- 2021-05-31 发布 |
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文档介绍
2020高中物理第六章万有引力与航天第5节宇宙航行优练含解析 人教版必修2
宇宙航行 基础夯实 一、选择题(单选题) 1.2013年6月20日上午10时,我国首次太空授课在神舟十号飞船中由女航天员王亚平执教,在太空中王亚平演示了一些奇特的物理现象,授课内容主要是使青少年了解微重力环境下物体运动的特点。如图所示是王亚平在太空舱中演示的悬浮的水滴。关于悬浮的水滴,下列说法正确的是( D ) A.环绕地球运行时的线速度一定大于7.9 km/s B.水滴处于平衡状态 C.水滴处于超重状态 D.水滴处于失重状态 解析:7.9 km/s是卫星环绕地球做匀速圆周运动的最大速度,所以神舟十号飞船的线速度要小于7.9km/s,故A错误;水滴随飞船绕地球做匀速圆周运动,水滴的万有引力完全用来提供向心加速度,所以水滴与飞船一起处于完全的失重状态,故B、C错误,D正确。 2.国务院批复,自2016年起将4月24日设立为“中国航天日”。1970年4月24日我国首次成功发射的人造卫星东方红一号,目前仍然在椭圆轨道上运行,其轨道近地点高度约为440 km,远地点高度约为2 060 km;1984年4月8日成功发射的东方红二号卫星运行在赤道上空35 786 km的地球同步轨道上。设东方红一号在远地点的加速度为a1,东方红二号的加速度为a2,固定在地球赤道上的物体随地球自转的加速度为a3,则a1、a2、a3的大小关系为( D ) A.a2>a1>a3 B.a3>a2>a1 C.a3>a1>a2 D.a1>a2>a3 解析:地球赤道上的物体和东方红二号同步卫星做圆周运动的周期相同,两者的角速度相同,即ω3=ω2,由a=ω2R得半径大的向心加速度大,即得a3<a2 - 7 - ;东方红二号和东方红一号的远地点相比,由=ma得a=,即离地面越近,加速度越大,即a2<a1,选项D正确。 3.(2019·江西赣州中学高一下学期期末)中国“北斗”卫星导航系统是我国自行研制的全球卫星定位与通信系统,是继美国GPS(全球定位系统)和俄罗斯GLONASS(全球卫星导航系统)之后第三个成熟的卫星导航系统。系统由空间端、地面端和用户端组成,其中空间端包括5颗地球同步卫星和30颗非地球同步卫星,下列说法正确的是( B ) A.这5颗地球同步卫星的运行速度大于第一宇宙速度 B.这5颗地球同步卫星的运行周期都与地球自转周期相等 C.这5颗地球同步卫星运行的加速度大小不一定相等 D.为避免相撞,不同国家发射的地球同步卫星必须运行在不同的轨道上 解析:根据万有引力提供向心力,列出等式=m,解得v=,可知这5颗地球同步卫星的运行速度小于第一宇宙速度,选项A错误;由于这5颗卫星是地球的同步卫星,则其运行周期都与地球自转周期相等,选项B正确;地球同步卫星,与赤道平面重合,离地面的高度相同,在相同的轨道上,故D错误;同步卫星的加速度a=,所以这5颗地球同步卫星的加速度大小一定相等,故C错误。 4.(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。 - 7 - 5.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==mω2R=m=ma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 6.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,h=gt2, 火星质量为M,=mg, 解得:M=; (2)最小发射速度为v,mg=m, 解得:v= 能力提升 一、选择题(1~2题为单选题,3~5题为多选题) 1.(2017·浙江省台州市书生中学高一下学期检测)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 ) - 7 - 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:由G=ma,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G=mr,得甲的运行周期比乙的大,选项B错误;由G=mrω2,得甲的角速度比乙的小,选项C错误;由G=m,得甲的线速度比乙的小,选项D错误。 2.(2018·新疆石河子二中高一下学期月考)如图所示,a、b、c是地球大气层外圆形轨道上运动的三颗卫星,且b和c在同一个轨道上,则下列说法正确的是( A ) A.b、c的周期相同,且大于a的周期 B.b、c的线速度大小相等,且大于a的线速度 C.b加速后可以实现与c对接 D.a的线速度一定大于第一宇宙速度 解析:卫星绕地球做圆周运动,万有引力提供向心力;由牛顿第二定律得:=m()2r,解得:T=,由于ra查看更多