人教版（2019）物理必修第二冊(cè)同步練習(xí)7.4宇宙航行一、單選題1.2009年5月,航天飛機(jī)在完成對(duì)哈勃空間望遠(yuǎn)鏡的維修任務(wù)后,在A點(diǎn)從圓形軌道Ⅰ進(jìn)入橢圓軌道Ⅱ,B為軌道Ⅱ上的一點(diǎn),如圖所示,關(guān)于航天飛機(jī)的運(yùn)動(dòng),下列說法中正確的有(   )A.在軌道Ⅱ上經(jīng)過A的速度大于經(jīng)過
B.的速度B.在軌道Ⅱ上經(jīng)過A的速度等于在軌道Ⅰ上經(jīng)過A 的速度
C.在軌道Ⅱ上運(yùn)動(dòng)的周期小于在軌道Ⅰ上運(yùn)動(dòng)的周期
D.在軌道Ⅱ上經(jīng)過A的加速度小于在軌道Ⅰ上經(jīng)過A的加速度2.我國(guó)“嫦娥一號(hào)”探月衛(wèi)星發(fā)射后,先在“24小時(shí)軌道”上繞地球運(yùn)行(即繞地球一圈需要24小時(shí));然后,經(jīng)過兩次變軌依次到達(dá)“48小時(shí)軌道”和“72小時(shí)軌道”;最后奔向月球。如果按圓形軌道計(jì)算,并忽略衛(wèi)星質(zhì)量的變化,則在每次變軌完成后與變軌前相比(  )A.衛(wèi)星動(dòng)能增大,引力勢(shì)能減小
B.衛(wèi)星動(dòng)能增大,引力勢(shì)能增大
C.衛(wèi)星動(dòng)能減小,引力勢(shì)能減小
D.衛(wèi)星動(dòng)能減小,引力勢(shì)能增大3.我國(guó)已發(fā)射一顆繞月運(yùn)行的探月衛(wèi)星“嫦娥1號(hào)”設(shè)該衛(wèi)星的軌道是圓形的且貼近月球表面.已知月球的質(zhì)量約為地球質(zhì)量的,月球的半徑約為地球半徑的,地球上的第一宇宙速度約為7.9,則該探月衛(wèi)星繞月球運(yùn)行的速率約為(   )A.0.4
B.1.8
C.11
D.364.我國(guó)即將發(fā)射“天宮二號(hào)”空間實(shí)驗(yàn)室，之后發(fā)生“神舟十一號(hào)”飛船與“天宮二號(hào)”對(duì)接。假設(shè)“天宮二號(hào)”與“神舟十一號(hào)”都圍繞地球做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，為了實(shí)現(xiàn)飛船與空間實(shí)驗(yàn)室的對(duì)接，下列措施可行的是(   )A、使飛船與空間實(shí)驗(yàn)室在同一軌道上運(yùn)行，然后飛船加速追上空間實(shí)驗(yàn)室實(shí)現(xiàn)對(duì)接B、使飛船與空間實(shí)驗(yàn)室在同一軌道上運(yùn)行，然后空間實(shí)驗(yàn)室減速等待飛船實(shí)現(xiàn)對(duì)接C、飛船先在比空間實(shí)驗(yàn)室半徑小的軌道上加速，加速后飛船逐漸靠近空間實(shí)驗(yàn)室，兩者速度接近時(shí)實(shí)現(xiàn)對(duì)接D、飛船先在比空間實(shí)驗(yàn)室半徑小的軌道上減速，減速后飛船逐漸靠近空間實(shí)驗(yàn)室，兩者速度接近時(shí)實(shí)現(xiàn)對(duì)接二、多選題5.我國(guó)發(fā)射的神舟五號(hào)宇宙飛船的周期約為90,如果把它繞地球的運(yùn)動(dòng)看作是勻速圓周運(yùn)動(dòng),飛船的運(yùn)動(dòng)和一顆周期為120的繞地球作勻速圓周運(yùn)動(dòng)的人造地球衛(wèi)星相比,下列判斷中正確的是(   )A.飛船的軌道半徑大于衛(wèi)星的軌道半徑
B.飛船的運(yùn)行速度小于衛(wèi)星的運(yùn)行速度
C.飛船運(yùn)動(dòng)的向心加速度大于衛(wèi)星運(yùn)動(dòng)的向心加速度
D.飛船運(yùn)動(dòng)的角速度小于衛(wèi)星運(yùn)動(dòng)的角速度6.關(guān)于第一宇宙速度,下面說法中錯(cuò)誤的是(  )A.它是人造地球衛(wèi)星繞地球飛行的最小速度
B.它是人造地球衛(wèi)星在近地圓軌道上的運(yùn)行速度
C.它是能使衛(wèi)星進(jìn)人近地圓形軌道的最小發(fā)射速度
D.它是衛(wèi)星在橢圓軌道上運(yùn)行時(shí)近地點(diǎn)的速度7.已知地球的質(zhì)量為,半徑為,自轉(zhuǎn)周期為,地球同步衛(wèi)星質(zhì)量為,引力常量為。有關(guān)同步衛(wèi)星,下列結(jié)論正確的是(   )A.衛(wèi)星距離地面的高度為
B.衛(wèi)星的運(yùn)行速度小于第一宇宙速度
C.衛(wèi)星運(yùn)行時(shí)受到向心力的大小為
D.衛(wèi)星運(yùn)行的向心加速度小于地球表面的重力加速度三、計(jì)算題8.已知地球半徑為,地球表面重力加速度為,萬有引力常量為,不考慮地球自轉(zhuǎn)的影響.
1.求衛(wèi)星環(huán)繞地球運(yùn)行的第一宇宙速度;
2.若衛(wèi)星繞地球做勻速圓周運(yùn)動(dòng)且運(yùn)行周期為,求衛(wèi)星運(yùn)行半徑;
3.由題目所給條件,請(qǐng)?zhí)岢鲆环N估算地球平均密度的方法,并推導(dǎo)出密度表達(dá)式.
參考答案1.答案：C解析：2.答案：D解析：周期變長(zhǎng),表明軌道半徑變大,速度減小,動(dòng)能減小,引力做負(fù)功,故引力勢(shì)能增大,選D.3.答案：B解析：星球的第一宇宙速度即為圍繞星球做圓周運(yùn)動(dòng)的軌道半徑為該星球半徑時(shí)的環(huán)繞速度,由萬有引力提供向心力即可得出這一最大環(huán)繞速度。衛(wèi)星所需的向心力由萬有引力提供, 得,又由故月球和地球上第一宇宙速度之比1.8km/s,因此B正確。4.答案：C解析：A. B. 在同一軌道上運(yùn)行加速做離心運(yùn)動(dòng)，減速做向心運(yùn)動(dòng)均不可實(shí)現(xiàn)對(duì)接。則AB錯(cuò)誤C. 飛船先在比空間實(shí)驗(yàn)室半徑小的軌道上加速，則其做離心運(yùn)動(dòng)可使飛船逐漸靠近空間實(shí)驗(yàn)室，兩者速度接近時(shí)實(shí)現(xiàn)對(duì)接。則C正確D. 飛船先在比空間實(shí)驗(yàn)室半徑小的軌道上減速，則其做向心運(yùn)動(dòng)，不可能與空間實(shí)驗(yàn)室相接觸。則D錯(cuò)誤。故選：C5.答案：AC解析：衛(wèi)星繞地球運(yùn)行時(shí),地球?qū)πl(wèi)星的萬有引力提供衛(wèi)星運(yùn)行的向心力,由得,,由于地球同步衛(wèi)星的周期較長(zhǎng),故同步衛(wèi)星的軌道半徑較大,同步衛(wèi)星的運(yùn)行速度較小,A正確、B錯(cuò)誤;由得，知同步衛(wèi)星的角速度較小,D錯(cuò)誤;由得, ,知飛船運(yùn)動(dòng)的向心加速度大于同步衛(wèi)星運(yùn)動(dòng)的向心加速度.C正確。6.答案：AD解析：第一宇宙速度是人造地球衛(wèi)星繞地球飛行的最大運(yùn)行速度,即近地圓形軌道上的運(yùn)行速度,也是使人造地球衛(wèi)星進(jìn)人近地圓形軌道運(yùn)行的最小發(fā)射速度, 選項(xiàng)錯(cuò), 選項(xiàng)正確;當(dāng)時(shí).衛(wèi)星在橢圓軌道上運(yùn)動(dòng), 選項(xiàng)錯(cuò).7.答案：BD解析：根據(jù),A錯(cuò);由,B正確;由,C錯(cuò)、D正確。8.答案：1.
2.
3. 解析：1.重力等于向心力
解得
即衛(wèi)星環(huán)繞地球運(yùn)行的第一宇宙速度.
2.若不考慮地球自轉(zhuǎn)的影響,地面上質(zhì)量為的物體所受的重力等于地球?qū)ξ矬w的引力,即①
衛(wèi)星受到的萬有引力等于向心力②
由①②兩式解得
即衛(wèi)星運(yùn)行半徑.
3.由①式解得
因而.
即地球的密度為 .
  

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