浙江省2024-2025学年高中物理第五章课时训练2宇宙航行含解析

PAGE6-课时训练2宇宙航行基础巩固1.经典力学不能适用于下列哪种运动(D)A.火箭的放射B.宇宙飞船绕地球的运动C.“志气号”宇宙探测器D.微观粒子的波动性2.如图所示为1687年出版的《自然哲学的数学原理》一书中牛顿所画草图。他设想在高山上水平抛出物体,若速度一次比一次大,落点就一次比一次远。当速度足够大时,物体就不会落回地面,成为人造地球卫星。若不计空气阻力,这个速度至少为(A)A.7.9km/s B.C.11.2km/s D.16.7km/s3.下列说法正确的是(C)A.周期T=24h的卫星都是同步卫星B.同步卫星相对地面静止,它的速度等于赤道上物体的速度C.近地卫星的速度、加速度都大于同步卫星的速度、加速度D.全部极地卫星的周期都相同4.作为一名在轨道上运行的太空飞船里的宇航员,若你面对地球无初速度“释放”一个物体,则该物体(D)A.做自由落体运动并落向地球B.由于惯性,沿轨道切线做直线运动C.做平抛运动并落向地球D.和飞船一起绕地球在同一轨道上运动5.火星探测器在地球上放射后向火星运动,最终绕火星做匀速圆周运动,则其放射速度满意(D)A.等于或小于11.2km/sB.确定大于16.7km/sC.介于11.2m/s～16.7m/sD.介于11.2km/s～16.7km/s6.天宫二号空间试验室与神舟十一号载人飞船在距地面393千米的轨道交会对接胜利。下列说法正确的是(C)A.神舟十一号载人飞船中宇航员没有受到力的作用B.神舟十一号载人飞船的周期为24小时C.神舟十一号载人飞船的周期小于同步卫星的周期D.神舟十一号载人飞船中天平可以正常运用解析:飞船绕地球做匀速圆周运动,宇航员仍旧受到万有引力,万有引力供应圆周运动的向心力,故A错误;神舟十一号的轨道半径小于同步卫星的轨道半径,则由T=4π7.假如一做圆周运动的人造地球卫星的轨道半径增大到原来的2倍,仍做圆周运动,则(C)A.依据公式v=ωr可知,卫星运动的线速度将增大到原来的2倍B.依据公式F=mv2rC.依据公式F=GMmr2D.依据B和C中给出的两个公式可知,卫星运动的线速度将变为原来的2倍8.(2024·浙江11月学考)如图所示是小明同学画的人造地球卫星轨道的示意图,则卫星(D)A.在a轨道运行的周期为24hB.在b轨道运行的速度始终不变C.在c轨道运行的速度大小始终不变D.在c轨道运行时受到的地球引力大小是改变的解析:同步卫星必需在赤道正上空,所以a轨道不行能是同步卫星的轨道,选项A错误;b轨道上的卫星的速度方向不断改变,选项B错误;地球在c轨道的其中一个焦点上,卫星在近地点时的速度大,在远地点时的速度小,选项C错误;在c轨道上,卫星与地球的距离改变,依据F=GMmr9.2016年10月19日,“神舟十一号”飞船与“天宫二号”空间试验室对接胜利。已知“天宫二号”飞船绕地球运行的周期约为1.5h,则宇航员随“天宫二号”绕地球运行过程中(B)A.宇航员不受地球引力作用B.宇航员处于完全失重状态C.“天宫二号”离地高度比地球同步卫星大D.“天宫二号”绕地球飞行的速度确定大于7.9km/s解析:万有引力定律指出任何两个存在质量的物体之间均存在万有引力,故A错误;宇航员随飞船一起绕地球运动时,万有引力全部用来供应向心力,宇航员处于完全失重状态,故B正确;依据GMmr2=m(2πT)2r可知,周期越大,则轨道半径越大,由于同步卫星的周期为24h,大于“天宫二号”的周期,所以“天宫二号”离地高度比地球同步卫星小,故C错误;卫星的最大环绕速度为7.9km/s,所以“天宫二号10.高分专项也被称为“天眼工程”,2018年6月2日,我国胜利将“高分六号”卫星放射升空,至此共有六颗高分系列卫星为国家供应高时空辨别率的遥感数据。高分系列卫星中,只有“高分四号”是地球同步轨道卫星,其余卫星都在太阳同步轨道运行(太阳同步轨道,轨道平面和赤道平面的夹角超过了80度,卫星一次回访会途经地球两极点,属于极地轨道)。表中给出了“高分二号”和“高分四号”的部分数据,依据信息可知(B)“高分二号”卫星参数参数指标轨道类型太阳同步轨道轨道高度631km(标称值)倾角97.9080°“高分四号”卫星参数参数指标轨道类型地球同步轨道轨道高度36000km定点位置105.6°EA.“高分二号”绕地球运行的线速度较小B.“高分二号”绕地球运行的角速度较大C.“高分四号”的放射速度较小D.“高分四号”也可以途经地球两极点解析:依据万有引力定律有GMmr2=mv2r=mω2r,实力提高11.2024年4月,我国胜利放射的天舟一号货运飞船与天宫二号空间试验室完成了首次交会对接,对接形成的组合体仍沿天宫二号原来的轨道(可视为圆轨道)运行。与天宫二号单独运行时相比,组合体运行的(C)A.周期变大 B.速率变大C.动能变大 D.向心加速度变大解析:设地球质量为M,对天宫二号,由万有引力供应向心力可得T=2πr3GM,v=GMr,a=GMr2,而对接后组合体轨道半径r不变,则T,v,a均不变,但质量变大,由Ek=112.北斗卫星导航系统是中国自行研制的全球卫星定位与通信系统,它由空间段、地面段和用户段三部分组成。第三代北斗导航卫星安排由35颗卫星组成,如图所示。其中有5颗地球静止轨道卫星(运行在地球同步轨道,离地高度约3.6×104km)、27颗中地球轨道卫星(运行在3个互成120°的轨道面上,离地高度约2.15×A.中地球轨道卫星的线速度最小B.倾斜同步轨道卫星能定点在北京上空C.中地球轨道卫星的运行周期小于地球同步卫星的运行周期D.倾斜同步轨道卫星的轨道半径大于地球静止轨道卫星的轨道半径解析:在全部北斗卫星中,中地球轨道卫星的轨道半径最小,依据GMmR2=mv2R,得v=GMR,故中地球轨道卫星线速度最大,故A错误;倾斜同步轨道卫星的周期是24小时,可以在每天的同一时刻经过北京上空,但不能定点在北京上空,故B错误;依据GMmR2=m13.(2024·嘉兴模拟)2018年12月12日,“嫦娥四号”胜利实施了近月制动,顺当完成“太空刹车”,被月球捕获,进入了环月轨道。最终软着陆至月球背面南极—艾特肯盆地,完成人类探测器首次月球背面软着陆的壮举,则“嫦娥四号”(C)A.在环月轨道运行时,处于平衡状态B.在地球的放射速度可以小于7.9km/sC.在环月轨道到登陆月球背面过程须要减速D.被月球捕获后就不受地球引力了解析:在环月轨道上,“嫦娥四号”受到万有引力而做圆周运动,不处于平衡状态,选项A错误;在地球放射卫星的最小速度为7.9km/s,选项B错误;登陆月球背面时,速度确定要减小,须要减速,选项C正确;被月球捕获之后,依旧受到地球的万有引力,选项D错误。14.通过视察冥王星的卫星,可以推算出冥王星的质量。假设卫星绕冥王星做匀速圆周运动,除了引力常量外,至少还须要两个物理量才能计算出冥王星的质量。这两个物理量可以是(D)A.卫星的质量和速度B.卫星的质量和轨道半径C.卫星的质量和角速度D.卫星的运行周期和轨道半径解析:依据万有引力供应向心力,则GMmr2=mv2r=mω2r,由于卫星的质量m约掉,故与卫星的质量无关,故A,B,C错误;若知道卫星的周期和半径,则GMmr2=m(15.如图所示,天文学家观测到某行星和地球在同一轨道平面内绕太阳做同向匀速圆周运动,且行星的轨道半径比地球的轨道半径小,已知地球的运转周期为T。地球和太阳中心的连线与地球和行星的连线所夹的角叫做地球对该行星的视察视角(简称视角)。已知该行星的最大视角为θ,当行星处于最大视角处时,是地球上的天文爱好者视察该行星的最佳时期。则行星绕太阳转动的角速度ω行与地球绕太阳转动的角速度ω地的比值ω行∶ω地为(C)A.tan3θ B.cos解析:当行星处于最大视角处时,地球和行星的连线与行星和太阳的连线垂直,三星球的连线构成直角三角形,有sinθ=r行r地,据GMmr2=mω2r,得ω16.某卫星运行在高度约500km的圆形轨道上,下列说法正确的是(C)A.该卫星的轨道平面确定在赤道平面上B.该卫星运行的周期比同步卫星的运行周期大C.该卫星的运行速度比同步卫星的运行速度大D.该卫星运行的向心力比同步卫星运行的向心力大解析:卫星的转动圆心为地心即可,轨道平面不确定在赤道平面,A错误;地球同步卫星的轨道半径约为36000km,依据GMmr2=m4π2T2r,得T=4π2r17.世界上没有永不谢幕的传奇,NASA的“卡西尼”号探测器进入土星探测任务的最终篇章。据NASA报道,“卡西尼”4月26日首次到达土星和土星内环(碎冰块、岩石块、尘埃等组成)之间,并在近圆轨道做圆周运动。在极其淡薄的大气作用下,开启土星探测之旅的最终阶段——“大结局”阶段。这一阶段将持续到九月中旬,直至坠向土星的怀抱。若“卡西尼”只受土星引力和淡薄气体阻力的作用,则(C)A.4月26日,“卡西尼”在近圆轨道上绕土星的角速度小于内环的角速度B.4月28日,“卡西尼”在近圆轨道上绕土星的速率小于内环的速率C.5月到6月间,“卡西尼”的动能越来越大D.6月到8月间,“卡西尼”的动能以及它与土星的引力势能之和保持不变解析:依据万有引力供应向心力GMmr2=mω2r,ω=GMr3,“卡西尼”在近圆轨道上绕土星的角速度大于内环的角速度,A错误;依据万有引力供应向心力GMmr2=mv2r,v=GMr,“卡西尼”在近圆轨道上绕土星的速率大于内环的速率,B错误;依据万有引力供应向心力GMmr2=mv2r18.若“