宇宙航行练习1(带答案)
宇宙航行物理试题及答案
宇宙航行物理试题及答案一、单项选择题（每题3分，共30分）1. 以下哪个选项是描述宇宙速度的？A. 光速B. 声速C. 第一宇宙速度D. 第二宇宙速度答案：C2. 宇宙飞船在太空中进行轨道机动时，以下哪个因素是不需要考虑的？A. 飞船的质量B. 飞船的速度C. 飞船的加速度D. 飞船的颜色答案：D3. 根据牛顿万有引力定律，两个物体之间的引力与它们的质量乘积成正比，与它们之间的距离的平方成反比。
以下哪个选项正确地描述了这个关系？A. F ∝ m1m2/r^2B. F ∝ m1m2r^2C. F ∝ 1/m1m2r^2D. F ∝ m1m2r答案：A4. 以下哪个选项是描述地球同步卫星的特点？A. 卫星轨道高度固定B. 卫星轨道倾角为0度C. 卫星周期与地球自转周期相同D. 卫星速度与地球自转速度相同答案：C5. 在宇宙航行中，以下哪个因素会影响飞船的轨道形状？A. 飞船的质量B. 飞船的速度C. 飞船的加速度D. 飞船的体积答案：B6. 以下哪个选项是描述相对论效应的？A. 光的折射B. 光的反射C. 长度收缩D. 光的衍射答案：C7. 以下哪个选项是描述黑洞的特性？A. 黑洞不发光B. 黑洞有质量C. 黑洞有电荷D. 黑洞有温度答案：A8. 以下哪个选项是描述宇宙大爆炸理论的？A. 宇宙是静态的B. 宇宙是无限的C. 宇宙起源于一个奇点D. 宇宙是永恒的答案：C9. 以下哪个选项是描述宇宙背景辐射的？A. 宇宙背景辐射是宇宙大爆炸的余热B. 宇宙背景辐射是恒星发出的光C. 宇宙背景辐射是黑洞发出的辐射D. 宇宙背景辐射是宇宙尘埃发出的辐射答案：A10. 以下哪个选项是描述宇宙膨胀的？A. 宇宙中的星系都在远离我们B. 宇宙中的星系都在靠近我们C. 宇宙中的星系都在旋转D. 宇宙中的星系都在振动答案：A二、多项选择题（每题4分，共20分）11. 以下哪些因素会影响宇宙飞船的轨道？A. 飞船的质量B. 飞船的速度C. 飞船的加速度D. 飞船的轨道倾角答案：B, C, D12. 以下哪些是描述相对论效应的？A. 时间膨胀B. 长度收缩C. 质量增加D. 引力波答案：A, B, C13. 以下哪些是描述黑洞的特性？A. 黑洞有质量B. 黑洞有电荷C. 黑洞有温度D. 黑洞不发光答案：A, B, D14. 以下哪些是描述宇宙大爆炸理论的？A. 宇宙起源于一个奇点B. 宇宙是静态的C. 宇宙是无限的D. 宇宙背景辐射是宇宙大爆炸的余热答案：A, D15. 以下哪些是描述宇宙膨胀的？A. 宇宙中的星系都在远离我们B. 宇宙中的星系都在靠近我们C. 宇宙中的星系都在旋转D. 宇宙中的星系都在振动答案：A三、填空题（每题4分，共20分）16. 宇宙飞船在轨道上运行时，其速度与轨道半径的关系可以用公式 ______ 来描述。
宇宙航行物理试题及答案
宇宙航行物理试题及答案一、选择题（每题5分，共20分）1. 宇宙飞船在太空中以恒定速度直线飞行，其加速度为：A. 非零B. 零C. 不确定D. 无法计算答案：B2. 根据牛顿第二定律，一个物体的加速度与作用在它上面的力成正比，与它的质量成反比。
在宇宙航行中，这一定律：A. 适用B. 不适用C. 只在某些情况下适用D. 只在地球表面适用答案：A3. 宇宙飞船在地球轨道上运行时，其运动状态是：A. 静止的B. 匀速直线运动C. 匀速圆周运动D. 变速运动答案：C4. 宇宙飞船在太空中进行变轨操作时，通常需要使用：A. 推进器B. 降落伞C. 火箭D. 太阳能帆答案：A二、填空题（每题5分，共20分）1. 宇宙飞船在太空中进行变轨操作时，需要改变其______，以进入新的轨道。
答案：速度2. 根据开普勒第三定律，行星绕太阳运行的轨道周期的平方与其轨道半长轴的立方成正比，这个定律也适用于______。
答案：人造卫星3. 在宇宙航行中，为了减少空气阻力，宇宙飞船通常设计成______形状。
答案：流线型4. 宇宙飞船在太空中进行对接时，需要精确控制其______和______，以确保安全对接。
答案：速度；方向三、简答题（每题10分，共30分）1. 描述宇宙飞船在地球轨道上运行时，其运动状态的特点。
答案：宇宙飞船在地球轨道上运行时，其运动状态为匀速圆周运动。
这是因为宇宙飞船受到地球引力的作用，同时保持一定的速度，使得引力恰好提供向心力，使飞船沿圆形轨道运动。
2. 解释为什么宇宙飞船在太空中可以进行长时间的飞行而不需要额外的推进力。
答案：宇宙飞船在太空中可以进行长时间的飞行而不需要额外的推进力，是因为太空中几乎没有空气阻力，飞船一旦获得适当的速度和方向，就可以依靠惯性在轨道上持续飞行。
此外，宇宙飞船的轨道设计使得地球的引力提供了必要的向心力，维持其在轨道上的运动。
3. 简述宇宙飞船在太空中进行变轨操作的基本原理。
2020学年人教版必修2习题：第六章万有引力与航天第5节宇宙航行1含答案
第5节宇宙航行（满分100分，45分钟完成）班级_______姓名_______ 目的要求：1．能用万有引力定律和圆周运动的知识，计算天体的质量、密度和星球表面的重力加速度；2．理解描述人造卫星的各物理物理量的特点及与轨道的对应关系。
第Ⅰ卷(选择题共48分)一、选择题：本大题共8小题，每小题6分，共48分。
在每小题给出的四个选项中，至少有一个选项正确，选对的得6分，对而不全得3分。
选错或不选的得0分。
1．关于万有引力定律应用于天文学研究的历史事实，下列说法正确的是（）A．天王星、海王星和冥王星，都是运用万有引力定律，经过大量计算后发现的B．18世纪时人们发现太阳的第七颗行星的运动轨道总是同根据万有引力定律计算出来的结果有比较大的偏差，于是人们推测出在这颗行星的轨道外还有一颗行星C．太阳的第八颗行星是牛顿发现万有引力定律的时候，经过大量计算而发现的D．太阳的第九颗行星是英国剑桥大学的学生亚当斯和勒维列合作研究，利用万有引力定律共同发现的2. 已知月球中心到地球中心的距离大约是地球半径的60倍，则月球绕地球运行的向心加速度与地球表面的重力加速度之比为（）A．1∶60 B．1C．1∶3600 D．60∶13．地球半径为R，地面附近的重力加速度为g，物体在离地面高度为h处的重力加速度的表达式是（）A．R hgR+B．RgR h+C．22()R hgR+D．22()RgR h+4．离地面有一定高度的人造地球卫星绕地球做匀速圆周运动，其实际绕行速率是（）A．一定大于7.9×103m/sB．一定小于7.9×103m/sC．一定等于7.9×103m/sD．7.9×103m/s＜v＜11.2×103m/s5．人造地球卫星由于受大气阻力，其轨道半径逐渐减小，其相应的线速度和周期的变化情况是（）A．速度减小，周期增大B．速度减小，周期减小C．速度增大，周期减小D．速度增大，周期增大6．关于第一宇宙速度，下列说法中不正确．．．的是（）A．它是能使卫星进入近地圆形轨道的最小发射速度B．实际卫星做匀速圆周运动的速度大于第一宇宙速度C．它是卫星绕地球做匀速圆周运动的最大速度D．它是人造地球卫星在近地圆形轨道上的运行速度7．同步地球卫星相对地面静止不动，犹如悬在高空中，下列说法错误．．的是（）A．同步卫星处于平衡状态B．同步卫星的速率是唯一的C．各国的同步卫星都在同一圆周上运行D．同步卫星加速度大小是唯一的8．设月球绕地球运动的周期为27天，则地球的同步卫星到地球中心的距离r与月球中心到地球中心的距离R之比为A．13B．19C．127D．118第Ⅱ卷（非选择题，共52分）二、填空、实验题：本大题共5小题，每小题5分，共25分。
高中物理【宇宙航行1】考题精选(附答案)
一、多选题（共3 题）【宇宙航行】1.如图所示，某极地轨道卫星做匀速圆周运动的运行轨道平面通过地球的南北两极，已知该卫星从北纬60︒的正上方按图示逆时针方向第一次运行到南纬60︒的正上方时所用时间为1h，则下列说法正确的是( )A.该卫星的运行速度一定大于7.9km/sB.该卫星运行的周期为3hC.该卫星与同步卫星的运行半径之比为1: 4D.该卫星的运行速率与同步卫星速度之比为1: 22.假如一做圆周运动的人造地球卫星的轨道半径增大到原来的2 倍这颗人造地球卫星仍做圆周运动，则( )A.根据公式v =rω，可知卫星运动的线速度将增大到原来的2 倍2B.根据公式F =mr1，可知卫星所需的向心力将减小到原来的2C.根据公式F =Gm m 1，可知地球提供向心力将减小到原来的r 2 4D.根据上述B 和C 中给出的公式，可知卫星运动的线速度将减小到原来的223.我国已掌握“半弹道跳跃式高速再入返回技术”，为实现“嫦娥”飞船月地返回任务奠定基础。
如图虚线为地球大气层边界，返回器与服务舱分离后，从a 点无动力滑入大气层，然后经b 点从c 点“跳”出，再经d 点从e 点“跃入”实现多次减速，可避免损坏返回器。
d 点为轨迹的最高点，与地心的距离为R ，返回器在d 点时的速度大小为v ，地球质量为M ，引力常量为G 。
则返回器( )A.在b 点处于失重状态vB. 在 a 、c 、e 点时的动能相等C. 在d 点时的加速度大小为GMR2D. 在d 点时的速度大小v <二、 实验题（共 1 题）4. 卡文迪许利用如图所示的扭秤实验装置测量了引力常量 G 。
（1） 为了测量石英丝极微的扭转角，该实验装置中采取使“微小量放大”的主要措施（）A ．减小石英丝的直径B ．增大 T 型架横梁的长度C ．利用平面镜对光线的反射D ．增大刻度尺与平面镜的距离（2） 已知 T 型架水平横梁长度为 l ，质量分别为 m 、m ' 的球，位于同一水平面，当横梁处于力矩平衡状态时，测得 m 、m ' 连线长度 r ，且与水平横梁垂直；同时测得石英丝的扭转角度为θ ， 由此得到扭转力矩 k θ （k 为扭转系数且已知），则引力常量的表达式 G= 。
高中物理宇宙航行练习题及讲解整套
高中物理宇宙航行练习题及讲解整套### 高中物理宇宙航行练习题及讲解#### 练习题一：卫星速度计算题目：一颗卫星在地球轨道上绕地球做匀速圆周运动。
已知地球的质量为\( M \)，卫星的质量为 \( m \)，卫星到地球中心的距离为 \( r \)。
忽略空气阻力，求卫星的线速度 \( v \)。
解答：根据万有引力定律，地球对卫星的引力 \( F \) 为：\[ F = G \frac{Mm}{r^2} \]其中 \( G \) 是万有引力常数。
卫星做匀速圆周运动时，引力提供向心力：\[ F = m \frac{v^2}{r} \]将两个等式联立，得：\[ G \frac{Mm}{r^2} = m \frac{v^2}{r} \]解得卫星的线速度 \( v \) 为：\[ v = \sqrt{\frac{GM}{r}} \]#### 练习题二：卫星周期计算题目：假设卫星的质量为 \( m \)，轨道半径为 \( r \)，求卫星绕地球一周的周期 \( T \)。
解答：卫星绕地球一周的周期 \( T \) 可以通过线速度 \( v \) 和轨道半径 \( r \) 计算：\[ T = \frac{2\pi r}{v} \]由练习题一的解答，我们知道：\[ v = \sqrt{\frac{GM}{r}} \]将 \( v \) 的表达式代入周期公式，得：\[ T = \frac{2\pi r}{\sqrt{\frac{GM}{r}}} = 2\pi\sqrt{\frac{r^3}{GM}} \]#### 练习题三：逃逸速度计算题目：地球表面的重力加速度为 \( g \)，求从地球表面发射物体所需的最小速度（逃逸速度） \( v_{esc} \)。
解答：逃逸速度是指物体克服地球引力，飞离地球所需的最小速度。
根据能量守恒定律，物体在地球表面的动能等于其在无穷远处的势能。
设地球质量为 \( M \)，半径为 \( R \)，物体质量为 \( m \)，则有：\[ \frac{1}{2}mv_{esc}^2 = -G \frac{Mm}{R} \]解得逃逸速度 \( v_{esc} \) 为：\[ v_{esc} = \sqrt{\frac{2GM}{R}} \]#### 练习题四：双星系统稳定性分析题目：两颗质量分别为 \( m_1 \) 和 \( m_2 \) 的恒星，它们之间的距离为 \( L \)，绕共同质心做圆周运动。
宇宙航行并答案
宇宙航行并答案6.5宇宙航行序号：12班级：________ 姓名:________【学习目标】1．了解人造地球卫星的最初构想2．理解人造卫星的几个运动物理量与轨道半径r的关系 3．知道三个宇宙速度的含义和数值，会推导第一宇宙速度 4．感受人类对客观世界不断探究的精神和情感【课前预习】1.人造地球卫星的设想如图所示，当物体的_________足够大时，它将会围绕地球旋转而不再落回地球表面，成为一颗绕地球转动的__________ ，此时它的运动可看做___________运动，运动所需要的向心力由_____________提供。
2．宇宙速度（1）第一宇宙速度（v1= ）：推导：思考：大家可记得在别的什么地方我们也接触到了7.9km/s这个速度啊？请推导第一宇宙速度的另一个表达式v=gR（2）第二宇宙速度（v2= m/s）：（3）第三宇宙速度(v3= ：3．人造地球卫星的几个运动物理量与轨道半径r的关系：（1）线速度v与轨道半径r的关系：由可得v= （2）角速度ω与轨道半径r的关系：由可得ω= （3）加速度a与轨道半径r的关系：由可得a= （4）周期T与轨道半径r的关系：由可得T= 思考：人造卫星绕地球做匀速圆周运动的最大的速度是多大？【难点突破】1、人造卫星的发射速度和环绕速度（1）发射速度：当发射速度等于第一宇宙速度时，卫星只能“贴着”地面做近地飞行，要使人造卫星在距地面较高的轨道上运行，就必须满足发射速度大于第一宇宙速速。
因此，第一宇宙速度就是最小发射速度。
（2可知，人造卫星轨道半径r越大，环绕速度越小。
由于人造卫星的轨道半径都大于地球半径，卫星的实际运行速度要小于第一宇宙速度。
最大环绕速度。
2、地球同步卫星（1）运转方向与地球的自转方向相同，均为自西向东；（2）运转周期与地球自转周期相同，均为24h，角速度与地球自转角速度相同；4（3）相对于地面静止，位于赤道上空的某一点，距离地面高度约为3.59×10km；（4）所有同步卫星的环绕速度大小一定，均为3.08km/s，所有同步卫星由于到地心距离相2同，所以，它们绕地球运动的向心加速度大小都相同，约为0.23m/s 【典型例题】题型一：宇宙速度例1、金星的半径是地球的0.95倍，质量为地球的0.82倍。
6.5 宇宙航行 参考答案
参考答案6.5 宇宙航行 练习（1） 1. 22 2.1:3 3.B 4.B 5.略 6.344316GmT F π 7.（1）6：1 （2）1：36 8.AD 9.（1）2：1（2）14乙T 10. 7108.1⨯ 11.g h R T32)(4+π 12．231016.7⨯=M ，33107.2m kg ⨯=ρ6.5 宇宙航行 练习（2）1．【解析】选A.折断后的天线与卫星具有相同的速度,天线受到地球的万有引力全部提供其做圆周运动的向心力,情况与卫星的相同,故天线仍沿原轨道与卫星一起做圆周运动,A 对,B 、C 、D 错. 2.【解析】选B 、C.由公式v= 知，当r=R 地时，卫星运行速度为第一宇宙速度，若r>R 地，则v 小于第一宇宙速度，故A 错误，B 正确；在地面发射卫星时，其发射速度应大于第一宇宙速度，故C 正确；卫星在椭圆轨道的远地点，速度一定小于第一宇宙速度，D 错误. 3.4.【解析】选B.由于发射卫星需要将卫星以一定的速度送入运行轨道,在靠近赤道处的地面上的物体的线速度最大,发射时较节能,因此B 正确.5.6.【解析】选B.绕地飞行的人造卫星及其内所有物体均处于完全失重状态，故在卫星内部，一切由重力引起的物理现象不再发生或由重力平衡原理制成的仪器不能再使用.故天平、密度计、气压计不能再用,而测力计的原理是胡克定律,它可以正常使用,B项正确.7.【解析】选B、C、D.物体做匀速圆周运动时，物体所受的合外力方向一定要指向圆心.对于这些卫星而言，就要求所受的万有引力指向圆心，而卫星所受的万有引力都指向地心，所以A选项错误，B、C选项正确；对于同步卫星来说，由于相对地球表面静止，所以同步卫星应在赤道的正上空，因此D选项正确.8.【解析】选A.同步卫星的轨道半径远大于地球半径,它运行的速度小于第一宇宙速度,A错,C正确.同步卫星由于与地球自转同步且地球的万有引力提供它转动的向心力,据此可推出同步卫星一定在赤道的正上方,且距地面高度一定,即所有同步卫星的轨道半径都相同,B、D正确.9.10.11.12.13.【解析】（1）首先使航天飞机减速做近心运动，进入较低轨道上运行，此时其速度大于太空站的速度，当快要追上时，飞机再进行加速做离心运动，即可追上太空站.（2）航天飞机可以减速做近心运动进入较低轨道上躲避危险；或者加速做离心运动，进入更高的轨道上躲避危险.6.5 宇宙航行练习（371.A2.B3. B4.D5.D6.AB7.A8.BC9.BD 10.C 11.（1）0.97 （2）0.2km。
专题7-4 宇宙航行(练)(解析版)
专题7.4 宇宙航行（练）一、单选题1．2021年12月9日，中国空间站“天宫课堂”第一课正式开讲，这是时隔8年之后，中国航天员再次进行太空授课。
空间站转一圈的时间约90分钟，保证太空授课信号通畅的功臣是中继卫星，中继卫星在地球同步静止轨道运行，空间站、中继卫星绕地球的运动均可视为匀速圆周运动，下列说法正确的是（ ） A ．空间站的角速度小于中继卫星的角速度 B ．空间站的加速度大于中继卫星的加速度 C ．空间站的线速度小于中继卫星的线速度 D ．中继卫星的线速度等于第一宇宙速度 【答案】B 【解析】A ．中继卫星在地球同步静止轨道运行，周期为24小时，空间站转一圈约90分钟，由公式2π=Tω 知空间站角速度大于中继卫星角速度，故A 错误； B ．由开普勒第三定律32r k T = 知中继卫星轨道半径大于空间站轨道半径，由2GMmma r = 得2GMa r =知空间站的加速度大于中继卫星的加速度，故B 正确；CD ．由万有引力定律提供向心力22GMm v m r r= 得v =可知空间站的线速度大于中继卫星的线速度，中继卫星的线速度小于第一宇宙速度，故CD 错误。
故选B 。
2．天文学家发现了迄今离地球最近的“孪生星球”——452Kepler b 行星，其围绕一颗恒星转动，周期为368天，该行星直径约为地球的1.6倍，与恒星之间的距离与日、地距离相近。
某学生查阅资料得地球的直径大约为41.2810km ⨯，地球与太阳间的距离大约为81.510km ⨯，引力常量为G ，天体的运动近似为圆周运动，根据以上信息，以下说法正确的是（ ） A ．可求出该恒星的质量B ．可求出行星452Kepler b 的质量C ．若在该行星发射卫星则可求出最小的发射速度D ．若有一卫星绕该行星运转周期为T ，则可求出行星的密度 【答案】A 【解析】AB ．根据万有引力充当向心力有2224GMm m r r Tπ= 可求出中心天体的质量为2324r M GT π=即可求出恒星质量，无法求出行星质量，故A 正确，B 错误；C ．最小发射速度等于第一宇宙速度v =行星的质量未知，不能求卫星的最小发射速度，故C 错误；D ．知道卫星的周期而不知道卫星的轨道半径，不能求出中心天体行星的质量，因此无法求出行星的密度，故D 错误。
高中物理 宇宙航行同步测试题(含解析)
在变化过程中的任一时刻，仍可认为卫星满足匀速圆周运动规律.下述关于卫星运动的一些物理量变化情况，
正确的是（ ）
A. 线速度减小
B. 周期变大
C. 半径增大
D. 向心加速度增大
【答案】D 【解析】 试题分析：因为受到高空稀薄空气的阻力作用，卫星的总机械能减小，高度逐渐降低即卫星圆周运动的轨 道半径 r 减小，人造地球卫星绕地球做圆周运动万有引力提供圆周运动向心力有：
，v
GM r
，b、c 的轨道半径相等，线速度、向心加速度
相等；轨道半径越大，线速度、向心加速度越小．故 A 错误，B 正确．c 加速，万有引力不够提供向心力， 做离心运动，离开原轨道，b 减速，万有引力大于所需向心力，卫星做近心运动，离开原轨道，所以不会与 同轨道上的卫星相遇．故 C 错误．卫星由于某原因，轨道半径缓慢减小，万有引力做正功，动能增加，则 线速度增大．故 D 错误．故选 B． 点睛：解决本题的关键掌握线速度、相信加速度与轨道半径的关系，以及两卫星在同一轨道上，通过加速 或减速是不会相遇的. 6.甲、乙两颗人造卫星绕地球做圆周运动，周期之比为 1∶8，则它们的轨道半径之比和运动速率之比分别 为( )
T
24 3600
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
【答案】A
【解析】
第一宇宙速度（又称环绕速度）：是指物体紧贴地球表面作圆周运动的速度（也是人造地球卫星的最小发射
离心运动才能实现，因此
vAⅡ<vAⅠ，所以
EKAⅡ<EKAⅠ，B
6.5《宇宙航行》人教版高中物理必修二练习(含解析)
6.5《宇宙航行》同步练习（含答案）一、单选题1．静止在地面上随地球自转的物体，绕地轴做匀速圆周运动，以下说法正确的是（ ） A ．重力加速度处处相等 B ．速度处处等于第一宇宙速度 C ．线速度处处相等D ．角速度处处相等2．多国科研人员合作的科研项目---事件视界望远镜，于4月10日发布人类有史以来获得的第一张黑洞照片。
假设该黑洞的第一宇宙速度达到光速c ，黑洞的密度等于中子的密度ρ，万有引力常量为G ，则该黑洞的半径R =？（ ）A ．34c R G πρ=B ．234c R G πρ=C ．R =D ．R =3．如图所示，a 、b 、c 是在地球大气层外同一平面内的圆形轨道上绕逆时针方向运动的3颗卫星，下列说法正确的是（ ）A ．b 、c 的线速度大小相等，且大于a 的线速度B ．b 、c 的向心加速度大小相等，且大于a 的向心加速度C ．a 卫星由于某原因，轨道半径缓慢减小，其线速度将增大D ．c 加速可追上同一轨道上的b ，b 减速可等候同一轨道上的c4．某人造地球卫星因受高空稀薄空气的阻力作用，绕地球运转的轨道会慢慢改变，每次测量卫星的运动可近似看作圆周运动。
某次测量卫星的轨道半径为r 1，后来变为r 2，21r r <。
以v 1、v 2表示卫星在这两个轨道上的速度，T 1、T 2表示卫星在这两上轨道上绕地运动的周期，则（ ） A ．12v v <，12T T < B ．12v v <，12T TC ．12v v >，12T T <D ．12v v >，12T T5．如图所示，一颗人造卫星原来在椭圆轨道1绕地球E 运行，在P 点变轨后进入轨道2做匀速圆周运动．下列说法正确的是（）A ．卫星在轨道1的任何位置都受到相同的引力B ．卫星在轨道2的任何位置都具有相同的速度C ．不论在轨道1还是轨道2运行，卫星在P 点的加速度都相同D ．不论在轨道1还是轨道2运行，卫星在P 点的速度都相同6．如图，a 、b 、c 是在地球大气层外圆轨道上运动的3颗质量不同的卫星，下列说法正确的是（ ）A ．b 、c 的线速度大小相等，且大于a 的线速度B ．b 、c 的向心加速度大小相等，且大于a 的向心加速度C ．c 加速可追上同一轨道上的bD ．a 卫星由于某原因，轨道半径缓慢减小，其线速度将增大7．北京时间2016年6月12日23时30分，我国在西昌卫星发射中心用“长征三号丙”运载火箭，成功发射了第23颗北斗导航卫星，并送入预定转移轨道．假设这颗北斗导航卫星先沿椭圆轨道1飞行， 后在远地点B 处点火加速，由轨道l 变成轨道2后做匀速圆周运动，下列说法正确的是（ ）A ．卫星在轨道2运行时的速度大于7.9km/sB ．卫星在轨道2运行时不受重力作用C ．卫星在轨道2运行到B 点时的速度比在轨道1运行到B 点时的速度小D ．卫星在轨道l 上的B 点和在轨道2上的B 点加速度大小相等8．2022年左右我国将建成载人空间站，轨道高度距地面约400km ，在轨运营10年以上，它将成为中国空间科学和新技术研究实验的重要基地。
宇宙航行练习题(含答案)
第七章 万有引力与宇宙航行第4节 宇宙航行1．观看科幻电影《流浪地球》后，某同学设想地球仅在木星引力作用下沿椭圆轨道通过木星的情景，如图所示，轨道上P 点距木星最近（距木星表面的高度可忽略）。
则A ．地球靠近木星的过程中运行速度减小B ．地球远离木星的过程中加速度增大C ．地球远离木星的过程中角速度增大D ．地球在P 点的运行速度大于木星第一宇宙速度 【答案】D【解析】A ．地球靠近木星时所受的万有引力与速度成锐角，做加速曲线运动，则运行速度变大，A 错误；B ．地球远离木星的过程，其距离r 变大，则可知万有引力增大，由牛顿第二定律：2GMmma r =，则加速度逐渐减小，B 错误；C ．地球远离木星的过程线速度逐渐减小，而轨道半径逐渐增大，根据圆周运动的角速度关系vrω=，可知运行的角速度逐渐减小，C 错误；D ．木星的第一宇宙速度指贴着木星表面做匀速圆周的线速度，设木星的半径为R ，满足1GMv R而地球过P 点后做离心运动，则万有引力小于需要的向心力，可得22P v MmG m R R<，可推得：1P GMv v R>=即地球在P 点的运行速度大于木星第一宇宙速度，D 正确； 故选D 。
2．星球GJ357d 被科学家称为“超级地球”，它是绕着矮星GJ357旋转的三颗行星之一，其余两颗行星分别为 GJ357b 和GJ 357c 。
已知GJ 357d 公转一圈55.7个地球日，其质量约是地球的六倍；GJ357b 的公转周期为3.9个地球日；矮星 GJ357的质量和体积只有太阳的三分之一，温度比太阳低约40%。
由上述信息可知A ．GJ357b 的线速度比GJ 357d 的线速度小B ．GJ357d 的第一宇宙速度比地球第一宇宙速度小C ．GJ357b 公转的角速度比地球公转的角速度小D ．GJ357d 公转的半径比地球公转的半径小 【答案】D【解析】A. GJ357b 离恒星更近，其线速度比GJ 357 d 的线速度大； B.由于GJ357d 的半径与地球半径关系未知，其第一宇宙速度无法计算； C.地球公转周期比GJ357b 公转周期大，则角速度比GJ357b 公转的角速度小；D.由2224GMm r m r Tπ=可知，2324GMT r π=计算可知地球公转的半径比GJ357d 公转的半径大。
物理宇宙航行试题及答案
物理宇宙航行试题及答案一、选择题（每题5分，共20分）1. 根据牛顿的万有引力定律，两个物体间的引力与它们的质量的乘积成正比，与它们之间的距离的平方成反比。
如果两个物体的质量分别为m1和m2，距离为r，则引力F的计算公式为：A. F = G * (m1 * m2) / rB. F = G * (m1 + m2) / r^2C. F = G * (m1 * m2) / r^2D. F = G * (m1 - m2) / r^2答案：C2. 光年是天文学中用来表示距离的单位，它表示的是：A. 光在一年内传播的距离B. 光在一天内传播的距离C. 光在一分钟内传播的距离D. 光在一秒内传播的距离答案：A3. 在宇宙航行中，宇航员在太空中会感受到失重状态，这是因为：A. 太空中没有空气，所以没有重力B. 太空中的重力非常小，几乎可以忽略不计C. 宇航员相对于地球处于自由落体状态D. 宇航员在太空中的速度非常快，所以感觉不到重力答案：C4. 根据爱因斯坦的相对论，当一个物体的速度接近光速时，其质量会：A. 保持不变B. 逐渐减小C. 逐渐增大D. 先增大后减小答案：C二、填空题（每题5分，共20分）1. 宇宙中已知最冷的天体是______，其温度接近绝对零度。
答案：布莫让星云2. 太阳系中，离太阳最近的行星是______。
答案：水星3. 国际空间站（ISS）的主要任务是进行______和______。
答案：科学研究，技术试验4. 根据哈勃定律，宇宙的膨胀速度与距离成正比，这个比例常数被称为______。
答案：哈勃常数三、简答题（每题10分，共30分）1. 请简述什么是黑洞，并描述黑洞的形成过程。
答案：黑洞是一种极端密集的天体，其引力强大到连光都无法逃逸。
黑洞的形成通常是在一个大质量恒星耗尽其核燃料后，发生超新星爆炸，如果剩余的核心质量足够大，它将继续坍缩，最终形成黑洞。
2. 描述一下什么是宇宙微波背景辐射，并解释它对宇宙学的意义。
宇宙航行(解析版)--高一物理专题练习(内容+练习)
宇宙航行--高一物理专题练习（内容+练习）一、宇宙速度1．第一宇宙速度的推导(1)已知地球质量m地和半径R，物体在地面附近绕地球的运动可视作匀速圆周运动，万有引力提供物体运动所需的向心力，轨道半径r近似认为等于地球半径R，由Gmm地R2＝mv2R，可得v＝Gm地R.(2)已知地面附近的重力加速度g和地球半径R，由mg＝m v2R得：v＝gR.2．三个宇宙速度及含义二、判断卫星变轨时速度、加速度变化情况的思路1．判断卫星在不同圆轨道的运行速度大小时，可根据“越远越慢”的规律判断．2．判断卫星在同一椭圆轨道上不同点的速度大小时，可根据开普勒第二定律判断，即离中心天体越远，速度越小．3．判断卫星为实现变轨在某点需要加速还是减速时，可根据离心运动或近心运动的条件进行分析．4．判断卫星的加速度大小时，可根据a＝F万m＝GMr2判断．一、单选题1．神舟十五号载人飞船入轨后，于2022年11月30日5时42分，成功对接于空间站天和核心舱前向端口，形成的组合体在地球引力作用下绕地球做圆周运动，周期约90分钟。
下列说法正确的是（）A．天和舱中的宇航员处于失重状态，不受地球的引力B ．组合体绕地球做圆周运动的速度比地球同步卫星的大C ．组合体绕地球做圆周运动的速度略大于第一宇宙速度D ．宇航员在空间站中利用单摆周期公式可以完成空间站所在位置处重力加速度的测量【答案】B【解析】A ．天和舱中的宇航员处于失重状态，仍然受地球的引力，A 错误；B ．根据万有引力提供向心力2224Mm G m r r Tπ=22Mm v G m r r=解得r =2GMv r =依题意，组合体周期约90分钟，远小于同步卫星的周期，所以组合体绕地球做圆周运动的轨道半径比地球同步卫星的小，所以组合体绕地球做圆周运动的速度比地球同步卫星的大，B 正确；C ．第一宇宙速度是最大的环绕速度，所以组合体绕地球做圆周运动的速度略小于第一宇宙速度，C 错误；D ．宇航员在空间站中处于完全失重状态，无法利用单摆周期公式可以完成空间站所在位置处重力加速度的测量，D 错误。
宇宙航行物理试题及答案
宇宙航行物理试题及答案一、单选题（每题2分，共10分）1. 宇宙中物体的重力加速度与物体的质量无关，这是由哪位科学家提出的？A. 牛顿B. 爱因斯坦C. 伽利略D. 霍金答案：C2. 根据牛顿第三定律，以下哪个选项是正确的？A. 作用力和反作用力总是相等的B. 作用力和反作用力总是相反的C. 作用力和反作用力总是同时出现的D. 以上都是答案：D3. 在宇宙航行中，以下哪种力是维持轨道运动的主要力？A. 重力B. 电磁力C. 核力D. 摩擦力答案：A4. 宇宙飞船在地球轨道上运行时，其速度与地球的自转速度相比如何？A. 相同B. 更快C. 更慢D. 无法比较答案：B5. 以下哪个选项是描述宇宙飞船进入地球大气层时遇到的阻力？A. 空气阻力B. 重力C. 离心力D. 电磁力答案：A二、填空题（每题2分，共10分）6. 宇宙飞船在太空中进行轨道调整时，通常使用______推进器。
答案：化学7. 宇宙中物体的重力加速度与物体的质量无关，这一发现是由______提出的。
答案：伽利略8. 宇宙飞船在地球轨道上运行时，其速度必须达到______，才能克服地球的引力。
答案：第一宇宙速度9. 宇宙飞船进入地球大气层时，由于______的作用，会产生高温。
答案：空气摩擦10. 宇宙飞船在太空中进行轨道调整时，需要考虑______的影响。
答案：牛顿第三定律三、简答题（每题5分，共20分）11. 简述宇宙飞船在太空中如何利用牛顿第三定律进行轨道调整。
答案：宇宙飞船在太空中进行轨道调整时，会通过喷射推进器向后喷射气体，根据牛顿第三定律，飞船会获得一个向前的推力，从而改变其轨道。
12. 解释为什么宇宙飞船在进入地球大气层时需要特殊设计的隔热层。
答案：宇宙飞船在进入地球大气层时，由于与大气层的摩擦，会产生极高的温度。
特殊设计的隔热层可以保护飞船和宇航员免受高温的损害。
13. 描述宇宙飞船在太空中如何利用地球的引力进行轨道调整。
7.4宇宙航行同步练习(word版含答案)
人教版（2019）高中物理必修二同步练习：7.4宇宙航行一、选择题1.质量不同的人造卫星在同一轨道绕地球做匀速圆周运动，则它们具有不同的（）A．周期B．速度C．加速度D．向心力2.已知某天体的第一宇宙速度为8km/s，该星球半径为R，则在距离该星球表面高度为3R的轨道上做匀速圆周运动的宇宙飞船的运行速度为（）A．2√2km/s B．4√2km/s C．4km/s D．8km/s3.地球的第一宇宙速度约为8km/s，某行星的质量是地球的6倍，半径是地球的1.5倍。
该行星上的第一宇宙速度约为（）A．16km/s B．32km/s C．46km/s D．2km/s4.下列说法正确的是（）A．地球同步卫星的质量一定是相同的B．在轨运行的同步卫星中的物体，处于完全失重状态，所受重力为零C．地球的第一宇宙速度是人造地球卫星在圆轨道上运行的最大速度D．地球的第一宇宙速度是在地面上发射人造地球卫星的最大发射速度5.我国航空航天技术已居于世界前列。
如图所示，飞行器P绕某星球做匀速圆周运动，星球相对飞行器的张角为θ。
已知万有引力常量G，下列说法正确的是（）A．轨道半径越大，周期越小B．若测得周期和张角，可得到星球的平均密度C．若测得周期和张角，可得到星球的质量D．若测得周期和轨道半径，可得到星球的平均密度6.如图所示，中国北斗卫星导航系统是中国自行研制的全球卫星导航系统。
其中有静止轨道同步卫星和中地球轨道卫星。
已知中地球轨道卫星的轨道高度为5000∼15000km，则下列说法正确的是（）A．中地球轨道卫星的线速度小于静止轨道同步卫星的线速度B．上述两种卫星的运行速度可能大于7.9km/sC．中地球轨道卫星绕地球一圈的时间小于24小时D．静止轨道同步卫星可以定位于北京的上空7.2019年1月3日10时26分，“嫦娥四号”探测器成功在月球背面着陆，标志着我国探月航天工程达到了一个新高度，图示为“嫦娥四号”到达月球背面的巡视器。
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第七章万有引力与宇宙航行
第4节宇宙航行
练习1
1．当人造卫星已进入预定运行轨道后，下列叙述中正确的是
A．卫星及卫星内一切物体均不受重力作用
B．仍受重力作用，并可用弹簧秤直接称出物体所受重力的大小
C．如果在卫星内有—物体自由释放，则卫星内观察者将可以看到物体做自由落体运动D．如果卫星自然破裂成质量不等的两块，则该两块仍按原来的轨道和周期运行
2．由于通讯和广播等方面的需要，许多国家发射了地球同步卫星，这些卫星的A．质量可以不同B．轨道半径可以不同
C．轨道平面可以不同D．速率可以不同
3．由于某种原因，人造地球卫星的轨道半径减小了，那么卫星的
A．速率变大，周期变小B．速率变小，周期变大
C．速率变大，周期变大D．速率变小，周期变小
4．关于宇宙速度，下列说法正确的是
A．第一宇宙速度是能使人造地球卫星飞行的最小发射速度
B．第一宇宙速度是人造地球卫星绕地球飞行的最小速度
C．第二宇宙速度是卫星在椭圆轨道上运行时的最大速度
D．第三宇宙速度是发射人造地球卫星的最小速度
5．关于地球的同步卫星，下列说法正确的是
A．同步卫星绕太阳转动
B．同步卫星距离地面的高度可以调节
C．同步卫星的运行轨迹可以通过北极上空
D．同步卫星周期与地球自转周期相同
6．2013年12月2日1时30分，“嫦娥三号”月球探测器搭载长征三号乙火箭发射升空。
该卫星将在距月球表面高度为h的轨道上做匀速圆周运动，其运行的周期为T；最终在月球表面实现软着陆。
若以R表示月球的半径，忽略月球自转及地球对卫星的影响。
则
A．“嫦娥三号”绕月运行时的向心加速度为
2
2 4πR T
B
C．“嫦娥三号”降落月球时，通常使用降落伞减速从而实现软着陆
D．物体在月球表面自由下落的加速度大小为
23
22
4π()
R h
R T
+
7．如图所示，两颗卫星在同一轨道平面内绕地球做顺时针匀速圆周运动，地球半径为R，a卫星离地面的高度等于R，周期为T a，b卫星离地面高度为3R，则：
（1）a，b两卫星运行周期之比T a:T b是多少？
（2）若某时刻两卫星正好同时通过地面同一点正上方，则a至少经过多长时间与b相距最远？
8．已知地球半径为R，地球表面重力加速度为g，引力常量为G。
某人造卫星绕地球做圆周运动的轨道离地高度等于地球半径；忽略地球自转的影响，求：
（1）地球的密度；
（2）地球的第一宇宙速度；
（3）该人造卫星绕地球做圆周运动的周期；
（4）该人造卫星所在轨道处的重力加速度。
1．D【解析】卫星及卫星内一切物体都处于失重状态，但是仍受重力作用，不能用弹簧秤直接称出物体所受重力的大小，选项AB错误；如果在卫星内有—物体自由释放，则卫星内观察者将可以看到物体处于悬浮状态，不会做自由落体运动，选项C错误；如果卫星自然破裂成质量不等的两块，因速度不变，则该两块仍按原来的轨道和周期运行，选项D正确。
2．A【解析】同步卫星轨道只能在赤道平面内，轨道半径一定，速率一定，但质量可以不同，A正确。
3．A 【解析】根据万有引力提供圆周运动向心力有：，物体的线速度
，周期，知卫星的半径减小，则线速度增加，周期减小，所以A 正确，BCD 错误。
故选A 。
4．A 【解析】第一宇宙速度是人造地球卫星的最小发射速度，也是地球卫星绕地球飞行的最大速度，A 正确，B 错误；第二宇宙速度是在地面上发射物体，使之成为绕太阳运动或绕其他行星运动的人造卫星所必需的最小发射速度，C 错误；第三宇宙速度是在地面上发射物体，使之飞到太阳系以外的宇宙空间所必需的最小发射速度，D 错误。
5．D 【解析】A.地球同步卫星是绕地球转动，不是绕太阳转动，故A 错误。
BD.地球同步卫星的周期与地球自转的周期相同，都是；根据万有引力提供向心力可得
，化简可得同步卫星的高度
，因为周期，所以同步卫星距离地面的高度是一定的，不可以调节的，故D 正确，B 错误。
C.同步卫星要与地球同步转动，所以地球同步卫星的轨道必须在赤道的上空，不可以通过北极上空，故C 错误。
6．D 【解析】卫星在运动过程中，匀速圆周运动的向心加速度a =224π()R h T
+，A 错误；万有引力提供向心力，2()GMm R h +=224π()m R h T +，得月球质量M =23
24π()R h GT
+，月球的第一宇宙速度即在月球表面做匀速圆周运动的卫星线速度，2GMm R =21mv R
，可
得v 1，B 错误；月球表面没有空气，降落伞不受阻力，无法减速，C 错误；在月球表面万有引力提供重力，2GMm R =ma ，得a =2GM R =23
224π()R h R T
+，D 正确。
7．（1）1: （2）
【解析】（1）对做匀速圆周运动的卫星有：
可得
所以
（2）由，可知：，即a转动得更快
设至少经过时间t两卫星相距最远，则由图可得：
解得
8．（1）（2）（3）4π（4）g
【解析】（1）设地球质量为，地面上质量为的物体受重力等于万有引力：
解得：
地球的地球体积：
地球的密度：
（2）第一宇宙速度即近地卫星的环绕速度，
由得第一宇宙速度：
（3）根据万有引力提供环绕天体的向心力得：，
联立解得：
（4）该卫星轨道处重力加速度为，根据重力等于万有引力得：
联立解得：。