浙江省2024-2025學(xué)年高中物理第五章課時訓(xùn)練2宇宙航行含解析

PAGE6-課時訓(xùn)練2宇宙航行基礎(chǔ)鞏固1.經(jīng)典力學(xué)不能適用于下列哪種運(yùn)動(D)A.火箭的放射B.宇宙飛船繞地球的運(yùn)動C.“志氣號”宇宙探測器D.微觀粒子的波動性2.如圖所示為1687年出版的《自然哲學(xué)的數(shù)學(xué)原理》一書中牛頓所畫草圖。他設(shè)想在高山上水平拋出物體,若速度一次比一次大,落點(diǎn)就一次比一次遠(yuǎn)。當(dāng)速度足夠大時,物體就不會落回地面,成為人造地球衛(wèi)星。若不計空氣阻力,這個速度至少為(A)A.7.9km/s B.C.11.2km/s D.16.7km/s3.下列說法正確的是(C)A.周期T=24h的衛(wèi)星都是同步衛(wèi)星B.同步衛(wèi)星相對地面靜止,它的速度等于赤道上物體的速度C.近地衛(wèi)星的速度、加速度都大于同步衛(wèi)星的速度、加速度D.全部極地衛(wèi)星的周期都相同4.作為一名在軌道上運(yùn)行的太空飛船里的宇航員,若你面對地球無初速度“釋放”一個物體,則該物體(D)A.做自由落體運(yùn)動并落向地球B.由于慣性,沿軌道切線做直線運(yùn)動C.做平拋運(yùn)動并落向地球D.和飛船一起繞地球在同一軌道上運(yùn)動5.火星探測器在地球上放射后向火星運(yùn)動,最終繞火星做勻速圓周運(yùn)動,則其放射速度滿意(D)A.等于或小于11.2km/sB.確定大于16.7km/sC.介于11.2m/s～16.7m/sD.介于11.2km/s～16.7km/s6.天宮二號空間試驗(yàn)室與神舟十一號載人飛船在距地面393千米的軌道交會對接勝利。下列說法正確的是(C)A.神舟十一號載人飛船中宇航員沒有受到力的作用B.神舟十一號載人飛船的周期為24小時C.神舟十一號載人飛船的周期小于同步衛(wèi)星的周期D.神舟十一號載人飛船中天平可以正常運(yùn)用解析:飛船繞地球做勻速圓周運(yùn)動,宇航員仍舊受到萬有引力,萬有引力供應(yīng)圓周運(yùn)動的向心力,故A錯誤;神舟十一號的軌道半徑小于同步衛(wèi)星的軌道半徑,則由T=4π7.假如一做圓周運(yùn)動的人造地球衛(wèi)星的軌道半徑增大到原來的2倍,仍做圓周運(yùn)動,則(C)A.依據(jù)公式v=ωr可知,衛(wèi)星運(yùn)動的線速度將增大到原來的2倍B.依據(jù)公式F=mv2rC.依據(jù)公式F=GMmr2D.依據(jù)B和C中給出的兩個公式可知,衛(wèi)星運(yùn)動的線速度將變?yōu)樵瓉淼?倍8.(2024·浙江11月學(xué)考)如圖所示是小明同學(xué)畫的人造地球衛(wèi)星軌道的示意圖,則衛(wèi)星(D)A.在a軌道運(yùn)行的周期為24hB.在b軌道運(yùn)行的速度始終不變C.在c軌道運(yùn)行的速度大小始終不變D.在c軌道運(yùn)行時受到的地球引力大小是改變的解析:同步衛(wèi)星必需在赤道正上空,所以a軌道不行能是同步衛(wèi)星的軌道,選項(xiàng)A錯誤;b軌道上的衛(wèi)星的速度方向不斷改變,選項(xiàng)B錯誤;地球在c軌道的其中一個焦點(diǎn)上,衛(wèi)星在近地點(diǎn)時的速度大,在遠(yuǎn)地點(diǎn)時的速度小,選項(xiàng)C錯誤;在c軌道上,衛(wèi)星與地球的距離改變,依據(jù)F=GMmr9.2016年10月19日,“神舟十一號”飛船與“天宮二號”空間試驗(yàn)室對接勝利。已知“天宮二號”飛船繞地球運(yùn)行的周期約為1.5h,則宇航員隨“天宮二號”繞地球運(yùn)行過程中(B)A.宇航員不受地球引力作用B.宇航員處于完全失重狀態(tài)C.“天宮二號”離地高度比地球同步衛(wèi)星大D.“天宮二號”繞地球飛行的速度確定大于7.9km/s解析:萬有引力定律指出任何兩個存在質(zhì)量的物體之間均存在萬有引力,故A錯誤;宇航員隨飛船一起繞地球運(yùn)動時,萬有引力全部用來供應(yīng)向心力,宇航員處于完全失重狀態(tài),故B正確;依據(jù)GMmr2=m(2πT)2r可知,周期越大,則軌道半徑越大,由于同步衛(wèi)星的周期為24h,大于“天宮二號”的周期,所以“天宮二號”離地高度比地球同步衛(wèi)星小,故C錯誤;衛(wèi)星的最大環(huán)繞速度為7.9km/s,所以“天宮二號10.高分專項(xiàng)也被稱為“天眼工程”,2018年6月2日,我國勝利將“高分六號”衛(wèi)星放射升空,至此共有六顆高分系列衛(wèi)星為國家供應(yīng)高時空辨別率的遙感數(shù)據(jù)。高分系列衛(wèi)星中,只有“高分四號”是地球同步軌道衛(wèi)星,其余衛(wèi)星都在太陽同步軌道運(yùn)行(太陽同步軌道,軌道平面和赤道平面的夾角超過了80度,衛(wèi)星一次回訪會途經(jīng)地球兩極點(diǎn),屬于極地軌道)。表中給出了“高分二號”和“高分四號”的部分?jǐn)?shù)據(jù),依據(jù)信息可知(B)“高分二號”衛(wèi)星參數(shù)參數(shù)指標(biāo)軌道類型太陽同步軌道軌道高度631km(標(biāo)稱值)傾角97.9080°“高分四號”衛(wèi)星參數(shù)參數(shù)指標(biāo)軌道類型地球同步軌道軌道高度36000km定點(diǎn)位置105.6°EA.“高分二號”繞地球運(yùn)行的線速度較小B.“高分二號”繞地球運(yùn)行的角速度較大C.“高分四號”的放射速度較小D.“高分四號”也可以途經(jīng)地球兩極點(diǎn)解析:依據(jù)萬有引力定律有GMmr2=mv2r=mω2r,實(shí)力提高11.2024年4月,我國勝利放射的天舟一號貨運(yùn)飛船與天宮二號空間試驗(yàn)室完成了首次交會對接,對接形成的組合體仍沿天宮二號原來的軌道(可視為圓軌道)運(yùn)行。與天宮二號單獨(dú)運(yùn)行時相比,組合體運(yùn)行的(C)A.周期變大 B.速率變大C.動能變大 D.向心加速度變大解析:設(shè)地球質(zhì)量為M,對天宮二號,由萬有引力供應(yīng)向心力可得T=2πr3GM,v=GMr,a=GMr2,而對接后組合體軌道半徑r不變,則T,v,a均不變,但質(zhì)量變大,由Ek=112.北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)是中國自行研制的全球衛(wèi)星定位與通信系統(tǒng),它由空間段、地面段和用戶段三部分組成。第三代北斗導(dǎo)航衛(wèi)星安排由35顆衛(wèi)星組成,如圖所示。其中有5顆地球靜止軌道衛(wèi)星(運(yùn)行在地球同步軌道,離地高度約3.6×104km)、27顆中地球軌道衛(wèi)星(運(yùn)行在3個互成120°的軌道面上,離地高度約2.15×A.中地球軌道衛(wèi)星的線速度最小B.傾斜同步軌道衛(wèi)星能定點(diǎn)在北京上空C.中地球軌道衛(wèi)星的運(yùn)行周期小于地球同步衛(wèi)星的運(yùn)行周期D.傾斜同步軌道衛(wèi)星的軌道半徑大于地球靜止軌道衛(wèi)星的軌道半徑解析:在全部北斗衛(wèi)星中,中地球軌道衛(wèi)星的軌道半徑最小,依據(jù)GMmR2=mv2R,得v=GMR,故中地球軌道衛(wèi)星線速度最大,故A錯誤;傾斜同步軌道衛(wèi)星的周期是24小時,可以在每天的同一時刻經(jīng)過北京上空,但不能定點(diǎn)在北京上空,故B錯誤;依據(jù)GMmR2=m13.(2024·嘉興模擬)2018年12月12日,“嫦娥四號”勝利實(shí)施了近月制動,順當(dāng)完成“太空剎車”,被月球捕獲,進(jìn)入了環(huán)月軌道。最終軟著陸至月球背面南極—艾特肯盆地,完成人類探測器首次月球背面軟著陸的壯舉,則“嫦娥四號”(C)A.在環(huán)月軌道運(yùn)行時,處于平衡狀態(tài)B.在地球的放射速度可以小于7.9km/sC.在環(huán)月軌道到登陸月球背面過程須要減速D.被月球捕獲后就不受地球引力了解析:在環(huán)月軌道上,“嫦娥四號”受到萬有引力而做圓周運(yùn)動,不處于平衡狀態(tài),選項(xiàng)A錯誤;在地球放射衛(wèi)星的最小速度為7.9km/s,選項(xiàng)B錯誤;登陸月球背面時,速度確定要減小,須要減速,選項(xiàng)C正確;被月球捕獲之后,依舊受到地球的萬有引力,選項(xiàng)D錯誤。14.通過視察冥王星的衛(wèi)星,可以推算出冥王星的質(zhì)量。假設(shè)衛(wèi)星繞冥王星做勻速圓周運(yùn)動,除了引力常量外,至少還須要兩個物理量才能計算出冥王星的質(zhì)量。這兩個物理量可以是(D)A.衛(wèi)星的質(zhì)量和速度B.衛(wèi)星的質(zhì)量和軌道半徑C.衛(wèi)星的質(zhì)量和角速度D.衛(wèi)星的運(yùn)行周期和軌道半徑解析:依據(jù)萬有引力供應(yīng)向心力,則GMmr2=mv2r=mω2r,由于衛(wèi)星的質(zhì)量m約掉,故與衛(wèi)星的質(zhì)量無關(guān),故A,B,C錯誤;若知道衛(wèi)星的周期和半徑,則GMmr2=m(15.如圖所示,天文學(xué)家觀測到某行星和地球在同一軌道平面內(nèi)繞太陽做同向勻速圓周運(yùn)動,且行星的軌道半徑比地球的軌道半徑小,已知地球的運(yùn)轉(zhuǎn)周期為T。地球和太陽中心的連線與地球和行星的連線所夾的角叫做地球?qū)υ撔行堑囊暡煲暯?簡稱視角)。已知該行星的最大視角為θ,當(dāng)行星處于最大視角處時,是地球上的天文愛好者視察該行星的最佳時期。則行星繞太陽轉(zhuǎn)動的角速度ω行與地球繞太陽轉(zhuǎn)動的角速度ω地的比值ω行∶ω地為(C)A.tan3θ B.cos解析:當(dāng)行星處于最大視角處時,地球和行星的連線與行星和太陽的連線垂直,三星球的連線構(gòu)成直角三角形,有sinθ=r行r地,據(jù)GMmr2=mω2r,得ω16.某衛(wèi)星運(yùn)行在高度約500km的圓形軌道上,下列說法正確的是(C)A.該衛(wèi)星的軌道平面確定在赤道平面上B.該衛(wèi)星運(yùn)行的周期比同步衛(wèi)星的運(yùn)行周期大C.該衛(wèi)星的運(yùn)行速度比同步衛(wèi)星的運(yùn)行速度大D.該衛(wèi)星運(yùn)行的向心力比同步衛(wèi)星運(yùn)行的向心力大解析:衛(wèi)星的轉(zhuǎn)動圓心為地心即可,軌道平面不確定在赤道平面,A錯誤;地球同步衛(wèi)星的軌道半徑約為36000km,依據(jù)GMmr2=m4π2T2r,得T=4π2r17.世界上沒有永不謝幕的傳奇,NASA的“卡西尼”號探測器進(jìn)入土星探測任務(wù)的最終篇章。據(jù)NASA報道,“卡西尼”4月26日首次到達(dá)土星和土星內(nèi)環(huán)(碎冰塊、巖石塊、塵埃等組成)之間,并在近圓軌道做圓周運(yùn)動。在極其淡薄的大氣作用下,開啟土星探測之旅的最終階段——“大結(jié)局”階段。這一階段將持續(xù)到九月中旬,直至墜向土星的懷抱。若“卡西尼”只受土星引力和淡薄氣體阻力的作用,則(C)A.4月26日,“卡西尼”在近圓軌道上繞土星的角速度小于內(nèi)環(huán)的角速度B.4月28日,“卡西尼”在近圓軌道上繞土星的速率小于內(nèi)環(huán)的速率C.5月到6月間,“卡西尼”的動能越來越大D.6月到8月間,“卡西尼”的動能以及它與土星的引力勢能之和保持不變解析:依據(jù)萬有引力供應(yīng)向心力GMmr2=mω2r,ω=GMr3,“卡西尼”在近圓軌道上繞土星的角速度大于內(nèi)環(huán)的角速度,A錯誤;依據(jù)萬有引力供應(yīng)向心力GMmr2=mv2r,v=GMr,“卡西尼”在近圓軌道上繞土星的速率大于內(nèi)環(huán)的速率,B錯誤;依據(jù)萬有引力供應(yīng)向心力GMmr2=mv2r18.若“