宇宙航行专项练习含答案

1、1. 关于第一宇宙速度，下列说法中正确的是（）A. 它是人造地球卫星绕地球飞行的最小速度B. 它是人造地球卫星在近地圆形轨道上的最大运行速度C. 它是能使卫星进入同步卫星轨道所需的发射速度D. 它是地球卫星在椭圆轨道上运行时在近地点的速度解析：选B第一宇宙速度是人造地球卫星最小发射速度，也是人造地球卫星最大环绕速度，其大小等于人造卫星靠近地球表面做圆周运动的速度.故选B.2. 2012年6月18日，神舟九号飞船与天宫一号目标飞行器在离地面343 km的近圆形轨道上成功进行了我国首次载人空间交会对接.对接轨道所处的空间存在极其稀薄的大气.下列说法正确的是 （）A. 为实现对接，两者运行速度的大小

2、都应介于第一宇宙速度和第二宇宙速度之间B. 如不加干预，在运行一段时间后，天宫一号的动能可能会增加C. 如不加干预，天宫一号的轨道高度将缓慢降低D. 航天员在天宫一号中处于失重状态，说明航天员不受地球引力作用解析：选 BC本题虽为天体运动问题，但题中特别指出存在稀薄大气，所以应从变轨角 度入手.第一宇宙速度和第二宇宙速度为发射速度，天体运动的速度为环绕速度，均小于第一宇宙速度，选项 A错误；天体运动过程中由于大气阻力，速度减小，导致需要的向心力Fn应减小,r做向心运动,向心运动过程中，轨道高度降低，且万有引力做正功，势能减小，动能增加，选项 B、C正确；航天员在太空中受地球引力，地球引力全部提

3、供航 天员做圆周运动的向心力，选项D错误.3 .我国的第十六颗北斗卫星北斗-G6”定点于地球静止轨道东经 °由此，具有完全自主知识产权的北斗系统首先具备为亚太地区提供高精度、高可靠定位、导航、授时服务，并具短报文通信能力.其定位精度优于20 m，授时精度优于100 ns关于这颗 北斗G6'卫星以下说法中正确的有 （）A. 这颗卫星轨道平面与东经。的经线平面重合B. 通过地面控制可以将这颗卫星定点于杭州正上方C. 这颗卫星的线速度大小比离地350 km高的 天宫一号”空间站线速度要大D. 这颗卫星的周期一定等于地球自转周期解析：选D.定点于地球静止轨道的第十六颗北斗卫星北斗-G

4、6'是同步卫星，卫星轨道平面在赤道平面，卫星的周期一定等于地球自转周期，选项A错误、D正确；不能通过地面控制将这颗卫星定点于杭州正上方，选项B错误；这颗卫星的线速度大小比离地350km高的 天宫一号”空间站线速度要小，选项 C错误.4 假设地球的质量不变，而地球的半径增大到原来半径的2倍，那么从地球发射人造卫星的第一宇宙速度的大小应为原来的（）B. 1/2 倍C. 1/2 倍D. 2倍解析：选B因第一宇宙速度即为地球的近地卫星的线速度，此时卫星的轨道半径近似地认为是地球的半径，且地球对卫星的万有引力充当向心力.故有公式GMm/R2 = mv2/R, 1成立.所以解得：v= GM/R,因

5、此，当M不变，R增加为2R时，v减小为原来的-即正确的选项为 B.5.研究表明，地球自转在逐渐变慢，3亿年前地球自转的周期约为22小时.假设这种趋势会持续下去，地球的其他条件都不变， 未来人类发射的地球同步卫星与现在的相比（）A. 距地面的高度变大B. 向心加速度变大C. 线速度变大D. 角速度变大解析：选A本题应抓住同步卫星与地球自转周期相同这一特征,结合万有引力定律和牛顿第二定律进行求解.A.地球的自转周期变大，则地球同步卫星的公转周期变大.由GMm 4 n订=m（R+ h），得3 GMT?hGMT - R，T变大，h变大，A正确.B.由 詈 =ma，得 a =号罟,r增大，a减小，B错误

6、.C由誓=呼，得v= 罟,r增大，v减小，C错误.D.由3=可知，角速度减小，D错误.6 .由于阻力的原因，人造卫星绕地球做匀速圆周运动的半径逐渐减小,则下列说法正确的A. 运动速度变大B. 运动周期减小C. 需要的向心力变大D. 向心加速度减小解析：选ABC设地球质量为 M,卫星质量为 m，轨道半径为r,运行周期、线速度和角速度分别为T、V、3根据牛顿第二定律得:GMJT = m = m3 2r = mrr rT解得v=罟;3=:爭；T=4捽GM2 2向心加速度a=罟=苓r需要的向心力等于万有引力提供的向心力F需=GM? r根据轨道半径r逐渐减小，可以得到w、a、F需都是增大的而周期 T是减

7、小的.7 .西昌卫星发射中心发射的中圆轨道卫星，其轨道半径为 的同步轨道卫星(轨道半径为X 10 m)相比(X 10 m.它与另一颗同质量A. 向心力较小B. 动能较大C. 发射速度都是第一宇宙速度D. 角速度较小解析：选B.由题知，中圆轨道卫星的轨道半径1小于同步卫星轨道半径2,卫星运行时的向心力由万有引力提供，根据F向=知，两卫星的向心力 R>F2,选项A错误;2根据=号=mw 2r，得环绕速度V1>V2,角速度W1> 02，两卫星质量相等，则动能Ed> Ek2,故选项B正确、选项D错误；根据能量守恒，卫星发射得越高，发射速度 越大，第一宇宙速度是卫星最小的发射速度

8、，因此两卫星的发射速度都大于第一宇宙速度，且VoiV V02，选项C错误.8.颗人造卫星在离地面高度等于地球半径的圆形轨道上运行，已知地球的第一宇宙速度为 vi = 7.9 km/s , g = 9.8 m/s2.(1) 这颗卫星运行的线速度为多大绕地球运动的向心加速度为多大(3) 质量为1 kg的仪器放在卫星内的平台上，仪器的重力为多大它对平台的压力有多大解析：(1)卫星近地运行时，有MmV2G = mR卫星离地面的高度为 R时，有Mm v2 莎=m2R、卄、mv1v2 X由以上两式得 V2=厉=2 km/s疋km/s(2) 卫星离地面的高度为 R时，有MmG?走=ma靠近地面时，有GMR2

9、m = mg解得 a = 4g = m/s2(3)在卫星内，仪器的重力等于地球对它的吸引力，则G '= mg = ma = 1 x 比 N由于卫星内仪器的重力完全用于提供做圆周运动的向心力，仪器处于完全失重状态，所 以仪器对平台的压力为零.答案： km/s (2) m/s2(3) N 09质量为m的登月器与航天飞机连接在一起，随航天飞机绕月球做半径为 3R(R为月球半径)的圆周运动当它们运动到轨道的A点时，登月器被弹离，航天飞机速度变大，登月器速度变小且仍沿原方向运动，随后 登月器沿椭圆轨道登上月球表面的B点，在月球表面逗留一段时间后，经快速启动仍沿原椭圆轨道回到分离点A与航天飞机实现

10、对接，如图所示.已知月球表面的重力加速度为 g 月.科学研究表明，天体在椭圆 轨道上运行的周期的平方与轨道半长轴的立方成正比.(1) 登月器与航天飞机一起在圆轨道上绕月球运行的周期是多少(2) 若登月器被弹离后，航天飞机的椭圆轨道的长轴为8R,为保证登月器能顺利返回A点实现对接，则登月器可以在月球表面逗留的时间是多少解析：(1)设登月器和航天飞机在半径为3R的圆轨道上运行时的周期为T,因其绕月球做圆周运动，所以满足2 n =m23R.同时，月球表面的物体所受重力和引力的关系满足 GMmr = mg 月3R联立以上两式得 T= 6 ng 月(2)设登月器在小椭圆轨道运行的周期是依题意，对登月器有3R3=梟，解得T1,航天飞机在大椭圆轨道运行的周