月球一起以相同的周期绕地球运动.据此，科学家设想在拉格朗日点L1建立空间站，使其与月球同周期绕地球运动，以a1、a2分别表示该空间站和月球向心加速度的大小，a3表示地球同步卫星向心加速度的大小.以下判断正确的是()A. a2a3a1B. a2a1a3C. a3a1a2D. a3a2a1二、 多选题2.地球赤道上有一物体随地球的自转而做圆周运动，所受的向心力为F1，向心加速度为a1，线速度为v1，角速度为1；绕地球表面附近做圆周运动的人造卫星(高度忽略)所受的向心力为F2，向心加速度为a2，线速度为v2，角速度为2；地球同步卫星所受的向心力为F3，向心加速度为a3，线速度为v3，角速度为3；地球表面重力加速度为g，第一宇宙速度为v，假设三者质量相等，则下列错误的是()A. F1=F2F3B. a1=a2=ga3C. v1=v2=vv3D. 1=3OB，则()A. 星球A的质量一定大于B的质量B. 星球A的线速度一定大于B的线速度C. 双星间距离一定，双星的总质量越大，其转动周期越大D. 双星的质量一定，双星之间的距离越大，其转动周期越大三、计算题7.天文学家将相距较近、仅在彼此的引力作用下运行的两颗恒星称为双星.双星系统在银河系中很普遍.利用双星系统中两颗恒星的运动特征可以推算出它们的总质量.已知某双星系统中两颗恒星围绕它们连线上的某一固定点分别做匀速圆周运动，周期均为T，两颗恒星之间的距离为r (1)试推算这个双星系统的总质量(引力常量为G) (2)研究发现，双星系统演化过程中，两星的总质量、距离和周期均可能发生变化.若某双星系统中两星经过一段时间的演化后，两星总质量变为原来的k倍，两星间距变为原来的n倍，则此时双星做圆周运动的周期变为原来的多少倍？答案和解析 基础题【答案】1. D2. B3. B4. A5. D6. B7. B【解析】1. 解：A、第一宇宙速度是卫星绕地球做圆周运动的最小发射速度，也是绕地球运动卫星的最大环绕速度，在近地轨道上有：GMmr2=mv2r，由于为近地轨道所以有：r=R，故有v=GMR=gR=7.9km/s，故A错误；BC、第一宇宙速度是人造地球卫星绕地球做匀速圆周运动的最大运行速度，而地球同步卫星绕地球飞行的速度小于第一宇宙速度，故BC错误；D、由A选项可知，第一宇宙速度是人造地球卫星在地面附近绕地球做匀速圆周运动的速度，故D正确；故选：D解决本题要掌握：第一宇宙速度为7.9km/s，这是卫星绕地球做圆周运动的最小发射速度，发射卫星时发射速度要大于等于第一宇宙速度小于第二宇宙速度，要是大于第二宇宙速度，物体将脱离地球约束本题考察了学生对第一宇宙速度的理解，注意万有引力公式在天体运动的应用，此题要记住三个宇宙速度，尤其知道第一宇宙速度如何求解，又叫最大环绕速度，最小发射速度2. 解：第一宇宙速度是近地卫星的环绕速度，GMmR2=mv2R 解得：v=GMR 月球上的第一宇宙速度与地球上的第一宇宙速度之比：v月v地=M月M地R地R月=qp；因此月球的第一宇宙速度为v月=vqp；故选：B根据月球质量与地球质量之比约为1：p，月球半径与地球半径之比约为1：q，进行比较本题关键是根据第一宇宙速度的表达式列式求解，其中第一宇宙速度为贴近星球表面飞行的卫星的环绕速度！ 求一个物理量之比，我们应该把这个物理量先用已知的物理量表示出来，再根据表达式进行比较3. 解；根据平抛运动的规律知：L=v0t h=12gt2 解得月球表面的重力加速度为：g=2ht2=2hv02L2 根据GMmR2=mg=mv2R 联立解得：v=v0L2hR；故选：B先根据平抛运动的规律列式求出月球表面的重力加速度g再根据重力提供向心力，可计算月球的第一宇宙速度本题要掌握第一宇宙速度的定义，正确利用万有引力公式列出第一宇宙速度的表达式；并会利用平抛运动的规律求出月球表面的重力加速度4. 解：第一宇宙速度，这是卫星绕地球做圆周运动的最小发射速度7.9km/s，若7.9km/sv11.2km/s，物体绕地球运行(环绕速度)；第二宇宙速度，这是物体挣脱地球引力束缚的最小发射速度11.2km/s，若11.2km/sv16.7km/s，物体绕太阳运行(脱离速度)；第三宇宙速度，这是物体挣脱太阳引力束缚的最小发射速度16.7km/s，若v16.7km/s，物体将脱离太阳系在宇宙空间运行(逃逸速度)所以v1v2v1；同步卫星的轨道高度大于近地卫星的轨道高度，据GMmr2=mv2r 得线速度v=GMr知，近地卫星线速度大于同步卫星线速度，故v2v3，因此则有：v1v3vcvd由v=r有，vamvII2rA，在轨道I上做圆周运动有：GmMrA2=mvI2rA，由可知vIIa1，同步卫星离地高度约为36000公里，故同步卫星离地距离小于拉格朗日点L1的轨道半径，根据a=GMr2得a3a2a1，故选：D由题意知，空间站在L1点能与月球同步绕地球运动，其绕地球运行的周期、角速度等于月球绕地球运行的周期、角速度，由an=42T2r，分析向心加速度a1、a2的大小关系.根据a=GMr2分析a3与a1、a2的关系本题比较简单，对此类题目要注意掌握万有引力充当向心力和圆周运动向心加速度公式的联合应用2. 解：A、根据题意三者质量相等，轨道半径r1=r2r3 物体1与人造卫星2比较，由于赤道上物体受引力和支持力的合力提供向心力，而近地卫星只受万有引力，故F1F2，故A错误；B、由选项A的分析知道向心力F1F2，故由牛顿第二定律，可知a1a2，故B错误；C、由A选项的分析知道向心力F1F2，根据向心力公式F=mv2R，由于m、R一定，故v1T2，再根据=2T，有1=3r2，所以m1OB，可知，A的线速度大于B的线速度，故B正确CD、设两星体间距为L，中心到A的距离为r1，到B的距离为r2，根据万有引力提供向心力公式得：Gm1m2L2=m142T2r1=m242T2r2，解得周期为T=2L3G(m1+m2)，由此可知双星的距离一定，质量越大周期越小，故C错误；总质量一定，转动周期越大，双星之间的距离就越大，故D正确故选：BD双星靠相互间的万有引力提供向心力，具有相同的角速度，根据向心力公式判断质量关系，根据v=r判断线速度关系解决本题的关键知道双星靠相互间的万有引力提供向心力，具有相同的角速度.以及会