“四翼”檢測(cè)評(píng)價(jià)（十一） 宇宙航行

1D2AB3D4AC5D6D7C8C9C10D11ABC12AD“四翼”檢測(cè)評(píng)價(jià)（十一）宇宙航行A組—重基礎(chǔ)·體現(xiàn)綜合1．中國(guó)空間站“天宮課堂”在2022年3月23日下午3點(diǎn)40分開(kāi)展第二次太空授課活動(dòng)。若請(qǐng)你推薦授課實(shí)驗(yàn)內(nèi)容，以下實(shí)驗(yàn)可以在空間站完成的是()A．用天平稱量物體的質(zhì)量B．研究自由落體運(yùn)動(dòng)實(shí)驗(yàn)C．進(jìn)行平拋運(yùn)動(dòng)的研究實(shí)驗(yàn)D．用橡皮筋和彈簧秤完成力的合成實(shí)驗(yàn)解析：選D由于在空間站中處于完全失重狀態(tài)，則與重力有關(guān)的實(shí)驗(yàn)都不能進(jìn)行，即不能用天平稱量物體的質(zhì)量，也不能研究自由落體運(yùn)動(dòng)實(shí)驗(yàn)，不能進(jìn)行平拋運(yùn)動(dòng)的研究實(shí)驗(yàn)等；但是可以用橡皮筋和彈簧秤完成力的合成實(shí)驗(yàn)，故選D。2．(2022·河南鄭州十校期中聯(lián)考)(多選)關(guān)于地球靜止衛(wèi)星(這種衛(wèi)星相對(duì)于地面靜止不動(dòng))，下列說(shuō)法中正確的是()A．它一定在赤道上空運(yùn)行B．靜止衛(wèi)星的高度和運(yùn)行速率是一個(gè)確定的值C．它運(yùn)行的線速度一定大于第一宇宙速度D．它運(yùn)行的加速度一定大于地球表面的重力加速度解析：選AB根據(jù)靜止衛(wèi)星與地球自轉(zhuǎn)同步，與地面相對(duì)靜止，同時(shí)衛(wèi)星受到地球的萬(wàn)有引力提供向心力，指向圓心，萬(wàn)有引力指向地心，故靜止衛(wèi)星只能在赤道上空，故A正確；因?yàn)殪o止衛(wèi)星要和地球自轉(zhuǎn)同步，即ω相同，萬(wàn)有引力提供向心力有eq\f(GMm,r2)＝mω2r，因?yàn)棣厥且欢ㄖ?，所以軌道半徑r也是一定值，所以它運(yùn)行的軌道半徑和速率是確定的值，故B正確；根據(jù)萬(wàn)有引力提供向心力有eq\f(GMm,r2)＝eq\f(mv2,r)，可得v＝eq\r(\f(GM,r))，可知靜止衛(wèi)星的速度小于近地衛(wèi)星的環(huán)繞速度，即小于第一宇宙速度7.9km/s，故C錯(cuò)誤；根據(jù)萬(wàn)有引力提供向心力有eq\f(GMm,r2)＝ma，可得a＝eq\f(GM,r2)，可知靜止衛(wèi)星運(yùn)行的加速度一定小于地球表面的重力加速度，故D錯(cuò)誤。3．(2021·北京等級(jí)考)2021年5月，“天問(wèn)一號(hào)”探測(cè)器成功在火星軟著陸，我國(guó)成為世界上第一個(gè)首次探測(cè)火星就實(shí)現(xiàn)“繞、落、巡”三項(xiàng)任務(wù)的國(guó)家?！疤靻?wèn)一號(hào)”在火星停泊軌道運(yùn)行時(shí)，近火點(diǎn)距離火星表面2.8×102km、遠(yuǎn)火點(diǎn)距離火星表面5.9×105km，則“天問(wèn)一號(hào)”()A．在近火點(diǎn)的加速度比遠(yuǎn)火點(diǎn)的小B．在近火點(diǎn)的運(yùn)行速度比遠(yuǎn)火點(diǎn)的小C．在近火點(diǎn)的機(jī)械能比遠(yuǎn)火點(diǎn)的小D．在近火點(diǎn)通過(guò)減速可實(shí)現(xiàn)繞火星做圓周運(yùn)動(dòng)解析：選D根據(jù)牛頓第二定律有Geq\f(Mm,r2)＝ma，解得a＝eq\f(GM,r2)，故在近火點(diǎn)的加速度比遠(yuǎn)火點(diǎn)的大，故A錯(cuò)誤；根據(jù)開(kāi)普勒第二定律，可知在近火點(diǎn)的運(yùn)行速度比遠(yuǎn)火點(diǎn)的大，故B錯(cuò)誤；“天問(wèn)一號(hào)”在同一軌道，只有引力做功，則機(jī)械能守恒，故C錯(cuò)誤；“天問(wèn)一號(hào)”在近火點(diǎn)做的是離心運(yùn)動(dòng)，若要變?yōu)槔@火星的圓軌道，需要減速，故D正確。4．(2021·湖南高考)(多選)2021年4月29日，中國(guó)空間站天和核心艙發(fā)射升空，準(zhǔn)確進(jìn)入預(yù)定軌道。根據(jù)任務(wù)安排，后續(xù)將發(fā)射問(wèn)天實(shí)驗(yàn)艙和夢(mèng)天實(shí)驗(yàn)艙，計(jì)劃2022年完成空間站在軌建造。核心艙繞地球飛行的軌道可視為圓軌道，軌道離地面的高度約為地球半徑的eq\f(1,16)。下列說(shuō)法正確的是()A．核心艙進(jìn)入軌道后所受地球的萬(wàn)有引力大小約為它在地面時(shí)的eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(16,17)))2倍B．核心艙在軌道上飛行的速度大于7.9km/sC．核心艙在軌道上飛行的周期小于24hD．后續(xù)加掛實(shí)驗(yàn)艙后，空間站由于質(zhì)量增大，軌道半徑將變小解析：選AC根據(jù)萬(wàn)有引力公式F＝eq\f(GMm,r2)可知，核心艙進(jìn)入軌道后所受地球的萬(wàn)有引力大小與軌道半徑的平方成反比，則核心艙進(jìn)入軌道后所受地球的萬(wàn)有引力與它在地面時(shí)所受地球的萬(wàn)有引力之比eq\f(F′,F地)＝eq\f(R2,\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(R＋\f(R,16)))2)，解得F′＝eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(16,17)))2F地，A正確；根據(jù)eq\f(GMm,R2)＝eq\f(mv2,R)可得，v＝eq\r(\f(GM,R))＝7.9km/s，而核心艙軌道半徑r大于地球半徑R，所以核心艙在軌道上飛行的速度一定小于7.9km/s，B錯(cuò)誤；由eq\f(GMm,r2)＝meq\f(4π2,T2)r得繞地球做圓周運(yùn)動(dòng)的周期T與eq\r(r3)成正比，核心艙的軌道半徑比同步衛(wèi)星的小，故核心艙在軌道上飛行的周期小于24h，C正確；根據(jù)Geq\f(Mm,r2)＝meq\f(v2,r)可知空間站的軌道半徑與空間站的質(zhì)量無(wú)關(guān)，故后續(xù)加掛實(shí)驗(yàn)艙后，軌道半徑不變，D錯(cuò)誤。5．如圖為我國(guó)的天宮空間站。2021年10月，航天員翟志剛、王亞平、葉光富搭乘神舟十三號(hào)載人飛船成功進(jìn)入天宮空間站，他們?cè)谲夞v留6個(gè)月后返回。若天宮空間站繞地球運(yùn)行的軌道可視為圓軌道，空間站離地球表面的高度約400km，下列說(shuō)法正確的是()A．航天員在空間站內(nèi)均處于平衡狀態(tài)B．航天員在空間站內(nèi)所受重力為零C．空間站相對(duì)地球表面是靜止的D．空間站在軌運(yùn)行向心加速度小于地球表面重力加速度解析：選D航天員在空間站內(nèi)仍受到萬(wàn)有引力，其重力不為零，萬(wàn)有引力提供向心力，合外力不為零，航天員在空間站內(nèi)不是處于平衡狀態(tài)，A、B錯(cuò)誤；空間站離地球表面的高度約400km，則空間站與地球不同步，不是處于地球同步軌道，相對(duì)地球表面不是靜止的，C錯(cuò)誤；根據(jù)萬(wàn)有引力提供向心力，則有Geq\f(Mm,r2)＝ma，由于空間站在軌運(yùn)行的軌道半徑大于地球的半徑，則空間站在軌運(yùn)行向心加速度小于地球表面重力加速度，D正確。6．(2021·河北高考)“祝融號(hào)”火星車(chē)登陸火星之前，“天問(wèn)一號(hào)”探測(cè)器沿橢圓形的停泊軌道繞火星飛行，其周期為2個(gè)火星日。假設(shè)某飛船沿圓軌道繞火星飛行，其周期也為2個(gè)火星日。已知一個(gè)火星日的時(shí)長(zhǎng)約為一個(gè)地球日，火星質(zhì)量約為地球質(zhì)量的0.1倍，則該飛船的軌道半徑與地球同步衛(wèi)星的軌道半徑的比值約為()A．eq\r(3,4) B．eq\r(3,\f(1,4))C．eq\r(3,\f(5,2)) D．eq\r(3,\f(2,5))解析：選D由萬(wàn)有引力提供向心力有Geq\f(Mm,r2)＝meq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(2π,T)))2r，解得r＝eq\r(3,\f(GMT2,4π2))，所以飛船的軌道半徑與地球同步衛(wèi)星的軌道半徑的比值eq\f(r1,r2)＝eq\r(3,\f(M1T12,M2T22))＝eq\r(3,\f(0.1×22,1))＝eq\r(3,\f(2,5))。故A、B、C錯(cuò)誤，D正確。7．我國(guó)自主研發(fā)的“天問(wèn)一號(hào)”探測(cè)器在經(jīng)過(guò)3個(gè)月的環(huán)火運(yùn)行后，2021年5月15日在火星烏托邦平原南部著陸并成功釋放“祝融號(hào)”火星車(chē)。截至2021年7月17日23時(shí)，“祝融號(hào)”火星車(chē)行駛里程已突破509米，樹(shù)立了我國(guó)深空探測(cè)新的里程碑。已知火星的質(zhì)量約為地球質(zhì)量的eq\f(1,9)，火星的半徑約為地球半徑的eq\f(1,2)，下列說(shuō)法正確的是()A．“天問(wèn)一號(hào)”探測(cè)器要離開(kāi)環(huán)繞軌道著陸火星，則控制發(fā)動(dòng)機(jī)應(yīng)向運(yùn)動(dòng)反方向噴射氣體B．著陸過(guò)程中“祝融號(hào)”火星車(chē)一直處于失重狀態(tài)C．“天問(wèn)一號(hào)”探測(cè)器環(huán)繞火星運(yùn)行的最大速度為地球第一宇宙速度的eq\f(\r(2),3)D．發(fā)射“天問(wèn)一號(hào)”探測(cè)器的速度應(yīng)大于第三宇宙速度解析：選C欲使探測(cè)器軌道降低，需要控制發(fā)動(dòng)機(jī)向運(yùn)動(dòng)方向噴射氣體，根據(jù)反沖原理，探測(cè)器速度降低，所需向心力小于火星對(duì)探測(cè)器的萬(wàn)有引力，探測(cè)器做向心運(yùn)動(dòng)，從而實(shí)現(xiàn)著陸，故A錯(cuò)誤；著陸過(guò)程火星車(chē)在最后階段一定向下做減速運(yùn)動(dòng)，火星車(chē)處于超重狀態(tài)，故B錯(cuò)誤；根據(jù)Geq\f(Mm,R2)＝meq\f(v2,R)得v＝eq\r(\f(GM,R))，故eq\f(v火,v地)＝eq\r(\f(M火R地,M地R火))＝eq\f(\r(2),3)，故C正確；探測(cè)器脫離地球的引力作用而進(jìn)入太陽(yáng)系，其在地球的發(fā)射速度介于第二宇宙速度和第三宇宙速度之間，故D錯(cuò)誤。8．(2022·遼寧鳳城一中期中)中國(guó)自主研發(fā)的北斗二號(hào)衛(wèi)星系統(tǒng)已形成覆蓋全球的衛(wèi)星導(dǎo)航定位系統(tǒng)，此系統(tǒng)由中軌道、高軌道和同步軌道衛(wèi)星等組成?，F(xiàn)在中國(guó)正在服役的北斗一號(hào)衛(wèi)星定位系統(tǒng)的三顆衛(wèi)星都定位在距地面36000km的地球同步軌道上，而美國(guó)的全球衛(wèi)星定位系統(tǒng)GPS由24顆衛(wèi)星組成，這些衛(wèi)星距地面的高度均為20000km。則下列說(shuō)法中正確的是()A．美國(guó)所有GPS的衛(wèi)星所受向心力大小均相等B．美國(guó)所有GPS的衛(wèi)星比北斗一號(hào)的衛(wèi)星線速度小C．北斗二號(hào)中的中軌道衛(wèi)星的加速度一定大于高軌道衛(wèi)星的加速度D．北斗一號(hào)系統(tǒng)中三顆衛(wèi)星向心加速度比赤道上物體的向心加速度小解析：選C衛(wèi)星繞地球做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，由萬(wàn)有引力提供向心力，雖然美國(guó)所有GPS的衛(wèi)星離地面的高度一樣，但由于衛(wèi)星的質(zhì)量大小關(guān)系不知道，所以衛(wèi)星受到的萬(wàn)有引力大小關(guān)系不能確定，即所受向心力大小關(guān)系不能確定，A錯(cuò)誤；衛(wèi)星繞地球做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，由萬(wàn)有引力提供向心力，則有eq\f(GMm,r2)＝meq\f(v2,r)，解得v＝eq\r(\f(GM,r))∝eq\r(\f(1,r))，由于美國(guó)所有GPS的衛(wèi)星軌道半徑小于北斗一號(hào)的衛(wèi)星軌道半徑，所以美國(guó)所有GPS的衛(wèi)星比北斗一號(hào)的衛(wèi)星線速度大，B錯(cuò)誤；衛(wèi)星繞地球做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，由萬(wàn)有引力提供向心力，則有eq\f(GMm,r2)＝ma，解得a＝eq\f(GM,r2)∝eq\f(1,r2)，可知北斗二號(hào)中的中軌道衛(wèi)星的加速度一定大于高軌道衛(wèi)星的加速度，C正確；北斗一號(hào)系統(tǒng)中三顆衛(wèi)星的角速度等于地球自轉(zhuǎn)角速度ω0，根據(jù)a＝ω02r，北斗一號(hào)系統(tǒng)中三顆衛(wèi)星的軌道半徑大于地球半徑，所以北斗一號(hào)系統(tǒng)中三顆衛(wèi)星向心加速度比赤道上物體的向心加速度大，D錯(cuò)誤。9．中國(guó)空間站工程首個(gè)航天器“天和”號(hào)核心艙在距離地面400km的圓軌道上，接下去“天舟”“神舟““問(wèn)天”“夢(mèng)天”等航天器將陸續(xù)來(lái)訪，共同完成空間站的組裝和建造。假設(shè)地球的半徑R＝6400km，下列說(shuō)法正確的是()A．“天和”核心艙的發(fā)射速度小于7.9km/sB．“天和”核心艙的運(yùn)行周期約等于24小時(shí)C．“天和”核心艙的加速度約等于8.9m/s2D．“天和”核心艙在圓軌道上運(yùn)行速度大于7.9km/s解析：選C7.9km/s是第一宇宙速度，是發(fā)射衛(wèi)星的最小速度，也是衛(wèi)星最大的環(huán)繞速度，故“天和”核心艙的發(fā)射速度不可能小于7.9km/s，“天和”核心艙在圓軌道上運(yùn)行速度不可能大于7.9km/s，故A、D錯(cuò)誤；地球的表面的重力加速度為g＝10m/s2，由Geq\f(Mm,R2)＝mg，Geq\f(Mm,R＋h2)＝meq\f(4π2,T2)(R＋h)，聯(lián)立解得“天和”核心艙的運(yùn)行周期T≈1.5h，故B錯(cuò)誤；由Geq\f(Mm,R2)＝mg，Geq\f(Mm,R＋h2)＝ma，聯(lián)立可得“天和”核心艙的加速度a≈8.9m/s2，故C正確。eq\a\vs4\al(B)組—重應(yīng)用·體現(xiàn)創(chuàng)新10．(2022·浙江湖州三賢聯(lián)盟期中聯(lián)考)如圖所示，甲、乙兩顆衛(wèi)星以相同的軌道半徑分別繞質(zhì)量為M和2M的行星做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，下列說(shuō)法正確的是()A．甲的線速度比乙的大B．甲的角速度比乙的大C．甲的運(yùn)行周期比乙的小D．甲的向心加速度比乙的小解析：選D衛(wèi)星繞某行星做勻速圓周運(yùn)動(dòng)時(shí)，由萬(wàn)有引力提供向心力有Geq\f(m行m衛(wèi),r2)＝m衛(wèi)eq\f(v2,r)＝m衛(wèi)ω2r＝m衛(wèi)eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(2π,T)))2r＝m衛(wèi)a向，解得v＝eq\r(\f(Gm行,r))，ω＝eq\r(\f(Gm行,r3))，T＝2πeq\r(\f(r3,Gm行))，a向＝eq\f(Gm行,r2)，因?yàn)閙行甲＝M<m行乙＝2M，，所以甲的線速度、角速度、向心加速度比乙的小，故A、B錯(cuò)誤，D正確；甲的運(yùn)行周期比乙的大，故C錯(cuò)誤。11．(多選)如圖所示，甲是地球赤道上的一個(gè)物體，乙是“神舟十三號(hào)”宇宙飛船(繞地運(yùn)行周期為90min)，丙是地球的同步衛(wèi)星，它們運(yùn)行的軌道示意圖如圖所示，它們都繞地心做勻速圓周運(yùn)動(dòng)。下列說(shuō)法正確的是()A．它們運(yùn)動(dòng)的周期大小關(guān)系是T甲＝T丙＞T乙B．它們運(yùn)動(dòng)的向心加速度大小關(guān)系是a乙＞a丙＞a甲C．衛(wèi)星乙的運(yùn)行速度小于地球的第一宇宙速度D．同步衛(wèi)星丙的運(yùn)行速度大于地球的第一宇宙速度解析：選ABC依題意，甲和丙的周期相同，即T甲＝T丙＝24h＞T乙＝90min，故A正確；根據(jù)eq\f(GMm,r2)＝meq\f(4π2,T2)r，解得r＝eq\r(3,\f(GMT2,4π2))，可得r丙>r乙；根據(jù)eq\f(GMm,r2)＝ma，解得a＝eq\f(GM,r2)，可得a乙＞a丙，根據(jù)a＝eq\f(4π2,T2)r，可得a丙＞a甲，則有a乙＞a丙＞a甲，故B正確；地球的第一宇宙速度是所有衛(wèi)星最大的環(huán)繞速度，所以衛(wèi)星乙的運(yùn)行速度和同步衛(wèi)星丙的運(yùn)行速度均小于地球的第一宇宙速度，故C正確，D錯(cuò)誤。12．(2022·重慶巫山縣期中)(多選)我國(guó)未來(lái)將建立月球基地，并在繞月軌道上建造空間站。如圖所示，關(guān)閉動(dòng)力的航天飛機(jī)在月球引力作用下經(jīng)橢圓軌道向月球靠近，并將與空間站在B處對(duì)接，對(duì)接后做圓周運(yùn)動(dòng)。下列說(shuō)法中正確的是()A．對(duì)接前后在B處航天飛機(jī)的加速度相等B．在B處，航天飛機(jī)對(duì)接前的加速度大于對(duì)接后的加速度C．對(duì)接前后在B處航天飛機(jī)的速度相等D．在B處，航天飛機(jī)對(duì)接前的速度大于對(duì)接后的速度解析：選AD在B處，航天飛機(jī)對(duì)接前和對(duì)接后，根據(jù)牛頓第二定律，合力都是月球?qū)教祜w機(jī)的萬(wàn)有引力，所以對(duì)接前后在B處航天飛機(jī)的加速度相等，A正確，B錯(cuò)誤；航天飛機(jī)在B處從橢圓軌道變軌到圓軌道，做近心運(yùn)動(dòng)，需減速，所以在B處，航天飛機(jī)對(duì)接前的速度大于對(duì)接后的速度，C錯(cuò)誤，D正確。13．(2022·河北石家莊