人教版物理必修二第六章第五节宇宙航行同步训练

人教版物理必修二第六章第五节宇宙航行同步训练
姓名:________ 班级:________ 成绩:________
一、选择题（共计15题） (共15题；共30分)
1. （2分）北京时间10月31日17时28分，嫦娥一号卫星成功实施第三次近地点变轨后，顺利进入地月转移轨道，开始飞向月球．在第三次近地点变轨时，它的最高速度可达（）
A . 7.9km/s
B . 10km/s
C . 16.7km/s
D . 3×105km/s
【考点】
2. （2分） (2019高一下·葫芦岛期末) 关于地球的第一宇宙速度，下列说法正确的是（）
A . 第一宇宙速度与地球的质量无关
B . 第一宇宙速度大小为11.2km/s
C . 达到第一宇宙速度的物体的质量应该非常小
D . 第一宇宙速度是物体在地球表面附近环绕地球做匀速圆周运动的速度
【考点】
3. （2分） (2017高一下·应县期中) 假设地球的质量不变，而地球的半径增大到原来半径的2倍，那么从地球发射人造卫星的第一宇宙速度的大小应为原来的（）
A . 倍
B . 倍
C . 倍
D . 2倍
【考点】
4. （2分） (2020高一下·咸阳月考) 关于三个宇宙速度，以下说法错误的是（）
A . 第一宇宙速度是人造地球卫星的最大绕行速度
B . 第一宇宙速度是人造地球卫星的地面最小发射速度
C . 在地球发射绕月球运动的月球探测器，需要达到地球的第二宇宙速度
D . 飞船的地面发射速度达到第三宇宙速度，它会飞出太阳系以外
【考点】
5. （2分）已知地球半径为R ，质量为M ，自转角速度为w ，地面重力加速度为g ，万有引力常量为
G ，地球同步卫星的运行速度为v ，则第一宇宙速度的值不可表示为
（）
A .
B .
C .
D .
【考点】
6. （2分） (2017高一下·简阳期中) 宇宙飞船在半径为R1的轨道上运行，变轨后的半径为R2 ， R1＞R2 ．宇宙飞船绕地球做匀速圆周运动，则变轨后宇宙飞船的（）
A . 线速度变小
B . 角速度变小
C . 周期变大
D . 向心加速度变大
【考点】
7. （2分）火星的质量和半径分别约为地球的和，地球表面的重力加速度为g，则火星表面的重力加速度约为（）
A . 0.2g
B . 0.4g
C . 2.5g
D . 5g
【考点】
8. （2分） (2017高一下·株洲期中) 如图所示，a是地球赤道上的物体，b是近地气象卫星，c是地球同步卫星，设它们都绕地心做匀速圆周运动，下列关于它们运行的速度V、周期T、向心加速度a、角速度ω的大小关系正确的是（）
A . va＞vb＞vc
B . Ta＜Tb＜Tc
C . aa＜ac＜ab
D . ωa=ωc＞ωb
【考点】
9. （2分） (2018高一下·巧家期中) 某同学这样来计算第一宇宙速度：
，这一结果与正确的值相差很大，这是由于他在近似处理中错误地假设了（）
A . 卫星的周期等于地球自转的周期
B . 卫星的轨道是圆
C . 卫星的轨道半径等于地球的半径
D . 卫星的向心力等于它在地面上时所受的地球引力
【考点】
10. （2分） (2020高三上·宁波月考) 中国国家航天局于2020年9月20日宣布，我国首次执行火星探测任务的“天问一号”火星探测器己在环绕地球轨道飞行60天，距离地球约1900万千米，飞行路程约1.6亿公里。

“天问”一号后续需要经过多次变轨才能被火星捕获，并最终在火星着陆。

如图所示，设地球半径为R，地球表面的重力加速度为g0 ，“天问”一号在半径为R的近地圆形轨道I上运动，到达轨道的A点时点火变轨进入椭圆轨道I，到达轨道的远地点B时，再次点火进入轨道半径为4R的圆形轨道Ⅲ绕地球做圆周运动，设“天问”一号质量保持
不变。

则（）
A . “天问”一号在轨道I、Ⅲ上运行的周期之比为8：1
B . “天问”一号在轨道Ⅲ的运行速率大于
C . “天问”一号在轨道I上的加速度小于在轨道Ⅲ上的加速度
D . “天问”一号在轨道I上的机械能小于在轨道Ⅲ上的机械能
【考点】
11. （2分）据报道在太阳系之外发现了一颗可能适合人类居住的类地行星，天文学观察发现绕
行星做圆周运动的卫星的轨道半径为月球绕地球做圆周运动半径的p倍，周期为月球绕地球做圆周运动周期的q倍．已知地球半径为R，表面重力加速度为g．万有引力常量为G，则行星的质量为（）
A .
B .
C .
D .
【考点】
12. （2分） (2018高一下·新绛期中) 已知下面的哪组数据，可以算出地球的质量M地（引力常量G为已知）（）
A . 月球绕地球运动的周期T及月球到地球中心的距离R1
B . 地球绕太阳运行周期T2及地球到太阳中心的距离R2
C . 人造卫星在地面附近的运行速度v3和运行周期T3
D . 地球绕太阳运行的速度v4及地球到太阳中心的距离R4
【考点】
13. （2分） (2017高三上·东营期中) 2014年10月24日，“嫦娥五号”探路兵发射升空，为计划于2017年左右发射的“嫦娥五号”探路，并在8天后以“跳跃式返回技术”成功返回地面．“跳跃式返回技术”指航天器在关闭发动机后进入大气层，依靠大气升力再次冲出大气层，降低速度后再进入大气层．如图所示，虚线为大气层的边界．已知地球半径R，地心到d点距离r，地球表面重力加速度为g．下列说法正确的是（）
A . “嫦娥五号”在b点处于完全失重状态
B . “嫦娥五号”在d点的加速度小于
C . “嫦娥五号”在a点速率大于在c点的速率
D . “嫦娥五号”在c点速率大于在e点的速率
【考点】
14. （2分） (2018高一下·太仆寺旗期末) 2018年2月,我国500m口径射电望远镜发现毫秒冲量
“J0318+0253”,其自转周期T=5.19x10-3s。

假设星体为质量均匀分布的球体,已知万有引力常量为。

以周期T稳定自转的星体的密度最小值约为（）
A .
B .
C .
D .
【考点】
15. （2分）(2017·银川模拟) 如图所示，A为置于地球赤道上的物体，B为绕地球做椭圆轨道运行的卫星，C为绕地球做圆周运动的卫星，P为B、C两卫星轨道的交点，已知A、B、C绕地心运动的周期相同，相对地心，下列说法中错误的是（）
A . 卫星C的运行速度大于物体A的速度
B . 物体A和卫星C具有相同大小的加速度
C . 卫星B运动轨迹的半长轴与卫星C运动轨迹的半径相同
D . 卫星B在P点的加速度大小与卫星C在该点的加速度大小相等
【考点】
二、填空题（共计5题） (共5题；共13分)
16. （2分）(2016·杨浦模拟) A、B两个同样的人造卫星，用不同的火箭发射，它们都成功地环绕地球做圆周运动，A的轨道半径是B的2倍，则A卫星运动的线速度是B卫星运动的线速度的________倍，A卫星运动的周
期是B卫星的________．
【考点】
17. （4分）要使人造卫星绕地球运行，它发射的时候的速度必须等于或大于________，并且小于________；要使卫星脱离地球引力不再绕地球运行，从而在太阳系中飞行，须使它的发射速度等于或大于________；要使它飞到太阳系以外的地方去，它的发射速度必须等于或大于________．（填速度的具体值）
【考点】
18. （3分） (2017高一下·桂林期中) 两颗人造地球卫星A、B的质量之比mA：mB=1：2，轨道半径之比rA：rB=1：3，某一时刻它们的连线通过地心，则此时它们的线速度之比vA：vB=________，向心加速度之比aA：
aB=________，向心力之比FA：FB=________．
【考点】
19. （2分）地球半径为R ，卫星A、B均环绕地球做匀速圆周运动，其中卫星A以第一宇宙速度环绕地球运动，卫星B的环绕半径为4R ，则卫星A与卫星B的速度大小之比为________；周期之比为________。

【考点】
20. （2分）两个靠得很近的天体，离其它天体非常遥远，它们以其连线上某一点O为圆心各自做匀速圆周运动，两者的距离保持不变，科学家把这样的两个天体称为“双星”，如图所示。

已知双星的质量为和，它们之间的距离为，引力常量为G，双星中质量为的天体运行轨道半径 =________,运行的周期
=________。

【考点】
三、计算题（共计5题） (共5题；共65分)
21. （15分） (2019高一下·北京期中) 2017年4月20日19时41分天舟一号货运飞船在文昌航天发射中心由长征七号遥二运载火箭成功发射升空。

22日12时23分，天舟一号货运飞船与天宫二号空间实验室顺利完成首次自动交会对接。

中国载人航天工程已经顺利完成“三步走”发展战略的前两步，中国航天空间站预计2022年建成。

建成后的空间站绕地球做匀速圆周运动。

已知地球质量为M，空间站的质量为m0 ，轨道半径为r0 ，引力常量为G，不考虑地球自转的影响。

（1）求空间站线速度v0的大小；
（2）宇航员相对太空舱静止站立，应用物理规律推导说明宇航员对太空舱的压力大小等于零；
（3）规定距地球无穷远处引力势能为零，质量为m的物体与地心距离为r时引力势能为Ep=- 。

由于太空中宇宙尘埃的阻力以及地磁场的电磁阻尼作用，长时间在轨无动力运行的空间站轨道半径慢慢减小到r1（仍可看作匀速圆周运动），为了修正轨道使轨道半径恢复到r0 ，需要短时间开动发动机对空间站做功，求发动机至少做多少功。

【考点】
22. （15分）(2019·朝阳模拟) 做功与路径无关的力场叫做势场，在这类场中可以引入“势”和“势能”的概念，场力做功可以量度势能的变化。

例如静电场和引力场。

（1）如图所示，真空中静止点电荷+Q产生的电场中，A、B为同一条电场线上的两点，A、B两点与点电荷+Q
间的距离分别为r1和r2。

取无穷远处的电势为零，则在距离点电荷+Q为r的某点电势（式中k为静电力常量）。

a．现将电荷量为+q的检验电荷放置在A点，求该检验电荷在A点时的电势能EpA；
b．现将电荷量为+q的检验电荷，由A点移至B点，求在此过程中，电场力所做的功W。

（2）质量为M的天体周围存在引力场。

已知该天体的半径为R，引力常量为G。

a．请类比点电荷，取无穷远处的引力势为零，写出在距离该天体中心为r（）处的引力势的表达式；
b．天体表面上的物体摆脱该天体万有引力的束缚，飞向宇宙空间所需的最小速度，称为第二宇宙速度，又叫逃逸速度。

求该天体的第二宇宙速度v。

（3） 2019年4月10日，人类首张黑洞照片面世。

黑洞的质量非常大，半径又非常小，以致于任何物质和辐射进入其中都不能逃逸，甚至光也不能逃逸。

已知黑洞的质量为M0 ，引力常量为G，真空中的光速为c，求黑洞可能的最大半径rm。

【考点】
23. （15分） (2015高一下·广州期中) 卡文迪许在实验室中测得引力常量为G=6.7×10﹣11N m2/kg2 ．他把这个实验说成是“称量地球的质量”．已知地球半径为6400km，地球表面的重力加速度g=10m/s2 ．（1）根据题干中给出的以上数据估算地球的质量M（此问的计算结果保留2位有效数字）；
（2）根据万有引力定律和题干中给出数据，推算地球的第一宇宙速度v1；
（3）已知太阳系的某颗小行星半径为32km，将该小行星和地球都看做质量均匀分布的球体，且两星球的密度相同，试计算该小行星的第一宇宙速度v2 ．
【考点】
24. （10分）我国月球探测计划“嫦娥工程”已经启动，科学家对月球的探索会越来越深入。

（1）若已知地球半径为R ，地球表面的重力加速度为g ，月球绕地球运动的周期为T ，月球绕地球的运动近似看做匀速圆周运动，试求出月球绕地球运动的轨道半径；
（2）若宇航员随登月飞船登陆月球后，在月球表面高度为h的某处以速度v0水平抛出一个小球，小球飞出的水平距离为x。

已知月球半径为R月，引力常量为G ，试求出月球的质量M月。

【考点】
25. （10分）(2016·吉林模拟) 宇宙中存在一些质量相等且离其他恒星较远的四颗星组成的四星系统，通常可忽略其他星体对它们的引力作用，设每个星体的质量均为m，四颗星稳定地分布在边长为a的正方形的四个顶点上，已知这四颗星均围绕正方形对角线的交点做匀速圆周运动，引力常量为G，试求：
（1）若实验观测得到星体的半径为R，求星体表面的重力加速度；
（2）求星体做匀速圆周运动的周期。

【考点】
参考答案一、选择题（共计15题） (共15题；共30分)
答案：1-1、
考点：
解析：
答案：2-1、
考点：
解析：
答案：3-1、
考点：
解析：
答案：4-1、考点：
解析：
答案：5-1、考点：
解析：
答案：6-1、考点：
解析：
答案：7-1、考点：
解析：
答案：8-1、考点：
解析：
答案：9-1、考点：
解析：
答案：10-1、考点：
解析：
答案：11-1、考点：
解析：
答案：12-1、考点：
解析：
答案：13-1、考点：
解析：
答案：14-1、考点：
解析：
答案：15-1、
考点：
解析：
二、填空题（共计5题） (共5题；共13分)答案：16-1、
考点：
解析：
答案：17-1、考点：
解析：
答案：18-1、考点：
解析：
答案：19-1、考点：
解析：
答案：20-1、考点：
解析：
三、计算题（共计5题） (共5题；共65分)
答案：21-1、
答案：21-2、
答案：21-3、
考点：
解析：
答案：22-1、答案：22-2、
答案：22-3、考点：
解析：
答案：23-1、答案：23-2、
答案：23-3、考点：
解析：
答案：24-1、
答案：24-2、考点：
解析：
答案：25-1、
答案：25-2、
考点：
解析：。