宇宙航行(提高篇)

1、.宇宙航行進步篇一、選擇題：1以下說法正確的選項是 A行星的運動和地球上物體的運動遵循不同的規(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

2、小是一定的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先研究和工程施行已獲得重要進展。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、5;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繞土星的圓周運動的周期較大C繞土星做圓周運動的向心加速度較大D動能較大6天文學家發(fā)現(xiàn)了某恒星有一顆行星在圓形軌道上繞其運動，并測出了行星的軌道半徑和運行周期。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D

4、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，乙的運行高度低于甲的運行高度，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如下圖，兩星球相距為L，質(zhì)量比為，兩星球半徑遠小于L。從星球A沿A、B連線向星球B以某一初速度發(fā)射一探測器，只考慮星球A、B對

5、探測器的作用，以下說法正確的選項是 BAA探測器的速度一直減小B探測器在距星球A為處加速度為零C假設(shè)探測器能到達星球B，其速度可能恰好為零D假設(shè)探測器能到達星球B，其速度一定大于發(fā)射時的初速度11“軌道康復者是“垃圾衛(wèi)星的救星，被稱為“太空110，它可在太空中給“垃圾衛(wèi)星補充能源，延長衛(wèi)星的使用壽命.假設(shè)“軌道康復者的軌道半經(jīng)為地球同步衛(wèi)星軌道半徑的五分之一，其運動方向與地球自轉(zhuǎn)方向一致，軌道平面與地球赤道平面重合，以下說法正確的選項是 A“軌道康復者可在高軌道上加速，以實現(xiàn)對低軌道上衛(wèi)星的拯救B站在赤道上的人觀察到“軌道康復者向西運動C“軌道康復者的速度是地球同步衛(wèi)星速度的5 倍D“軌道康復

6、者的加速度是地球同步衛(wèi)星加速度的25倍12右圖為兩顆人造衛(wèi)星繞地球運動的軌道示意圖，為圓軌道，為橢圓軌道，AB為橢圓的長軸，兩軌道和地心都在同一平面內(nèi)，C、D為兩軌道交點.己知軌道上的衛(wèi)星運動到C點時速度方向與AB平行，那么以下說法正確的選項是 ADBCA兩個軌道上的衛(wèi)星運動到C點時的加速度不一樣 B兩個軌道上的衛(wèi)星運動到C點時的向心加速度大小相等C假設(shè)衛(wèi)星在軌道的速率為v1，衛(wèi)星在軌道B點的速率為v2，那么v1<v2D兩顆衛(wèi)星的運動周期一樣二、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

7、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，它們繞土星的運動可視為圓周運動。其中有兩個巖石顆粒A和B與土星中心間隔 分別位=8.0×104km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

8、.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和r1，月球繞地球轉(zhuǎn)動的周期為T假定在衛(wèi)星繞月運行的一個周期內(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：行星運動和地球上物

9、體的運動都遵循一樣的規(guī)律，故A錯誤；物體轉(zhuǎn)彎一定做圓周運動，做圓周運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，應選項AC正確。4A解析：人造衛(wèi)星繞地球運轉(zhuǎn)時，萬有引力提供向心力，即，同理探測器繞月球運轉(zhuǎn)時，聯(lián)立得；人造衛(wèi)星繞地球運轉(zhuǎn)時，由，同理探測器繞月球運轉(zhuǎn)時，聯(lián)立得。故

10、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)?，地球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動規(guī)律、第一宇宙速度的理解和同步衛(wèi)星的認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

11、長，A正確第一宇宙速度是環(huán)繞地球運行的最大線速度，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用，意在考察考生應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)合球體體積公式可估算出密度，A正確10、BD解析：A、探測器從A向B運動，所受的萬有引力合力先向左再向右，那么探測器的速度先減小后增大，故A錯誤；B、當探測器合力為零時，加速度為零，那么有：，因為，那么：，知探測器間隔 星球A的間隔 為：，故B正確；CD、探測器到達星球B的過程中，由于B的

12、質(zhì)量大于A的質(zhì)量，從A到B萬有引力的合力做正功，那么動能增加，所以探測器到達星球B的速度一定大于發(fā)射時的速度，故C錯誤，D正確；應選：BD11、D解析：“軌道康復者要在原軌道上加速，使得萬有引力缺乏以提供向心力，而做離心運動，會到達更高的軌道，不可能“拯救更低軌道上的衛(wèi)星，選項A錯誤；角速度，“軌道康復者角速度大于同步衛(wèi)星角速度，即大于地球自轉(zhuǎn)角速度，所以站在赤道上的人用儀器觀察到“軌道康復者向東運動，選項B錯誤；因為“軌道康復者繞地球做勻速圓周運動時的軌道半徑為地球同步衛(wèi)星軌道半徑的五分之一，由m，得： “軌道康復者的速度是地球同步衛(wèi)星速度的倍選項C錯誤萬有引力即衛(wèi)星合力，根據(jù)牛頓第二定律有

13、，即，根據(jù)“軌道康復者繞地球做勻速圓周運動時的軌道半徑為地球同步衛(wèi)星軌道半徑的五分之一可得“軌道康復者的加速度是地球同步衛(wèi)星加速度的25倍，選項D正確。12、D解析：A、兩個軌道上的衛(wèi)星運動到C點時，所受的萬有引力相等，根據(jù)牛頓第二定律知，加速度一樣，故A正確；B、因為兩個軌道上的衛(wèi)星在C點的速度不等，根據(jù)知，向心加速度大小不等，故D錯誤；C、B點為橢圓軌道的遠地點，速度比較小，表示做勻速圓周運動的速度，故C錯誤；D、根據(jù)幾何關(guān)系知，橢圓的半長軸與圓軌道的半徑一樣，根據(jù)開普勒第三定律知，兩顆衛(wèi)星的運動周期相等，故D正確。應選：D二、解答題：1解析：1豎直上拋運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