高考物理一轮专题复习练习卷：宇宙航行

1、6/6宇宙航行题型1 人造卫星1关于人造地球卫星 ,以下说法正确的选项是(地球半径为6 400 km)()A运行的轨道半径越大 ,线速度也越大B运行的速率可能等于8.3 km/sC运行的轨道半径越大 ,周期也越大D运行的周期可能等于80 min【答案】C 2如下图 ,a、b、c、d是在地球大气层外的圆形轨道上运行的四颗人造卫星其中a、c的轨道相交于P ,b、d在同一个圆轨道上某时刻b卫星恰好处于c卫星的正上方 ,以下说法中正确的选项是() Aa、c的线速度大小相等 ,且小于d的线速度Bb、c的角速度大小相等 ,且小于a的角速度Ca、c的加速度大小相等 ,且大于b的加速度Db、c的周期相等【答案

2、】C 3关于人造地球卫星 ,以下说法正确的选项是(地球半径为6 400 km)()A运行的轨道半径越大 ,线速度也越大B运行的速率可能等于8.3 km/sC运行的轨道半径越大 ,周期也越大D运行的周期可能等于80 min【答案】C 4由于通讯和播送等方面的需要 ,许多国家发射了地球同步轨道卫星 ,这些卫星的()A质量可以不同 B轨道半径可以不同C轨道平面可以不同 D速率可以不同【答案】A 5研究说明 ,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

3、大 D角速度变大【答案】A题型2 三种宇宙速度1关于人造地球卫星的运行速度和发射速度 ,以下说法中正确的选项是()A低轨道卫星的运行速度大 ,发射速度也大B低轨道卫星的运行速度大 ,但发射速度小C高轨道卫星的运行速度小 ,发射速度也小D高轨道卫星的运行速度小 ,但发射速度大【答案】BD 2星球上的物体脱离星球引力所需要的最小速度称为第二宇宙速度。星球的第二宇宙速度v2与第一宇宙速度v1的关系是v2eq r(2)v1。某星球的半径为r ,它外表的重力加速度为地球外表重力加速度g的1/6。不计其他星球的影响。那么该星球的第二宇宙速度为()Aeq r(f(gr,3) Beq r(f(gr,6) Ce

4、q f(gr,3) Deq r(gr)【答案】A 3甲、乙为两颗地球卫星 ,其中甲为地球同步卫星 ,乙的运行高度低于甲的运行高度 ,两卫星轨道均可视为圆轨道。以下判断正确的选项是()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甲在运行时能经过北极的正上方【答案】AC4假设取地球的第一宇宙速度为8 km/s ,某行星的质量是地球的6倍 ,半径是地球的1.5倍 ,该行星的第一宇宙速度约为()A16 km/sB32 km/sC4 km/s D2 km/s题型3 解决多个天体绕同一中心天体做匀速圆周运动的方法1如下图 ,在同一轨道平面上的三个人造地球卫星A、B、C在某一

5、时刻恰好在同一直线上 ,以下说法正确的有()A根据veq r(gr) ,可知vAvBFBFCC向心加速度aAaBaCD运动一周后 ,C先回到原地点【答案】C2为了对火星及其周围的空间环境进行探测 ,我国于2019年10月发射第一颗火星探测器“萤火一号。假设探测器在离火星外表高度分别为h1和h2的圆轨道上运动时 ,周期分别为T1和T2。火星可视为质量分布均匀的球体 ,且忽略火星的自转影响 ,万有引力常量为G。仅利用以上数据 ,可以计算出()A火星的密度和火星外表的重力加速度B火星的质量和火星对“萤火一号的引力C火星的半径和“萤火一号的质量D火星外表的重力加速度和火星对“萤火一号的引力【答案】A

6、3通常我们把太阳系中行星自转一周的时间称为“1天 ,绕太阳公转一周的时间称为“1年与地球相比拟 ,金星“1天的时间约是地球“1天时间的243倍由此可知()A金星的半径约是地球半径的243倍B金星的质量约是地球质量的243倍C地球的自转角速度约是金星自转角速度的243倍D地球外表的重力加速度约是金星外表重力加速度的243倍【答案】C 4假设有一颗“宜居行星 ,其质量为地球的p倍 ,半径为地球的q倍 ,那么该行星卫星的环绕速度是地球卫星环绕速度的()Aeq r(pq)倍 Beq r(f(q,p)倍 Ceq r(f(p,q)倍 Deq r(pq3)倍【答案】C5如下图 ,飞行器P绕某星球做匀速圆周运

7、动 ,星球相对飞行器的张角为 ,以下说法正确的选项是()A轨道半径越大 ,周期越长B轨道半径越大 ,速度越大C假设测得周期和张角 ,可得到星球的平均密度D假设测得周期和轨道半径 ,可得到星球的平均密度【答案】AC5. 如下图 ,假设两颗人造卫星a和b均绕地球做匀速圆周运动 ,a、b到地心O的距离分别为r1、r2 ,线速度大小分别为v1、v2 ,那么()A.eq f(v1,v2) eq r(f(r2,r1) B.eq f(v1,v2) eq r(f(r1,r2)C.eq f(v1,v2)eq blc(rc)(avs4alco1(f(r2,r1)2 D.eq f(v1,v2)eq blc(rc)(

8、avs4alco1(f(r1,r2)2【答案】A6a、b、c、d是在地球大气层外的圆形轨道上运行的四颗人造卫星其中a、c的轨道相交于P ,b、d在同一个圆轨道上 ,b、c的轨道在同一平面上某时刻四颗卫星的运行方向及位置如下图以下说法中正确的选项是()Aa、c的加速度大小相等 ,且大于b的加速度来源:Bb、c的角速度大小相等 ,且小于a的角速度Ca、c的线速度大小相等 ,且小于d的线速度Da、c存在在P点相撞的危险【答案】A题型4 解决不同天体绕各自中心天体做匀速圆周运动的方法1有一星球的密度跟地球密度相同 ,但它外表处的重力加速度是地面上重力加速度的4倍 ,那么该星球质量是地球质量的()A4倍

9、 B8倍C16倍 D64倍【答案】D 2甲、乙两星球的平均密度相等 ,半径之比是R甲R乙41 ,那么同一物体在这两个星球外表受到的重力之比是()A1:1 B4:1C1:16 D1:64【答案】B3如下图 ,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。以下说法正确的选项是(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【答案】A 4火星探测工程是我国继神舟载人航天工程、嫦娥探月工程之后又一个重大太空探索工程。假设火星探测器在火星外表附近圆形轨道运行的周期为T1 ,神舟飞船在地球外表附近的圆形轨道运行周期为T2 ,火星质量与地球质

10、量之比为p ,火星半径与地球半径之比为q ,那么T1与T2之比为()A. eq r(pq3) B. eq r(f(1,pq3) C. eq r(f(p,q3) D. eq r(f(q3,p)【答案】D 5“探路者号宇宙飞船在宇宙深处飞行的过程中 ,发现A、B两颗均匀球形天体 ,两天体各有一颗靠近其外表飞行的卫星 ,测得两颗卫星的周期相等 ,以下判断正确的选项是()A两颗卫星的线速度一定相等 B天体A、B的质量一定不相等C天体A、B的密度一定相等 D天体A、B外表的重力加速度一定不相等【答案】C 题型5 在天体上搞“运动1同重力场作用下的物体具有重力势能一样 ,万有引力场作用下的物体同样具有引力

11、势能。假设取无穷远处引力势能为零 ,物体距星球球心距离为r时的引力势能为EpGeq f(m0m,r)(G为万有引力常量) ,设宇宙中有一个半径为R的星球 ,宇航员在该星球上以初速度v0竖直向上抛出一个质量为m的物体 ,不计空气阻力 ,经t秒后物体落回手中 ,那么()A在该星球外表上以 eq r(f(2v0R,t)的初速度水平抛出一个物体 ,物体将不再落回星球外表B在该星球外表上以2 eq r(f(v0R,t)的初速度水平抛出一个物体 ,物体将不再落回星球外表C在该星球外表上以 eq r(f(2v0R,t)的初速度竖直抛出一个物体 ,物体将不再落回星球外表D在该星球外表上以2 eq r(f(v0

12、R,t)的初速度竖直抛出一个物体 ,物体将不再落回星球外表【答案】ABD2一物体从一行星外表某高度处自由下落(不计阻力)。自开始下落计时 ,得到物体离行星外表高度h随时间t变化的图象如下图 ,那么根据题设条件可以计算出()A行星外表重力加速度的大小B行星的质量C物体落到行星外表时速度的大小D物体受到行星引力的大小【答案】AC3模拟我国志愿者王跃曾与俄罗斯志愿者一起进行“火星500的实验活动假设王跃登陆火星后 ,测得火星的半径是地球半径的eq f(1,2) ,质量是地球质量的eq f(1,9)。地球外表的重力加速度是g ,地球的半径为R ,王跃在地面上能向上竖直跳起的最大高度是h ,忽略自转的影

13、响 ,以下说法正确的选项是()A火星的密度为eq f(2g,3GR) B火星外表的重力加速度是eq f(2g,9)C火星的第一宇宙速度与地球的第一宇宙速度之比为eq f(2,3)D王跃以与在地球上相同的初速度在火星上起跳后 ,能到达的最大高度是eq f(9h,2)【答案】A4我国自主研制的“嫦娥三号携带“玉兔月球车于2019年12月2日1时30分在西昌卫星发射中心发射升空 ,落月点有一个富有诗意的名字“广寒宫假设月球的质量为m月 ,半径为R ,引力常量为G ,那么以下说法正确的选项是()A假设在月球上发射一颗绕月球做圆周运动的卫星 ,那么最大运行速度为eq r(f(R,Gm月)B假设在月球上发

14、射一颗绕月球做圆周运动的卫星 ,那么最小周期为2eq r(f(R,Gm月)C假设在月球上以较小的初速度v0竖直上抛一个物体 ,那么物体上升的最大高度为eq f(R2veq oal(2,0),2Gm月)D假设在月球上以较小的初速度v0竖直上抛一个物体 ,那么物体从抛出到落回抛出点所用的时间为eq f(R2v0,Gm月)【答案】C题型6 卫星变轨问题的分析方法1我国未来将建立月球基地 ,并在绕月轨道上建造空间站如下图 ,关闭动力的航天飞机在月球引力作用下向月球靠近 ,并将与空间站在B处对接 ,空间站绕月轨道半径为r ,周期为T ,万有引力常量为G ,以下说法中不正确的选项是()A图中航天飞机正加速

15、飞向B处B航天飞机在B处由椭圆轨道进入空间站轨道必须点火减速C根据题中条件可以算出月球质量D根据题中条件可以算出空间站受到月球引力的大小【答案】D 2. 如下图 ,1、3轨道均是卫星绕地球做圆周运动的轨道示意图 ,1轨道的半径为R ,2轨道是一颗卫星绕地球做椭圆运动的轨道示意图 ,3轨道与2轨道相切于B点 ,O点为地球球心 ,AB为椭圆的长轴 ,三轨道和地心都在同一平面内在1、2两轨道上运动的卫星的周期相等 ,引力常量为G ,地球质量为M ,三颗卫星的质量相等 ,那么以下说法正确的选项是()A卫星在3轨道上的机械能小于在2轨道上的机械能B假设卫星在1轨道上的速率为v1 ,卫星在2轨道A点的速率

16、为vA ,那么v1vAC假设卫星在1、3轨道上的加速度大小分别为a1、a3 ,卫星在2轨道A点的加速度大小为aA ,那么aAa1a3D假设OA0.4R ,那么卫星在2轨道B点的速率vB eq r(f(5GM,8R)【答案】B3如下图 ,发射同步卫星的一般程序是：先让卫星进入一个近地的圆轨道 ,然后在P点变轨 ,进入椭圆形转移轨道(该椭圆轨道的近地点为近地圆轨道上的P ,远地点为同步圆轨道上的Q) ,到达远地点Q时再次变轨 ,进入同步轨道。设卫星在近地圆轨道上运行的速率为v1 ,在椭圆形转移轨道的近地点P点的速率为v2 ,沿转移轨道刚到达远地点Q时的速率为v3 ,在同步轨道上的速率为v4 ,三个

17、轨道上运动的周期分别为T1、T2、T3 ,那么以下说法正确的选项是()A在P点变轨时需要加速 ,Q点变轨时要减速B在P点变轨时需要减速 ,Q点变轨时要加速CT1T2v1v4v3【答案】CD 4如练图所示 ,A为静止于地球赤道上的物体 ,B为绕地球沿椭圆轨道运行的卫星 ,C为绕地球做圆周运动的卫星 ,P为B、C两卫星轨道的交点A、B、C绕地心运动的周期相同 ,相对于地心 ,以下说法中正确的选项是()A物体A和卫星C具有相同大小的线速度B物体A和卫星C具有相同大小的加速度C卫星B在P点的加速度与卫星C在该点的加速度一定相同D卫星B在P点的线速度与卫星C在该点的线速度一定相同【答案】C 5为了探测

18、X 星球 ,载着登陆舱的探测飞船在以该星球中心为圆心 ,半径为 r1的圆轨道上运动 ,周期为 T1 ,总质量为 m1。随后登陆舱脱离飞船 ,变轨到离星球更近的半径为 r2的圆轨道上运动 ,此时登陆舱的质量为 m2 ,那么()AX星球的质量为 M eq f(42roal( 3,1),GToal( 2,1)BX星球外表的重力加速度为 gX eq f(42r1,Toal( 2,1)C登陆舱在r1与r2轨道上运动时的速度大小之比为eq f(v1,v2) eq r(f(m1r2,m2r1)D登陆舱在半径为r2轨道上做圆周运动的周期为T2 T1 eq r(f(roal( 3,2),roal( 3,1)【答案】AD6. 我国即将发射“天宫二号空间实验室 ,之后发射“神舟十一号飞船与“天宫二号对接假设“天宫二号与“神舟十一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 ,以下措施可行的是()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