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2019-2020年高中物理 6.5 宇宙航行同步檢測(cè) 新人教版必修2 1．(2011·北京日壇中學(xué)高一檢測(cè))地球人造衛(wèi)星繞地球做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，其飛行速率(　　) A．大于7.9km/s　　　 B．介于7.9～11.2km/s之間 C．小于7.9km/s D．一定等于7.9km/s 答案：C 2．(2011·哈九中高一檢測(cè))地球同步衛(wèi)星在通訊、導(dǎo)航和氣象等領(lǐng)域均有廣泛應(yīng)用，以下對(duì)于地球同步衛(wèi)星的說(shuō)法正確的是(　　) A．周期為24小時(shí)的地球衛(wèi)星就是地球同步衛(wèi)星 B．地球同步衛(wèi)星的發(fā)射速度必須介于第一與第二宇宙速度之間 C．地球同步衛(wèi)星的環(huán)繞速度必須介于第一與第二宇宙速度之間 D．在哈爾濱正上方通過(guò)的衛(wèi)星當(dāng)中可能有同步衛(wèi)星 答案：B 3．(xx·蚌埠二中高一檢測(cè))2008年9月25日至28日，我國(guó)成功實(shí)施了“神舟”七號(hào)載人飛船航天飛行．在劉伯明、景海鵬的配合下，翟志剛順利完成了中國(guó)人的第一次太空行走.9月27日19時(shí)24分，“神舟”七號(hào)飛行到31圈時(shí)，成功釋放了伴飛小衛(wèi)星，通過(guò)伴飛小衛(wèi)星可以拍攝“神舟”七號(hào)的運(yùn)行情況．若在無(wú)牽連情況下伴飛小衛(wèi)星與“神舟”七號(hào)保持相對(duì)靜止，下列說(shuō)法中正確的是(　　) A．伴飛小衛(wèi)星與“神舟”七號(hào)飛船繞地球運(yùn)動(dòng)的角速度相同 B．伴飛小衛(wèi)星繞地球沿圓軌道運(yùn)動(dòng)的速度比第一宇宙速度大 C．霍志剛在太空行走時(shí)的加速度和地面上的重力加速度大小相等 D．霍志剛在太空行走時(shí)不受地球的萬(wàn)有引力作用，處于完全失重狀態(tài) 答案：A 4．(青島模擬)據(jù)美國(guó)媒體報(bào)道，美國(guó)和俄羅斯的兩顆通信衛(wèi)星于2009年2月11日在西伯利亞上空相撞，這是人類有史以來(lái)的首次衛(wèi)星在軌碰撞事件．碰撞發(fā)生的地點(diǎn)位于西伯利亞上空490英里(約790公里)，比國(guó)際空間站的軌道高270英里(約434公里)．若兩顆衛(wèi)星的運(yùn)行軌道均可視為圓軌道，下列說(shuō)法正確的是(　　) A．碰撞后的碎片若受到大氣層的阻力作用，軌道半徑將變小，則有可能與國(guó)際空間站相撞 B．在碰撞軌道上運(yùn)行的衛(wèi)星，其周期比國(guó)際空間站的周期小 C．美國(guó)衛(wèi)星的運(yùn)行周期大于俄羅斯衛(wèi)星的運(yùn)行周期 D．在同步軌道上，若后面的衛(wèi)星一旦加速，將有可能與前面的衛(wèi)星相撞 答案：A 5．(吉林一中高一檢測(cè))如圖所示的三個(gè)人造地球衛(wèi)星，則下列說(shuō)法正確的是(　　) ①衛(wèi)星可能的軌道為a、b、c ②衛(wèi)星可能的軌道為a、c ③同步衛(wèi)星可能的軌道為a、c ④同步衛(wèi)星可能的軌道為a A．①③是對(duì)的 B．②④是對(duì)的 C．②③是對(duì)的 D．①④是對(duì)的 答案：B 6．我國(guó)已啟動(dòng)月球探測(cè)計(jì)劃“嫦娥工程”，如圖為設(shè)想中的“嫦娥1號(hào)”月球探測(cè)器飛行路線示意圖． (1)在探測(cè)器飛離地球的過(guò)程中，地球?qū)λ囊_______(選填“增大”“減小”或“不變”)． (2)結(jié)合圖中信息，通過(guò)推理，可以得出的結(jié)論是(　　) ①探測(cè)器飛離地球時(shí)速度方向指向月球 ②探測(cè)器經(jīng)過(guò)多次軌道修正，進(jìn)入預(yù)定繞月軌道 ③探測(cè)器繞地球的旋轉(zhuǎn)方向與繞月球的旋轉(zhuǎn)方向一致 ④探測(cè)器進(jìn)入繞月軌道后，運(yùn)行半徑逐漸減小，直至到達(dá)預(yù)定軌道 A．①③　　　 B．①④　　　 C．②③　　　 D．②④ 答案：(1)減小　(2)D 解析：(1)根據(jù)萬(wàn)有引力定律F＝G，當(dāng)距離增大時(shí)，引力減??； (2)由探測(cè)器的飛行路線可以看出：探測(cè)器飛離地球時(shí)指向月球的前方，當(dāng)?shù)竭_(dá)月球軌道時(shí)與月球“相遇”，①錯(cuò)誤；探測(cè)器經(jīng)多次軌道修正后，才進(jìn)入預(yù)定繞月軌道，②正確；探測(cè)器繞地球旋轉(zhuǎn)方向?yàn)槟鏁r(shí)針?lè)较?，繞月球旋轉(zhuǎn)方向?yàn)轫槙r(shí)針?lè)较颍坼e(cuò)誤；探測(cè)器進(jìn)入繞月軌道后，運(yùn)行半徑逐漸減小，直至到達(dá)預(yù)定軌道，④正確． 7．(上海市交大附中高一檢測(cè))2009年4月5日，朝鮮中央通訊社發(fā)表聲明宣布，朝鮮當(dāng)天上午在位于舞水端里的衛(wèi)星發(fā)射基地成功發(fā)射了一枚火箭，順利將“光明星2號(hào)”試驗(yàn)通信衛(wèi)星送入軌道．國(guó)際社會(huì)對(duì)此廣泛關(guān)注．美國(guó)軍方5日說(shuō)，朝鮮當(dāng)天發(fā)射的“衛(wèi)星”未能進(jìn)入軌道，發(fā)射物各節(jié)全部墜海；韓國(guó)政府方向作類似表述；俄羅斯外交部發(fā)言人涅斯捷連科5日表示，俄方已確認(rèn)朝鮮發(fā)射衛(wèi)星的事實(shí)，并呼吁有關(guān)方面在這一問(wèn)題的評(píng)價(jià)上保持克制．假如該衛(wèi)星繞地球運(yùn)行且軌道接近圓形，衛(wèi)星運(yùn)行周期為T，試求衛(wèi)星距離地面的高度．(已知地球半徑為R，地球表面的重力加速度為g) 答案：h＝(gR2T2/4π2)－R 解析：對(duì)地球上的物體m1，m1g＝Gm1M/R2 對(duì)衛(wèi)星m2，Gm2M/(R＋h)2＝4π2m2(R＋h)/T2 解之得：h＝(gR2T2/4π2)－R 能力提升 1．關(guān)于我國(guó)發(fā)射的“亞洲一號(hào)”地球同步通訊衛(wèi)星的說(shuō)法，正確的是(　　) A．若其質(zhì)量加倍，則軌道半徑也要加倍 B．它在北京上空運(yùn)行，故可用于我國(guó)的電視廣播 C．它以第一宇宙速度運(yùn)行 D．它運(yùn)行的角速度與地球自轉(zhuǎn)角速度相同 答案：D 解析：從G＝m得r＝軌道半徑與衛(wèi)星質(zhì)量無(wú)關(guān)．同步衛(wèi)星的軌道平面必須與赤道平面重合，即在赤道上空運(yùn)行，不能在北京上空運(yùn)行，第一宇宙速度是衛(wèi)星在最低圓道上運(yùn)行的速度，而同步衛(wèi)星是在高軌道上運(yùn)行，其運(yùn)行速度小于第一宇宙速度．所謂“同步”就是衛(wèi)星保持與地面赤道上某一點(diǎn)相對(duì)靜止，所以同步衛(wèi)星的角速度與地球自轉(zhuǎn)角速度相同． 2．2001年3月23日“和平”號(hào)空間站完成了它的歷史使命，墜落在浩瀚的南太平洋．“和平”號(hào)空間站是20世紀(jì)質(zhì)量最大，壽命最長(zhǎng)，載人最多，技術(shù)最先進(jìn)的航天器，它在空間運(yùn)行長(zhǎng)達(dá)15年，下面有關(guān)“和平”號(hào)空間站墜落過(guò)程的說(shuō)明正確的是(　　) A．“和平”號(hào)空間站進(jìn)入較稠密大氣層時(shí)，將與空氣摩擦，空氣阻力大大增加 B．“和平”號(hào)空間站在整個(gè)墜落過(guò)程中的運(yùn)動(dòng)軌跡是直線 C．“和平”號(hào)空間站在整個(gè)墜落過(guò)程中的運(yùn)動(dòng)軌跡是曲線 D．“和平”號(hào)空間站在進(jìn)入大氣層前，高度降低，速度變大 答案：ACD 解析：由F引＝F向得v＝則高度降低，運(yùn)動(dòng)軌道半徑減小，速度變大，進(jìn)入大氣層，空間站所受空氣阻力大大增加，將沿著曲線墜落，不可能沿直線行進(jìn)． 3．(2011·哈爾濱九中高一檢測(cè))我國(guó)發(fā)射的“嫦娥一號(hào)”衛(wèi)星繞月球經(jīng)過(guò)一年多的運(yùn)行，完成了既定任務(wù)，于2009年3月1日16時(shí)13分成功撞月．如圖為“嫦娥一號(hào)”衛(wèi)星撞月的模擬圖，衛(wèi)星在控制點(diǎn)1開(kāi)始進(jìn)入撞月軌道．假設(shè)衛(wèi)星繞月球作圓周運(yùn)動(dòng)的軌道半徑為R，周期為T，引力常量為G.根據(jù)題中信息，以下說(shuō)法正確的是(　　) A．可以求出月球的質(zhì)量 B．可以求出月球?qū)Α版隙鹨惶?hào)”衛(wèi)星的引力 C．“嫦娥一號(hào)”在地面的發(fā)射速度大于11.2km/s D. 由v＝可得要想讓R變小撞月，“嫦娥一號(hào)”衛(wèi)星應(yīng)在控制點(diǎn)1處加速 答案：A 4.(安徽潛山中學(xué)高一檢測(cè))2006年2月10日，如圖所示的圖形最終被確定為中國(guó)月球探測(cè)工程形象標(biāo)志，它以中國(guó)書法的筆觸，抽象地勾勒出一輪明月，一雙腳印踏在其上，象征著月球探測(cè)的終極夢(mèng)想，一位敢于思考的同學(xué)，為探月宇航員設(shè)計(jì)了測(cè)量一顆衛(wèi)星繞某星球表面做圓周運(yùn)動(dòng)的最小周期的方法：在某星球表面以初速度v0豎直上拋一個(gè)物體，若物體只受該星球引力作用，忽略其他力的影響，物體上升的最大高度為h，已知該星球的直徑為d，如果在這個(gè)星球上發(fā)射一顆繞它運(yùn)行的衛(wèi)星，其做圓周運(yùn)動(dòng)的最小周期為(　　) A. B. C. D. 答案：B 解析：v02＝2g′h，∴g′＝， 又mg′＝m·，∴T＝. 5．隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，人類已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了載人航天飛行，試回答下列問(wèn)題： (1)載人航天飛船做近地飛行時(shí)的速度約為_(kāi)_______km/s(已知地球半徑R地＝6400km，地球表面重力加速度g＝10m/s2)． (2)為了使飛船達(dá)到上述速度需有一個(gè)加速過(guò)程，在加速過(guò)程中，宇航員處于________狀態(tài)．人們把這種狀態(tài)下的視重與靜止在地球表面時(shí)的重力的比值用k表示，則k＝________(設(shè)宇航員的質(zhì)量為m，加速過(guò)程的加速度為a)選擇宇航員時(shí)，要求他對(duì)這種狀態(tài)的耐受力值為4≤k≤12，說(shuō)明飛船發(fā)射時(shí)的加速度值的變化范圍為_(kāi)_______． (3)航天飛船進(jìn)入距地球表面3R地的軌道繞地球做圓周運(yùn)動(dòng)時(shí)，質(zhì)量為64kg的宇航員處于______狀態(tài)，他的視重為_(kāi)_______N；實(shí)際所受重力為_(kāi)_______N. 答案：(1)8　(2)超重　　3g～11g　(3)完全失重　0　40 解析：(1)載人飛船近地飛行時(shí)，軌道半徑近似等于地球半徑，萬(wàn)有引力近似等于在地球表面的重力，提供其運(yùn)行的向心力，mg＝m，故v＝＝km/s＝8km/s. (2)設(shè)在飛船向上加速過(guò)程中宇航員受支持力FN，由牛頓第二定律FN－mg＝ma，得FN＝m(g＋a)>mg，宇航員處于超重狀態(tài)，k＝＝，由題意4≤k≤12，所以有3g≤a≤11g. (3)航天飛船在繞地球做勻速圓周運(yùn)動(dòng)時(shí)，重力完全用來(lái)提供向心力，宇航員處于完全失重狀態(tài)，視重(對(duì)座椅的壓力)為零，其實(shí)際所受重力也因離地高度增加而減少，為G′＝mg()2＝mg＝40N. 6．(xx·濰坊)我國(guó)的“嫦娥奔月”月球探測(cè)工程已經(jīng)啟動(dòng)，分“繞、落、回”三個(gè)發(fā)展階段：在xx年發(fā)射一顆繞月球飛行的衛(wèi)星在xx年前后發(fā)射一顆月球軟著陸器；在xx年前后發(fā)射一顆返回式月球軟著陸器，進(jìn)行首次月球樣品自動(dòng)取樣并安全返回地球，設(shè)想著陸器完成了對(duì)月球表面的考察任務(wù)后，由月球表面回到圍繞月球做圓周運(yùn)動(dòng)的軌道艙，其過(guò)程如圖所示．設(shè)軌道艙的質(zhì)量為m，月球表面的重力加速度為g，月球的半徑為R，軌道艙到月球中心的距離為r，引力常量為G，則試求： (1)月球的質(zhì)量； (2)軌道艙的速度和周期． 答案：(1)　(2)R　 解析：(1)設(shè)月球的質(zhì)量為M，則在月球表面G＝m′g得月球質(zhì)量M＝. (2)設(shè)軌道艙的速度為v，周期為T，則 G＝m，得v＝R G＝mr，T＝.