65宇宙航行專項練習(xí)含答案

1、1.關(guān)于第一宇宙速度，下列說法中正確的是（）a.它是人造地球衛(wèi)星繞地球飛行的最小速度b.它是人造地球衛(wèi)星在近地圓形軌道上的最大運行速度c.它是能使衛(wèi)星進(jìn)入同步衛(wèi)星軌道所需的發(fā)射速度d.它是地球衛(wèi)星在橢圓軌道上運行時在近地點的速度解析：選b.第一宇宙速度是人造地球衛(wèi)星最小發(fā)射速度，也是人造地球衛(wèi)星最大環(huán)繞速度，其大小等于人造衛(wèi)星靠近地球表面做圓周運動的速度.故選b.2. 2012年6月18日，神舟九號飛船與天宮一號目標(biāo)飛行器在離地面343 km 的近圓形軌道上成功進(jìn)行了我國首次載人空間交會對接.對接軌道所處的空間存在極其稀薄的大氣.下列說法正確的是（）a.為實現(xiàn)對接，兩者運行速度的大小都應(yīng)介于第

2、一宇宙速度和第二宇宙速度之間b.如不加干預(yù)，在運行一段時間后，天宮一號的動能可能會增加c.如不加干預(yù)，天宮一號的軌道高度將緩慢降低d .航天員在天宮一號中處于失重狀態(tài)，說明航天員不受地球引力作用解析：選bc.本題雖為天體運動問題，但題中特別指出存在稀薄大氣，所以應(yīng)從變軌角度入手.第一宇宙速度和第二宇宙速度為發(fā)射速度，天體運動的速度為環(huán)繞速度，均小于第一宇宙速度，選項a錯誤；天體運動過程中由于大氣阻力，速度減小，導(dǎo)致需要的向心力2vm減小，做向心運動，向心運動過程中， 軌道高度降低，且萬有引力做正功，勢=f nr能減小，動能增加，選項b、c正確；航天員在太空中受地球引力，地球引力全部提供航天員做

3、圓周運動的向心力，選項d錯誤.3.我國的第十六顆北斗衛(wèi)星“北斗g6”定點于地球靜止軌道東經(jīng)110.5 .由此，具有完全自主知識產(chǎn)權(quán)的北斗系統(tǒng)首先具備為亞太地區(qū)提供高精度、高可靠定位、導(dǎo)航、授時服務(wù)，并具短報文通信能力.其定位精度優(yōu)于 20 m ,授時精度優(yōu)于100 ns.關(guān)于這顆“北斗g6”衛(wèi)星 以下說法中正確的有（）a.這顆衛(wèi)星軌道平面與東經(jīng)110.5 的經(jīng)線平面重合b.通過地面控制可以將這顆衛(wèi)星定點于杭州正上方c.這顆衛(wèi)星的線速度大小比離地350 km 高的“天宮一號”空間站線速度要大.這顆衛(wèi)星的周期一定等于地球自轉(zhuǎn)周期d.是同步衛(wèi)星，衛(wèi)星 g6”解析：選d.定點于地球靜止軌道的第十六顆北

4、斗衛(wèi)星“北斗-正確；不能錯誤、d軌道平面在赤道平面，衛(wèi)星的周期一定等于地球自轉(zhuǎn)周期，選項 a錯誤；這顆衛(wèi)星的線速度大小比離通過地面控制將這顆衛(wèi)星定點于杭州正上方，選項b錯誤.地350 km高的“天宮一號”空間站線速度要小，選項 c倍，那么從地球發(fā)射人造衛(wèi)星4 .假設(shè)地球的質(zhì)量不變，而地球的半徑增大到原來半徑的2）的第一宇宙速度的大小應(yīng)為原來的（2 b .倍 1/a.2 倍2 倍 d . c . 1/2 倍因第一宇宙速度即為地球的近地衛(wèi)星的線速度，此時衛(wèi)星的軌道半徑近似地選b.解析：vm/認(rèn)為是地球的半徑，且地球?qū)πl(wèi)星的萬有引力充當(dāng)向心力.故有公式gmmfr= 22r/1倍，減小為原來的增加為2

5、r時，vvr=gm/,因此，當(dāng) m不變，r成立.所以解得：2b.即正確的選項為 小時.假設(shè)這種趨勢 3億年前地球自轉(zhuǎn)的周期約為225 .研究表明，地球自轉(zhuǎn)在逐漸變慢，）未來人類發(fā)射的地球同步衛(wèi)星與現(xiàn)在的相比（會持續(xù)下去，地球的其他條件都不變，.向心加速度變大 b a .距地面的高度變大 .角速度變大 dc .線速度變大結(jié)合萬有引力定律和牛本題應(yīng)抓住同步衛(wèi)星與地球自轉(zhuǎn)周期相同這一特征，解析：選a.頓第二定律進(jìn)行求解.24 71gmmm= , ）r +a.地球的自轉(zhuǎn)周期變大，則地球同步衛(wèi)星的公轉(zhuǎn)周期變大.由h（2t2+?i3 2gmt 正確.h 變大，a= r, t 得 h 變大，24 ttgmg

6、mnb 錯誤.r增大，a 減小，=ma,得 a =.由 b 22rr 2vmgmgmrm r 增大，v 減小，v = c 錯誤.，得=.由c, 2rrr2n可知，角速度減小，d錯誤. =.由3 d_ t6 .由于阻力的原因，人造衛(wèi)星繞地球做勻速圓周運動的半徑逐漸減小，則下列說法正確的是（）.運動周期減小 b .運動速度變大 a.,向心加速度減小dc .需要的向心力變大，運行周期、線速度和角，衛(wèi)星質(zhì)量為m,軌道半徑為r設(shè)地球質(zhì)量為 解析：選abc. m 、3.根據(jù)牛頓第二定律得：速度分別為 t、vv 22 4 7tmmmw = m= 2 gr = mr22rtr 234 n rgmgm= =t;

7、 3解得 v； = 3gmrrv 224 71gm向心加速度a = = = w 2r =r22rtrmm 需要的向心力等于萬有引力提供的向心力f=g需 2r根據(jù)軌道半徑r逐漸減小，可以得到 v、3、a、f都是增大的而周期 t是減小的. 需7 m.它與另一顆同質(zhì)量 10 .西昌衛(wèi)星發(fā)射中心發(fā)射的中圓軌道衛(wèi)星，其軌道半徑為 2.8 x77 m）相比（x 10 ）的同步軌道衛(wèi)星（軌道半徑為4.2a .向心力較小8 .動能較大c.發(fā)射速度都是第一宇宙速度d.角速度較小解析：選b.由題知，中圓軌道衛(wèi)星的軌道半徑r小于同步衛(wèi)星軌道半徑r,衛(wèi)星運行時21mm的向心力由萬有引力提供，根據(jù) f=g知，兩衛(wèi)星的向

8、心力ff,選項a錯誤； 212r 2vmmm根據(jù)g= = mw2r,得環(huán)繞速度 vv,角速度3 3,兩衛(wèi)星質(zhì)量相等，則動21122 rr能ee,故選項b正確、選項d錯誤；根據(jù)能量守恒，衛(wèi)星發(fā)射得越高，發(fā)射速度k2k1越大，第一宇宙速度是衛(wèi)星最小的發(fā)射速度，因此兩衛(wèi)星的發(fā)射速度都大于第一宇宙速度，且vv,選項c錯誤.0201 8. 一顆人造衛(wèi)星在離地面高度等于地球半徑的圓形軌道上運行，已知地球的第一宇宙速度2. 9.8 m/s , g =為v7.9 km/s 1(1)這顆衛(wèi)星運行的線速度為多大？(2)繞地球運動的向心加速度為多大？(3)質(zhì)量為1 kg的儀器放在衛(wèi)星內(nèi)的平臺上，儀器的重力為多大？它

9、對平臺的壓力有多大？衛(wèi)星近地運行時，有 (1)解析：v2mmim= g2rr衛(wèi)星離地面的高度為r時，有v2mnr=m g2r2?2rr7.9 x21 = v 由以上兩式得 km/s 弋=5.6 km/s222(2)衛(wèi)星離地面的高度為r時，有mm= ma g2?2r?gmm靠近地面時，有= mg 2r1解得a = 2 = 2.45m/sg4(3) 在衛(wèi)星內(nèi)，儀器的重力等于地球?qū)λ奈?，則g =mg =ma= 1x2.45 n =2.45 n由于衛(wèi)星內(nèi)儀器的重力完全用于提供做圓周運動的向心力，儀器處于完全失重狀態(tài)，所以儀器對平臺的壓力為零.2 (2)2.45 m/s(1)5.6 km/s答案：

10、(3)2.45 n 09.質(zhì)量為m的登月器與航天飛機連接在一起，隨航天飛機繞月球做半徑為i a及七日l3r(r為月球半徑)的圓周運動.當(dāng)它們運動到軌道的a點時，登月器被彈離，航天飛機速度變大，登月器速度變小且仍沿原方向運動，隨后登月器沿橢圓軌道登上月球表面的b點，在月球表面逗留一段時間后，經(jīng)快速啟動仍沿原橢圓軌道回到分離點a與航天飛機實現(xiàn)對接，如圖所示.已知月球表面的重力加速度為g科學(xué)研究表明，天體在橢圓月軌道上運行的周期的平方與軌道半長軸的立方成正比.(1)登月器與航天飛機一起在圓軌道上繞月球運行的周期是多少？(2)若登月器被彈離后，航天飛機的橢圓軌道的長軸為8r,為保證登月器能順利返回a點實現(xiàn)對接，則登月器可以在月球表面逗留的時間是多少？解析：(1)設(shè)登月器和航天飛機在半徑為3r的圓軌道上運行時的周期為t,因其繞月球2 7tmn?做圓周運動，所以滿足g=m23r.同時，月球表面的物體所受重力和引力的關(guān)？2宗3?.mm系滿足g= mg月 2rr36n聯(lián)立以上兩式得 t= g月.(2)設(shè)登月器在小橢圓軌道運行的周期是t,航天飛機在大橢圓軌道運行的周期是t2122 tt62 1t,解得依題意，對登月器有=t1 1933?r2?3r2tt38 2t,解得對航天飛機有二丁一_- 2933