鞏固練習(xí) 宇宙航行提高

1、.【穩(wěn)固練習(xí)】一、選擇題：1以下說法正確的選項是 A行星的運(yùn)動和地球上物體的運(yùn)動遵循不同的規(guī)律B物體在轉(zhuǎn)彎時一定受到力的作用C月球繞地球運(yùn)動時受到地球的引力和向心力的作用D物體沿光滑斜面下滑時受到重力、斜面的支持力和下滑力的作用2根據(jù)觀察，在土星外層有一個環(huán)，為了判斷它是土星的一部分還是小衛(wèi)星群，測出環(huán)中各層的線速度v與該層到土星中心的間隔 R之間的關(guān)系。以下判斷正確的選項是 A假設(shè)，那么該環(huán)是土星的一部分 B假設(shè)，那么該環(huán)是土星的衛(wèi)星群C假設(shè)，那么該環(huán)是土星的一部分 D假設(shè)，那么該環(huán)是土星的衛(wèi)星群3關(guān)于地球同步衛(wèi)星以下說法正確的選項是 A地球同步衛(wèi)星和地球同步，因此同步衛(wèi)星的高度和線速度大小

2、是一定的B地球同步衛(wèi)星的地球的角速度雖被確定，但高度和速度可以選擇，高度增加，速度增大，高度降低，速度減小C. 地球同步衛(wèi)星只能定點在赤道上空，相對地面靜止不動D以上均不正確4我國繞月探測工程的預(yù)先研究和工程施行已獲得重要進(jìn)展。設(shè)地球、月球的質(zhì)量分別為m1、m2，半徑分別為R1、R2，人造地球衛(wèi)星的第一宇宙速度為，對應(yīng)的環(huán)繞周期為，那么環(huán)繞月球外表附近圓軌道飛行的探測器的速度和周期分別為 A， B，C， D ，5土衛(wèi)十和土衛(wèi)十一是土星的兩顆衛(wèi)星，都沿近似為圓周的軌道繞土星運(yùn)動。其參數(shù)如表：衛(wèi)星半徑m衛(wèi)星質(zhì)量kg軌道半徑m土衛(wèi)十8.90×1042.01×10181.51

3、15;108土衛(wèi)十一5.70×1045.60×10171.51×108兩衛(wèi)星相比土衛(wèi)十 A受土星的萬有引力較大B繞土星的圓周運(yùn)動的周期較大C繞土星做圓周運(yùn)動的向心加速度較大D動能較大6天文學(xué)家發(fā)現(xiàn)了某恒星有一顆行星在圓形軌道上繞其運(yùn)動，并測出了行星的軌道半徑和運(yùn)行周期。由此可算出 A行星的質(zhì)量 B行星的半徑C恒星的質(zhì)量 D恒星的半徑7假設(shè)太陽系中天體的密度不變，天體直徑和天體之間間隔 都縮小到原來的一半，地球繞太陽公轉(zhuǎn)近似為勻速圓周運(yùn)動，那么關(guān)于以下物理量的變化正確的選項是 A地球的向心力變?yōu)榭s小前的一半B地球的向心力變?yōu)榭s小前的C地球繞太陽公轉(zhuǎn)周期與縮小前的一樣

4、D地球繞太陽公轉(zhuǎn)周期變?yōu)榭s小前的一半8. 甲、乙為兩顆地球衛(wèi)星，其中甲為地球同步衛(wèi)星，乙的運(yùn)行高度低于甲的運(yùn)行高度，兩衛(wèi)星軌道均可視為圓軌道以下判斷正確的選項是 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甲在運(yùn)行時能經(jīng)過北極的正上方9. “嫦娥二號是我國月球探測第二期工程的先導(dǎo)星假設(shè)測得“嫦娥二號在月球可視為密度均勻的球體外表附近圓形軌道運(yùn)行的周期為T，引力常量為G，半徑為R的球體體積公式，那么可估算月球的 A密度 B質(zhì)量 C半徑 D自轉(zhuǎn)周期10. a是地球赤道上一幢建筑，b是在赤道平面內(nèi)做勻速圓周運(yùn)動、距地面9.6×106 m的衛(wèi)星，c是地球同

5、步衛(wèi)星，某一時刻b、c剛好位于a的正上方如圖甲所示，經(jīng)48h，a、b、c的大致位置是圖乙中的 取地球半徑R6.4×106 m，地球外表重力加速度g10m/s2，11.地球同步衛(wèi)星離地面的高度約為地球半徑的6倍假設(shè)某行星的平均密度為地球平均密度的一半，它的同步衛(wèi)星間隔 外表的高度是其半徑的2.5倍，那么該行星的自轉(zhuǎn)周期約為 A6小時 B12小時 C24小時 D36小時12.如下圖是“嫦娥一號奔月示意圖，衛(wèi)星發(fā)射后通過自帶的小型火箭屢次變軌，進(jìn)入地月轉(zhuǎn)移軌道，最終被月球引力捕獲，成為繞月衛(wèi)星，并開展對月球的探測，以下說法正確的選項是 A發(fā)射“嫦娥一號的速度必須到達(dá)第三宇宙速度 B在繞月圓

6、軌道上，衛(wèi)星周期與衛(wèi)星質(zhì)量有關(guān) C衛(wèi)星受月球的引力與它到月球中心間隔 的平方成反比D在繞月軌道上，衛(wèi)星受地球的引力大于受月球的引力二、解答題：1宇航員在地球外表以一定初速度豎直上拋一小球，經(jīng)過時間t小球落回原處；假設(shè)他在某星球外表以一樣的初速度豎直上拋同一小球，需經(jīng)過時間5t小球落回原處。取地球外表重力加速度g10m/s2，空氣阻力不計1求該星球外表附近的重力加速度；2該星球的半徑與地球半徑之比為R星：R地1：4，求該星球的質(zhì)量與地球質(zhì)量之比M星：M地。2土星周圍有許多大小不等的巖石顆粒，它們繞土星的運(yùn)動可視為圓周運(yùn)動。其中有兩個巖石顆粒A和B與土星中心間隔 分別位=8.0×104k

7、m和=1.2×105km。忽略所有巖石顆粒間的互相作用。結(jié)果可用根式表示1求巖石顆粒A和B的線速度之比；2求巖石顆粒A和B的周期之比；3土星探測器上有一物體，在地球上重為10N，推算出他在距土星中心3.2×105km處受到土星的引力為0.38N。地球半徑為6.4×103km，請估算土星質(zhì)量是地球質(zhì)量的多少倍？3.我國發(fā)射的“嫦娥一號探月衛(wèi)星沿近似于圓形的軌道繞月飛行為了獲得月球外表全貌的信息，讓衛(wèi)星軌道平面緩慢變化衛(wèi)星將獲得的信息持續(xù)用微波信號發(fā)回地球設(shè)地球和月球的質(zhì)量分別為M和m，地球和月球的半徑分別為R和R1，月球繞地球的軌道半徑和衛(wèi)星繞月球的軌道半徑分別為r

8、和r1，月球繞地球轉(zhuǎn)動的周期為T假定在衛(wèi)星繞月運(yùn)行的一個周期內(nèi)衛(wèi)星軌道平面與地月連心線共面，求在該周期內(nèi)衛(wèi)星發(fā)射的微波信號因月球遮擋而不能到達(dá)地球的時間。用M、m、R、R1、r、r1和r表示，忽略月球繞地球轉(zhuǎn)動對遮擋時間的影響【答案與解析】一、選擇題：1B解析：行星運(yùn)動和地球上物體的運(yùn)動都遵循一樣的規(guī)律，故A錯誤；物體轉(zhuǎn)彎一定做圓周運(yùn)動，做圓周運(yùn)動必定有外力提供向心力，故B正確；向心力是效果力，受力分析不能分析上，故C錯誤；沒有下滑力之說，故D選項錯誤。2AD解析：假設(shè)該環(huán)是土星的一部分，那么符合與土星同軸轉(zhuǎn)規(guī)律，即角速度一樣周期一樣，線速度和半徑成正比。假設(shè)該環(huán)是衛(wèi)星群那么符合萬有引力提供向

9、心力，可得，即。故答案選AD。3AC解析：關(guān)于同步衛(wèi)星高度一定，周期一定，線速度一定，只能在赤道上空，相對地面靜止，應(yīng)選項AC正確。4A解析：人造衛(wèi)星繞地球運(yùn)轉(zhuǎn)時，萬有引力提供向心力，即，同理探測器繞月球運(yùn)轉(zhuǎn)時，聯(lián)立得；人造衛(wèi)星繞地球運(yùn)轉(zhuǎn)時，由，同理探測器繞月球運(yùn)轉(zhuǎn)時，聯(lián)立得。故A選項正確。5AD解析：萬有引力，由得：向心加速度，周期，動能，其中以M為土星的質(zhì)量，m為衛(wèi)星的質(zhì)量，r為衛(wèi)星的軌道半徑，代入數(shù)值比較可得AD是正確的。6C解析：根據(jù)得，因此可以計算中心天體的質(zhì)量，即恒星的質(zhì)量，故C正確。7BC解析：設(shè)太陽和地球的密度分別為、，太陽的直徑、地球的直徑、太陽與地球間的間隔 分別變?yōu)?，地?/p>

10、受到太陽的萬有引力：變化前：，變化后：可得由萬有引力提供向心力有，得，所以。應(yīng)選項BC正確。8. AC解析：此題考察萬有引力與航天中的衛(wèi)星問題，意在考察考生對天體運(yùn)動規(guī)律、第一宇宙速度的理解和同步衛(wèi)星的認(rèn)識對同一個中心天體而言，根據(jù)開普勒第三定律可知，衛(wèi)星的軌道半徑越大，周期就越長，A正確第一宇宙速度是環(huán)繞地球運(yùn)行的最大線速度，B錯由可得軌道半徑大的天體加速度小，C正確同步衛(wèi)星只能在赤道的正上空，不可能過北極的正上方，D錯9. A解析：此題考察萬有引力的應(yīng)用，意在考察考生應(yīng)用萬有引力解決宇宙航天問題的才能“嫦娥二號在近月外表做勻速圓周運(yùn)動，周期T，有故無法求出月球半徑R及質(zhì)量M，但結(jié)合球體體積

11、公式可估算出密度，A正確10. B解析：由于a、c具有一樣的周期，均為24小時，a、c同步，故c仍在a的正上方，故A錯；由條件，對b：和，可以求得b做圓周運(yùn)動的周期b轉(zhuǎn)的圈數(shù)：，故B正確11. B解析：設(shè)地球半徑為R0，密度為，自轉(zhuǎn)周期為T0，對地球同步衛(wèi)星， 某行星半徑為R，密度為，自轉(zhuǎn)周期為T，其同步衛(wèi)星， 兩式聯(lián)立有：，代入數(shù)據(jù)可求T12小時，應(yīng)選擇B選項12. C解析：“嫦娥一號發(fā)射時因通過自帶的火箭加速屢次變軌所以其發(fā)射速度應(yīng)到達(dá)第一宇宙速度，A錯；在繞月圓軌道上，由得與衛(wèi)星質(zhì)量無關(guān)，B錯；在繞月軌道上，衛(wèi)星受月球的引力大于地球?qū)λ囊?，D錯；由萬有引力得C正確二、解答題：1解析：

12、1豎直上拋運(yùn)動的物體落回原處的時間t，所以g/g2m/s2，2根據(jù)，所以所以2解析：1設(shè)土星質(zhì)量為M0，顆粒質(zhì)量為m，顆粒距土星中心間隔 為r，線速度為v，根據(jù)牛頓第二定律和萬有引力定律：解得：對于A、B兩顆粒分別有： 和得：2設(shè)顆粒繞土星做圓周運(yùn)動的周期為T，根據(jù)得對于A、B兩顆粒分別有： 和所以3設(shè)地球質(zhì)量為M，地球半徑為r0，地球上物體的重力可視為萬有引力，探測器上物體質(zhì)量為m0，在地球外表重力為G0，距土星中心r0/=km處的引力為G0/，根據(jù)萬有引力定律：所以 倍 3. 解析：如下圖，O和O分別表示地球和月球的中心在衛(wèi)星軌道平面上，A是地月連心線OO與地月球面的公切線ACD的交點，D、C和B分別是該公切線與地球外表、月球外表和探月衛(wèi)星圓軌道的交點根據(jù)對