宇宙航行(提高篇)

1、.宇宙航行進(jìn)步篇一、選擇題：1以下說法正確的選項(xiàng)是 A行星的運(yùn)動(dòng)和地球上物體的運(yùn)動(dòng)遵循不同的規(guī)律B物體在轉(zhuǎn)彎時(shí)一定受到力的作用C月球繞地球運(yùn)動(dòng)時(shí)受到地球的引力和向心力的作用D物體沿光滑斜面下滑時(shí)受到重力、斜面的支持力和下滑力的作用2根據(jù)觀察，在土星外層有一個(gè)環(huán)，為了判斷它是土星的一部分還是小衛(wèi)星群，測(cè)出環(huán)中各層的線速度v與該層到土星中心的間隔 R之間的關(guān)系。以下判斷正確的選項(xiàng)是 A假設(shè)，那么該環(huán)是土星的一部分 B假設(shè)，那么該環(huán)是土星的衛(wèi)星群C假設(shè)，那么該環(huán)是土星的一部分 D假設(shè)，那么該環(huán)是土星的衛(wèi)星群3關(guān)于地球同步衛(wèi)星以下說法正確的選項(xiàng)是 A地球同步衛(wèi)星和地球同步，因此同步衛(wèi)星的高度和線速度大

2、小是一定的B地球同步衛(wèi)星的地球的角速度雖被確定，但高度和速度可以選擇，高度增加，速度增大，高度降低，速度減小C地球同步衛(wèi)星只能定點(diǎn)在赤道上空，相對(duì)地面靜止不動(dòng)D以上均不正確4我國繞月探測(cè)工程的預(yù)先研究和工程施行已獲得重要進(jìn)展。設(shè)地球、月球的質(zhì)量分別為m1、m2，半徑分別為R1、R2，人造地球衛(wèi)星的第一宇宙速度為，對(duì)應(yīng)的環(huán)繞周期為，那么環(huán)繞月球外表附近圓軌道飛行的探測(cè)器的速度和周期分別為 A， B，C， D ，5土衛(wèi)十和土衛(wèi)十一是土星的兩顆衛(wèi)星，都沿近似為圓周的軌道繞土星運(yùn)動(dòng)。其參數(shù)如表：衛(wèi)星半徑m衛(wèi)星質(zhì)量kg軌道半徑m土衛(wèi)十8.90×1042.01×10181.51

3、5;108土衛(wèi)十一5.70×1045.60×10171.51×108兩衛(wèi)星相比土衛(wèi)十 A受土星的萬有引力較大B繞土星的圓周運(yùn)動(dòng)的周期較大C繞土星做圓周運(yùn)動(dòng)的向心加速度較大D動(dòng)能較大6天文學(xué)家發(fā)現(xiàn)了某恒星有一顆行星在圓形軌道上繞其運(yùn)動(dòng)，并測(cè)出了行星的軌道半徑和運(yùn)行周期。由此可算出 A行星的質(zhì)量 B行星的半徑C恒星的質(zhì)量 D恒星的半徑7假設(shè)太陽系中天體的密度不變，天體直徑和天體之間間隔 都縮小到原來的一半，地球繞太陽公轉(zhuǎn)近似為勻速圓周運(yùn)動(dòng)，那么關(guān)于以下物理量的變化正確的選項(xiàng)是 A地球的向心力變?yōu)榭s小前的一半B地球的向心力變?yōu)榭s小前的C地球繞太陽公轉(zhuǎn)周期與縮小前的一樣D

4、地球繞太陽公轉(zhuǎn)周期變?yōu)榭s小前的一半8甲、乙為兩顆地球衛(wèi)星，其中甲為地球同步衛(wèi)星，乙的運(yùn)行高度低于甲的運(yùn)行高度，兩衛(wèi)星軌道均可視為圓軌道以下判斷正確的選項(xiàng)是 A甲的周期大于乙的周期B乙的速度大于第一宇宙速度C甲的加速度小于乙的加速度D甲在運(yùn)行時(shí)能經(jīng)過北極的正上方9“嫦娥二號(hào)是我國月球探測(cè)第二期工程的先導(dǎo)星假設(shè)測(cè)得“嫦娥二號(hào)在月球可視為密度均勻的球體外表附近圓形軌道運(yùn)行的周期為T，引力常量為G，半徑為R的球體體積公式，那么可估算月球的 A密度 B質(zhì)量 C半徑 D自轉(zhuǎn)周期10如下圖，兩星球相距為L，質(zhì)量比為，兩星球半徑遠(yuǎn)小于L。從星球A沿A、B連線向星球B以某一初速度發(fā)射一探測(cè)器，只考慮星球A、B對(duì)

5、探測(cè)器的作用，以下說法正確的選項(xiàng)是 BAA探測(cè)器的速度一直減小B探測(cè)器在距星球A為處加速度為零C假設(shè)探測(cè)器能到達(dá)星球B，其速度可能恰好為零D假設(shè)探測(cè)器能到達(dá)星球B，其速度一定大于發(fā)射時(shí)的初速度11“軌道康復(fù)者是“垃圾衛(wèi)星的救星，被稱為“太空110，它可在太空中給“垃圾衛(wèi)星補(bǔ)充能源，延長衛(wèi)星的使用壽命.假設(shè)“軌道康復(fù)者的軌道半經(jīng)為地球同步衛(wèi)星軌道半徑的五分之一，其運(yùn)動(dòng)方向與地球自轉(zhuǎn)方向一致，軌道平面與地球赤道平面重合，以下說法正確的選項(xiàng)是 A“軌道康復(fù)者可在高軌道上加速，以實(shí)現(xiàn)對(duì)低軌道上衛(wèi)星的拯救B站在赤道上的人觀察到“軌道康復(fù)者向西運(yùn)動(dòng)C“軌道康復(fù)者的速度是地球同步衛(wèi)星速度的5 倍D“軌道康復(fù)

6、者的加速度是地球同步衛(wèi)星加速度的25倍12右圖為兩顆人造衛(wèi)星繞地球運(yùn)動(dòng)的軌道示意圖，為圓軌道，為橢圓軌道，AB為橢圓的長軸，兩軌道和地心都在同一平面內(nèi)，C、D為兩軌道交點(diǎn).己知軌道上的衛(wèi)星運(yùn)動(dòng)到C點(diǎn)時(shí)速度方向與AB平行，那么以下說法正確的選項(xiàng)是 ADBCA兩個(gè)軌道上的衛(wèi)星運(yùn)動(dòng)到C點(diǎn)時(shí)的加速度不一樣 B兩個(gè)軌道上的衛(wèi)星運(yùn)動(dòng)到C點(diǎn)時(shí)的向心加速度大小相等C假設(shè)衛(wèi)星在軌道的速率為v1，衛(wèi)星在軌道B點(diǎn)的速率為v2，那么v1<v2D兩顆衛(wèi)星的運(yùn)動(dòng)周期一樣二、解答題：1宇航員在地球外表以一定初速度豎直上拋一小球，經(jīng)過時(shí)間t小球落回原處；假設(shè)他在某星球外表以一樣的初速度豎直上拋同一小球，需經(jīng)過時(shí)間5t小

7、球落回原處。取地球外表重力加速度g10m/s2，空氣阻力不計(jì)1求該星球外表附近的重力加速度；2該星球的半徑與地球半徑之比為R星：R地1：4，求該星球的質(zhì)量與地球質(zhì)量之比M星：M地。2土星周圍有許多大小不等的巖石顆粒，它們繞土星的運(yùn)動(dòng)可視為圓周運(yùn)動(dòng)。其中有兩個(gè)巖石顆粒A和B與土星中心間隔 分別位=8.0×104km和=1.2×105km。忽略所有巖石顆粒間的互相作用。結(jié)果可用根式表示1求巖石顆粒A和B的線速度之比；2求巖石顆粒A和B的周期之比；3土星探測(cè)器上有一物體，在地球上重為10N，推算出他在距土星中心3.2×105km處受到土星的引力為0.38N。地球半徑為6

8、.4×103km，請(qǐng)估算土星質(zhì)量是地球質(zhì)量的多少倍？3我國發(fā)射的“嫦娥一號(hào)探月衛(wèi)星沿近似于圓形的軌道繞月飛行為了獲得月球外表全貌的信息，讓衛(wèi)星軌道平面緩慢變化衛(wèi)星將獲得的信息持續(xù)用微波信號(hào)發(fā)回地球設(shè)地球和月球的質(zhì)量分別為M和m，地球和月球的半徑分別為R和R1，月球繞地球的軌道半徑和衛(wèi)星繞月球的軌道半徑分別為r和r1，月球繞地球轉(zhuǎn)動(dòng)的周期為T假定在衛(wèi)星繞月運(yùn)行的一個(gè)周期內(nèi)衛(wèi)星軌道平面與地月連心線共面，求在該周期內(nèi)衛(wèi)星發(fā)射的微波信號(hào)因月球遮擋而不能到達(dá)地球的時(shí)間。用M、m、R、R1、r、r1和r表示，忽略月球繞地球轉(zhuǎn)動(dòng)對(duì)遮擋時(shí)間的影響【答案與解析】一、選擇題：1B解析：行星運(yùn)動(dòng)和地球上物

9、體的運(yùn)動(dòng)都遵循一樣的規(guī)律，故A錯(cuò)誤；物體轉(zhuǎn)彎一定做圓周運(yùn)動(dòng)，做圓周運(yùn)動(dòng)必定有外力提供向心力，故B正確；向心力是效果力，受力分析不能分析上，故C錯(cuò)誤；沒有下滑力之說，故D選項(xiàng)錯(cuò)誤。2AD解析：假設(shè)該環(huán)是土星的一部分，那么符合與土星同軸轉(zhuǎn)規(guī)律，即角速度一樣周期一樣，線速度和半徑成正比。假設(shè)該環(huán)是衛(wèi)星群那么符合萬有引力提供向心力，可得，即。故答案選AD。3AC解析：關(guān)于同步衛(wèi)星高度一定，周期一定，線速度一定，只能在赤道上空，相對(duì)地面靜止，應(yīng)選項(xiàng)AC正確。4A解析：人造衛(wèi)星繞地球運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，萬有引力提供向心力，即，同理探測(cè)器繞月球運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，聯(lián)立得；人造衛(wèi)星繞地球運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，由，同理探測(cè)器繞月球運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，聯(lián)立得。故

10、A選項(xiàng)正確。5AD解析：萬有引力，由得：向心加速度，周期，動(dòng)能，其中以M為土星的質(zhì)量，m為衛(wèi)星的質(zhì)量，r為衛(wèi)星的軌道半徑，代入數(shù)值比較可得AD是正確的。6C解析：根據(jù)得，因此可以計(jì)算中心天體的質(zhì)量，即恒星的質(zhì)量，故C正確。7BC解析：設(shè)太陽和地球的密度分別為、，太陽的直徑、地球的直徑、太陽與地球間的間隔 分別變?yōu)?，地球受到太陽的萬有引力：變化前：，變化后：可得由萬有引力提供向心力有，得，所以。應(yīng)選項(xiàng)BC正確。8. AC解析：此題考察萬有引力與航天中的衛(wèi)星問題，意在考察考生對(duì)天體運(yùn)動(dòng)規(guī)律、第一宇宙速度的理解和同步衛(wèi)星的認(rèn)識(shí)對(duì)同一個(gè)中心天體而言，根據(jù)開普勒第三定律可知，衛(wèi)星的軌道半徑越大，周期就越

11、長，A正確第一宇宙速度是環(huán)繞地球運(yùn)行的最大線速度，B錯(cuò)由可得軌道半徑大的天體加速度小，C正確同步衛(wèi)星只能在赤道的正上空，不可能過北極的正上方，D錯(cuò)9. A解析：此題考察萬有引力的應(yīng)用，意在考察考生應(yīng)用萬有引力解決宇宙航天問題的才能“嫦娥二號(hào)在近月外表做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，周期T，有故無法求出月球半徑R及質(zhì)量M，但結(jié)合球體體積公式可估算出密度，A正確10、BD解析：A、探測(cè)器從A向B運(yùn)動(dòng)，所受的萬有引力合力先向左再向右，那么探測(cè)器的速度先減小后增大，故A錯(cuò)誤；B、當(dāng)探測(cè)器合力為零時(shí)，加速度為零，那么有：，因?yàn)?，那么：，知探測(cè)器間隔 星球A的間隔 為：，故B正確；CD、探測(cè)器到達(dá)星球B的過程中，由于B的

12、質(zhì)量大于A的質(zhì)量，從A到B萬有引力的合力做正功，那么動(dòng)能增加，所以探測(cè)器到達(dá)星球B的速度一定大于發(fā)射時(shí)的速度，故C錯(cuò)誤，D正確；應(yīng)選：BD11、D解析：“軌道康復(fù)者要在原軌道上加速，使得萬有引力缺乏以提供向心力，而做離心運(yùn)動(dòng)，會(huì)到達(dá)更高的軌道，不可能“拯救更低軌道上的衛(wèi)星，選項(xiàng)A錯(cuò)誤；角速度，“軌道康復(fù)者角速度大于同步衛(wèi)星角速度，即大于地球自轉(zhuǎn)角速度，所以站在赤道上的人用儀器觀察到“軌道康復(fù)者向東運(yùn)動(dòng)，選項(xiàng)B錯(cuò)誤；因?yàn)椤败壍揽祻?fù)者繞地球做勻速圓周運(yùn)動(dòng)時(shí)的軌道半徑為地球同步衛(wèi)星軌道半徑的五分之一，由m，得： “軌道康復(fù)者的速度是地球同步衛(wèi)星速度的倍選項(xiàng)C錯(cuò)誤萬有引力即衛(wèi)星合力，根據(jù)牛頓第二定律有

13、，即，根據(jù)“軌道康復(fù)者繞地球做勻速圓周運(yùn)動(dòng)時(shí)的軌道半徑為地球同步衛(wèi)星軌道半徑的五分之一可得“軌道康復(fù)者的加速度是地球同步衛(wèi)星加速度的25倍，選項(xiàng)D正確。12、D解析：A、兩個(gè)軌道上的衛(wèi)星運(yùn)動(dòng)到C點(diǎn)時(shí)，所受的萬有引力相等，根據(jù)牛頓第二定律知，加速度一樣，故A正確；B、因?yàn)閮蓚€(gè)軌道上的衛(wèi)星在C點(diǎn)的速度不等，根據(jù)知，向心加速度大小不等，故D錯(cuò)誤；C、B點(diǎn)為橢圓軌道的遠(yuǎn)地點(diǎn)，速度比較小，表示做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的速度，故C錯(cuò)誤；D、根據(jù)幾何關(guān)系知，橢圓的半長軸與圓軌道的半徑一樣，根據(jù)開普勒第三定律知，兩顆衛(wèi)星的運(yùn)動(dòng)周期相等，故D正確。應(yīng)選：D二、解答題：1解析：1豎直上拋運(yùn)動(dòng)的物體落回原處的時(shí)間t，所以g/g2m/s2，2根據(jù)，所以所以2解析：1設(shè)土星質(zhì)量為M0，顆粒質(zhì)量為m，顆粒距土星中心間隔 為r，線速度為v，根據(jù)牛頓第二定律和萬有引力定律：解得：對(duì)于A、B兩顆粒分別有： 和得：2設(shè)顆粒繞土星做圓周運(yùn)動(dòng)的周期為T，根據(jù)得對(duì)于A、B兩顆粒分別有： 和所以3設(shè)地球質(zhì)量為M，地球半徑為r0，地球上物體的重力可視為萬有引力，探測(cè)器上物體質(zhì)量為m0，在地球外表重力為G0，距土星中心r0/=km處的引力為G0/，根據(jù)萬有引力定律：所以 倍 3. 解析：如下圖，O和O分別表示地球和月球的中心在衛(wèi)星軌道平面上，A是地月連心線OO與地月球面的公切線ACD的交點(diǎn)，D、C和B分別