2021-2022学年教科版2019必修第二册-3.4人造卫星-宇宙-课时检测解析版

2021-2022学年教科版〔2021〕必修第二册课时检测〔解析版〕1．从申请参加国际空间站被拒，到成为全球第三个独立自主拥有全套载人航天技术的国家，中国航天人克难攻坚，成果斐然。2021年4月29日，长征运载火箭在海南文昌成功将空间站“天和〞核心舱送入高度约400km的预定轨道，中国空间站在轨组装建造全面展开。今年还将发射“问天〞和“梦天〞两个实验舱，完成与核心舱对接，并再发射“天舟〞货运飞船、“神舟〞载人飞船各两艘，为空间站送去乘组和物资，最终完成中国第一座空间站“天宫〞的建造。以下说法正确的选项是〔〕A．卫星发射选在文昌会比在西昌更省燃料B．空间站绕地飞行周期大于24小时C．空间站绕地飞行速度大于第一宇宙速度D．要实现实验舱与核心舱的对接，需要把实验舱送入核心舱轨道后再加速追上核心舱2．当人造卫星进入轨道做匀速圆周运动后，以下表达中不正确的选项是〔〕A．地球球心都在卫星的轨道平面内B．卫星运动速度不超过C．卫星内的物体仍受重力作用，并可用弹簧秤直接测出所受重力的大小D．卫星运行时的向心加速度等于卫星轨道所在处的重力加速度3．如下图，一颗人造卫星原来在椭圆轨道1上绕地球E运行，在A点变轨后进入轨道2做匀速圆周运动，以下说法正确的选项是〔〕A．在轨道1上，卫星在A点的速度等于在B点的速度B．卫星在轨道2上的周期大于在轨道1上的周期C．在轨道1和轨道2上，卫星在A点的速度大小相同D．在轨道1和轨道2上，卫星在A点的加速度大小不同4．我国航天员翟志刚翻开神舟七号载人飞船轨道舱舱门，首度实施空间出舱活动，茫茫太空第一次留下中国人的足迹，如果轨道舱在半径为的圆形轨道运行，万有引力常量为，地球质量为，那么运行速度为〔〕A． B． C． D．5．?武汉晨报?2013年4月12日报道，美国近日发射了一架名为X—37B的航天飞机，被指正在跟踪中国的“天宫一号〞，因为X—37B的运行轨道和轨道倾角与“天宫一号〞非常接近，绕地运行轨道距地面约340~400km。如下图，某一时刻“天宫一号〞和X—37B分别在同一轨道上的A点和B点绕地球做逆时针匀速圆周运动，那么〔〕A．两个飞行器的线速度的大小和角速度的大小都相等B．两个飞行器所受到的万有引力大小相等C．X—37B启动发动机加速运动就能追上“天宫一号〞D．“天宫一号〞的运行周期比同步卫星的运行周期大6．2020年12月1日，嫦娥五号成功着陆月球，12月3日，嫦娥五号携带月壤从月面起飞进入预定的环月轨道，并于12月17日返回地球，这是我国首个实施无人月面取样返回的月球探测器。下面有关探月卫星的说法正确的选项是〔〕A．估测嫦娥五号进入环月轨道距月球的距离时不能将其看成质点B．嫦娥五号在围绕月球转动时不会坠落地面，是因为嫦娥五号受到平衡力的作用C．嫦娥五号在预定的环月轨道围绕月球做匀速圆周运动时的线速度一定小于D．取回的月壤在地球外表受到的重力和在月球外表受到月球的引力一样大7．火星的质量和半径分别约为地球的和，地球的第一宇宙速度为v，那么火星的第一宇宙速度约为〔〕A． B． C． D．8．2020年11月24日，长征五号运载火箭搭载嫦娥五号探测器成功发射升空并将其送入预定轨道，11月28日，嫦娥五号进入环月轨道飞行，12月17日凌晨，嫦娥五号返回器携带月壤着陆地球。假设嫦娥五号环绕月球飞行时，在距月球外表高度为h处，绕月球做匀速圆周运动〔不计周围其他天体的影响〕，测出飞行周期T，万有引力常量G和月球半径R。那么〔〕A．嫦娥五号绕月球飞行的线速度为B．月球外表的重力加速度C．月球的质量为D．月球的第一宇宙速度9．2020年7月31日，北斗三号全球卫星导航系统正式建成开通。如图是北斗卫星导航系统中三个卫星的圆轨道示意图，其中A为地球赤道同步轨道；轨道B为倾斜同步轨道，轨道半径与地球赤道同步轨道半径相同；轨道C为一颗中地球轨道。那么以下说法中正确的选项是〔〕A．在轨道A、B、C上运动的卫星的线速度大小关系为vA=vB<vCB．在轨道A、B上运动的卫星需要的向心力大小一定相等C．在轨道A、C上运动的卫星周期关系为TA<TCD．在轨道A、B、C上运动的卫星周期的平方和轨道半径三次方的比值相等10．嫦娥探月工程发射的嫦娥四号探测器，首次实现月球反面软着陆。引力常量为G，月球半径为R，月球外表的重力加速度大小为g，嫦娥四号将在离月球中心距离为r的轨道上运行，其绕月周期为T。根据以上信息判断以下说法正确的选项是〔〕A．月球的第一宇宙速度为 B．嫦娥四号绕月运行的速度为C．月球的平均密度为 D．月球的质量为11．2020年11月28日20时58分，“嫦娥五号〞探测器经过约112小时奔月飞行，在距月面约400公里处成功实施发动机点火，由M点顺利进入环月椭圆轨道Ⅱ，绕月三圈后进行第二次近月变轨，进入环月圆轨道Ⅰ、关于“嫦娥五号〞在各个轨道上运行时，以下说法中正确的选项是〔〕A．在轨道Ⅱ上M点的加速度大小大于轨道Ⅰ上F点的加速度大小B．卫星在轨道Ⅱ上由M向N运动的过程中速率越来越小C．卫星在轨道Ⅰ上经过M点时速率小于在轨道Ⅱ上经过M点时速率D．在轨道Ⅱ上的运行周期小于在轨道Ⅰ的运行周期12．如下图，A是静止在赤道上的物体，B、C是同一平面内两颗人造卫星。B位于离地高度等于地球半径的圆形轨道上，C是地球同步卫星。那么以下判断正确的选项是〔〕A．卫星B的速度大小等于地球的第一宇宙速度B．A、B的线速度大小关系为vA<vBC．周期大小关系为TA=TC<TBD．假设卫星B要靠近C所在轨道，需要先加速13．2020年7月31日，随着北斗三号全球卫星导航系统建成开通，“太空丝绸之路〞走上效劳全球造福人类的时代新舞台！北斗系统的空间段主要由地球同步轨道(GEO)卫星和中轨道(MEO)卫星等组成。如图为导航系统中的MEO卫星轨道(低于GEO卫星轨道)示意图，MEO卫星绕地球做匀速圆周运动时对地球的张角为θ，地球半径为R0，地球外表处的重力加速度大小为g，不考虑地球的自转，求：(1)MEO卫星绕地球做匀速圆周运动的周期；(2)设有GEO和MEO两卫星均在赤道平面内运行，其周期分别为T1和T2。假设某时刻两者与地球球心成一直线，求三者再次位于一直线的最短时间间隔。14．我国方案在2021年前后发射一颗返回式月球软着陆器，进行首次月球样品自动取样并平安返回地球，设想着陆器完成了对月球外表的考察任务后，由月球外表回到围绕月球做圆周运动的轨道舱，其过程如下图，设轨道舱的质量为m，月球外表的重力加速度为g，月球的半径为R，轨道舱到月球中心的距离为r，引力常量为G，那么试求：〔1〕月球的质量；〔2〕轨道舱的速度和周期。15．2021年5月15日，天问一号探测器成功着陆火星，实现我国首次地外行星着陆。如下图，质量约为的天问一号在火星外表着陆前的动力减速阶段可看做竖直方向的匀变速直线运动，探测器发动机翻开，经速度由减至。火星半径约为地球半径的二分之一，火星质量约为地球质量的十分之一，地球外表的重力加速度大小。求∶〔计算结果保存两位有效数字〕〔1〕火星外表的重力加速度大小；〔2〕动力减速阶段发动机提供的力的大小。16．科学家于2021年首次直接探测到来自双中子星合并的引力波。将两颗中子星都看作是质量均匀分布的球体，在它们合并前的一段时间内，它们球心之间的距离为L，两中子星在相互引力的作用下，围绕二者连线上的某点O做匀速圆周运动，它们每秒钟绕O点转动n圈，引力常量为G。求：〔1〕两颗中子星做匀速圆周运动的速率之和；〔2〕两颗中子星的质量之和M。参考答案1．A【详解】A．文昌的维度低，离赤道近，发射卫星时尽量利用地球的自转线速度所需的能耗低。故A正确；BC．空间站轨道高度约400km，远小于地球同步卫星的轨道高度，所以其飞行飞行速度小于第一宇宙速度且周期小于24小时。故BC错误；D．对接时，需要减速降轨再加速对接，不能在轨道上直接加速。故D错误。应选A。2．C【详解】A．由于引力作为向心力，故地球球心都在卫星的轨道平面内，A正确，不符合题意；B．为第一宇宙速度，即最大环绕速度，故卫星运动速度不超过，B正确，不符合题意；C．卫星内的物体仍受重力作用，但作为向心力，故不可用弹簧秤直接测出所受重力的大小，C错误，符合题意；D．由可知，卫星运行时的向心加速度等于卫星轨道所在处的重力加速度，D正确，不符合题意。应选C。3．B【详解】在轨道1上，卫星由A点运动到B点，万有引力做正功，动能变大，速度变大，A错误；由开普勒第三定律知卫星在轨道2上的周期较大，B正确；卫星由轨道1变到轨道2，需要在A点加速，即在轨道1和轨道2上，卫星在A点的速度大小不相同，C错误；由G=ma得可知在轨道1和轨道2上，卫星在A点的加速度大小相等，D错误。应选B。4．D【详解】根据万有引力提供向心力得解得故D正确。应选D。5．A【详解】A．根据万有引力提供向心力，有求得轨道半径r相同，所以两个飞行器的线速度的大小和角速度的大小都相等，故A正确；B．由于未知两个飞行器的质量关系，所以所受到的万有引力大小不能确定，故B错误；C．X—37B启动发动机加速运动，将做离心运动到更高的轨道上，所以不能追上同一轨道上的“天宫一号〞，故C错误；D．根据万有引力提供向心力，可得由于同步卫星距地球外表约为，所以“天宫一号〞的运行周期比同步卫星的运行周期小，故D错误。应选A。6．C【详解】A．估测嫦娥五号在环月轨道距月球的距离时，嫦娥五号大小可忽略，故可以将其看成质点，A错误；B．嫦娥五号在围绕月球转动时做的是圆周运动，合力指向圆心，不是处于平衡状态，B错误：C．最大环绕速度等于第一宇宙速度，月球重力加速度与半径都小于地球，故月球的第一宇宙速度比地球的第一宇宙速度要小，C正确；D．月球外表的重力加速度大小约为地球重力加速度的六分之一，故取回的月壤在地球外表受到的重力大约是在月球外表的6倍，D错误。应选C。7．A【详解】由求得第一宇宙速度故所以故A正确，BCD错误。应选A。8．BD【详解】故A错误；M，嫦娥五号的质量为m，那么根据牛顿第二定律可得解得设月球外表的重力加速度为g，月球外表质量为m0的物体所受重力等于万有引力，即解得故B正确，C错误；D.月球的第一宇宙速度是近月卫星的环绕速度，那么有故D正确。应选BD。9．AD【详解】A．在轨道运动的卫星的线速度大小由可得在轨道A、B、C上运动的卫星半径rA=rB>rC，所以有vA=vB<vC，故A正确；B．在轨道A、B上运动的卫星向心加速度a相同，而向心力F=ma由于在轨道A、B上运动的卫星的质量未知，故B错误；C．在轨道运动的卫星周期由得T=2π由于rA>rC，所以在轨道A、C上运动的卫星周期关系为TA>TC，故C错误；D．根据开普勒第三定律可知D正确。应选AD。10．AC【详解】A．根据第一宇宙速度的定义有解得月球的第一宇宙速度A正确；B．嫦娥四号绕月球做匀速圆周运动，根据万有引力提供向心力可以得到嫦娥四号绕月运行的速度为B错误；C．根据万有引力提供向心力公式月球的平均密度C正确；D．根据解得D错误。应选AC。11．BC【详解】A．根据可知，在轨道Ⅱ上M点的加速度大小等于轨道Ⅰ上F点的加速度大小，选项A错误；B．根据开普勒第二定律可知，卫星在轨道Ⅱ上由M向N运动的过程中速率越来越小，选项B正确；C．卫星由轨道Ⅱ到轨道Ⅰ要在M点减速做近心运动，那么在轨道Ⅰ上经过M点时速率小于在轨道Ⅱ上经过M点时速率，选项C正确；D．根据开普勒第三定律可知，在轨道Ⅱ上的运行周期大于在轨道Ⅰ的运行周期，选项D错误。应选BC。12．BD【详解】A．第一宇宙速度为近地卫星的环绕速度，为最大环绕速度，所以B的速度小于第一宇宙速度，故A错误；B．A、C相比拟，角速度相等，由，可知，根据卫星的线速度公式得那么故B正确；C．卫星C为同步地球卫星，所以TA＝TC，再根据得：卫星的周期可知所以故C错误；D．卫星要想从低轨道到达高轨道，需要加速做离心运动，故D正确。应选BD。13．(1)；(2)【详解】(1)在地球外表MEO卫星绕地球做匀速圆周运动，由牛顿第二定律得由几何关系得MEO卫星绕地球做匀速圆周运动的周期(2)设三者在一条直线到再次位于一直线，GEO卫星运动的圆心角为θG，MEO卫星运动的圆心角为θM，假设经历最短的时间间隔为t，那么有θM-θG