高中物理 6-5 宇宙航行同步检测 新人教版必修2

1 第第 6 6 章章 第第 5 5 节节 宇宙航行宇宙航行 基础夯实 1 2011 北京日坛中学高一检测 地球人造卫星绕地球做匀速圆周运动 其飞行速率 A 大于 7 9km s B 介于 7 9 11 2km s 之间 C 小于 7 9km s D 一定等于 7 9km s 答案 C 2 2011 哈九中高一检测 地球同步卫星在通讯 导航和气象等领域均有广泛应用 以下对于地球同步卫星的说法正确的是 A 周期为 24 小时的地球卫星就是地球同步卫星 B 地球同步卫星的发射速度必须介于第一与第二宇宙速度之间 C 地球同步卫星的环绕速度必须介于第一与第二宇宙速度之间 D 在哈尔滨正上方通过的卫星当中可能有同步卫星 答案 B 3 2010 蚌埠二中高一检测 2008 年 9 月 25 日至 28 日 我国成功实施了 神舟 七号载人飞船航天飞行 在刘伯明 景海鹏的配合下 翟志刚顺利完成了中国人的第一次 太空行走 9 月 27 日 19 时 24 分 神舟 七号飞行到 31 圈时 成功释放了伴飞小卫星 通过伴飞小卫星可以拍摄 神舟 七号的运行情况 若在无牵连情况下伴飞小卫星与 神 舟 七号保持相对静止 下列说法中正确的是 A 伴飞小卫星与 神舟 七号飞船绕地球运动的角速度相同 B 伴飞小卫星绕地球沿圆轨道运动的速度比第一宇宙速度大 C 霍志刚在太空行走时的加速度和地面上的重力加速度大小相等 D 霍志刚在太空行走时不受地球的万有引力作用 处于完全失重状态 答案 A 4 青岛模拟 据美国媒体报道 美国和俄罗斯的两颗通信卫星于 2009 年 2 月 11 日在 西伯利亚上空相撞 这是人类有史以来的首次卫星在轨碰撞事件 碰撞发生的地点位于西 伯利亚上空 490 英里 约 790 公里 比国际空间站的轨道高 270 英里 约 434 公里 若两 颗卫星的运行轨道均可视为圆轨道 下列说法正确的是 A 碰撞后的碎片若受到大气层的阻力作用 轨道半径将变小 则有可能与国际空间站 相撞 B 在碰撞轨道上运行的卫星 其周期比国际空间站的周期小 C 美国卫星的运行周期大于俄罗斯卫星的运行周期 D 在同步轨道上 若后面的卫星一旦加速 将有可能与前面的卫星相撞 2 答案 A 5 吉林一中高一检测 如图所示的三个人造地球卫星 则下列说法正确的是 卫星可能的轨道为a b c 卫星可能的轨道为a c 同步卫星可能的轨道为a c 同步卫星可能的轨道为a A 是对的 B 是对的 C 是对的 D 是对的 答案 B 6 我国已启动月球探测计划 嫦娥工程 如图为设想中的 嫦娥 1 号 月球探测器 飞行路线示意图 1 在探测器飞离地球的过程中 地球对它的引力 选填 增大 减小 或 不变 2 结合图中信息 通过推理 可以得出的结论是 探测器飞离地球时速度方向指向月球 探测器经过多次轨道修正 进入预定绕月轨道 探测器绕地球的旋转方向与绕月球的旋转方向一致 探测器进入绕月轨道后 运行半径逐渐减小 直至到达预定轨道 A B C D 答案 1 减小 2 D 解析 1 根据万有引力定律F G 当距离增大时 引力减小 Mm r2 2 由探测器的飞行路线可以看出 探测器飞离地球时指向月球的前方 当到达月球轨 道时与月球 相遇 错误 探测器经多次轨道修正后 才进入预定绕月轨道 正确 探测器绕地球旋转方向为逆时针方向 绕月球旋转方向为顺时针方向 错误 探测器进 3 入绕月轨道后 运行半径逐渐减小 直至到达预定轨道 正确 7 上海市交大附中高一检测 2009 年 4 月 5 日 朝鲜中央通讯社发表声明宣布 朝 鲜当天上午在位于舞水端里的卫星发射基地成功发射了一枚火箭 顺利将 光明星 2 号 试验通信卫星送入轨道 国际社会对此广泛关注 美国军方 5 日说 朝鲜当天发射的 卫 星 未能进入轨道 发射物各节全部坠海 韩国政府方向作类似表述 俄罗斯外交部发言 人涅斯捷连科 5 日表示 俄方已确认朝鲜发射卫星的事实 并呼吁有关方面在这一问题的 评价上保持克制 假如该卫星绕地球运行且轨道接近圆形 卫星运行周期为T 试求卫星 距离地面的高度 已知地球半径为R 地球表面的重力加速度为g 答案 h gR2T2 4 2 R 1 3 解析 对地球上的物体m1 m1g Gm1M R2 对卫星m2 Gm2M R h 2 4 2m2 R h T2 解之得 h gR2T2 4 2 R 1 3 能力提升 1 关于我国发射的 亚洲一号 地球同步通讯卫星的说法 正确的是 A 若其质量加倍 则轨道半径也要加倍 B 它在北京上空运行 故可用于我国的电视广播 C 它以第一宇宙速度运行 D 它运行的角速度与地球自转角速度相同 答案 D 解析 从G m得r 轨道半径与卫星质量无关 同步卫星的轨道平面必须与赤 Mm r2 v2 r GM v2 道平面重合 即在赤道上空运行 不能在北京上空运行 第一宇宙速度是卫星在最低圆道 上运行的速度 而同步卫星是在高轨道上运行 其运行速度小于第一宇宙速度 所谓 同 步 就是卫星保持与地面赤道上某一点相对静止 所以同步卫星的角速度与地球自转角速 度相同 2 2001 年 3 月 23 日 和平 号空间站完成了它的历史使命 坠落在浩瀚的南太平 洋 和平 号空间站是 20 世纪质量最大 寿命最长 载人最多 技术最先进的航天器 它在空间运行长达 15 年 下面有关 和平 号空间站坠落过程的说明正确的是 A 和平 号空间站进入较稠密大气层时 将与空气摩擦 空气阻力大大增加 B 和平 号空间站在整个坠落过程中的运动轨迹是直线 C 和平 号空间站在整个坠落过程中的运动轨迹是曲线 D 和平 号空间站在进入大气层前 高度降低 速度变大 答案 ACD 4 解析 由F引 F向得v 则高度降低 运动轨道半径减小 速度变大 进入大气层 GM r 空间站所受空气阻力大大增加 将沿着曲线坠落 不可能沿直线行进 3 2011 哈尔滨九中高一检测 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 假设卫星绕月球作圆周运动的轨道半 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 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 在地面的发射速度大于 11 2km s D 由v 可得要想让R变小撞月 嫦娥一号 卫星应在控制点 1 处加速 GM R 答案 A 4 安徽潜山中学高一检测 2006 年 2 月 10 日 如图所示的图形最终被确定为中国月 球探测工程形象标志 它以中国书法的笔触 抽象地勾勒出一轮明月 一双脚印踏在其上 象征着月球探测的终极梦想 一位敢于思考的同学 为探月宇航员设计了测量一颗卫星绕 某星球表面做圆周运动的最小周期的方法 在某星球表面以初速度v0竖直上抛一个物体 若物体只受该星球引力作用 忽略其他力的影响 物体上升的最大高度为h 已知该星球 的直径为d 如果在这个星球上发射一颗绕它运行的卫星 其做圆周运动的最小周期为 A B v0dh 2 v0dh C D v0 d h 2 v0 d h 答案 B 解析 v02 2g h g v02 2h 5 又mg m T 4 2 T2 d 2 2 v0dh 5 随着科学技术的发展 人类已经实现了载人航天飞行 试回答下列问题 1 载人航天飞船做近地飞行时的速度约为 km s 已知地球半径R地 6400km 地球表面重力加速度g 10m s2 2 为了使飞船达到上述速度需有一个加速过程 在加速过程中 宇航员处于 状态 人们把这种状态下的视重与静止在地球表面时的重力的比值用k表示 则 k 设宇航员的质量为m 加速过程的加速度为a 选择宇航员时 要求他对这种 状态的耐受力值为 4 k 12 说明飞船发射时的加速度值的变化范围为 3 航天飞船进入距地球表面 3R地的轨道绕地球做圆周运动时 质量为 64kg 的宇航员 处于 状态 他的视重为 N 实际所受重力为 N 答案 1 8 2 超重 3g 11g 3 完全失重 0 40 g a g 解析 1 载人飞船近地飞行时 轨道半径近似等于地球半径 万有引力近似等于在地 球表面的重力 提供其运行的向心力 mg m 故v km s 8km s v2 R地gR地10 6 4 2 设在飞船向上加速过程中宇航员受支持力FN 由牛顿第二定律FN mg ma 得 FN m g a mg 宇航员处于超重状态 k 由题意 4 k 12 所以有 FN mg a g g 3g a 11g 3 航天飞船在绕地球做匀速圆周运动时 重力完全用来提供向心力 宇航员处于完全 失重状态 视重 对座椅的压力 为零 其实际所受重力也因离地高度增加而减少 为 G mg 2 mg 40N R R h 1 16 6 2009 潍坊 我国的 嫦娥奔月 月球探测工程已经启动 分 绕 落 回 三个 发展阶段 在 2007 年发射一颗绕月球飞行的卫星在 2012 年前后发射一颗月球软着陆器 在 2017 年前后发射一颗返回式月球软着陆器 进行首次月球样品自动取样并安全返回地球 设想着陆器完成了对月球表面的考察任务后 由月球表面回到围绕月球做圆周运动的轨道 舱 其过程如图所示 设轨道舱的质量为m 月球表面的重力加速度