人教版 (新课标)必修25.宇宙航行综合训练题

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 2020-2021学年人教版（2019）必修第二册 7.4宇宙航行 随堂检测（含解析）1.2020年7月23日12时41分，我国在海南文昌航天发射场，用长征五号遥四运载火箭将“天问一号”火星探测器发射升空，并成功送入预定轨道，迈出了我国自主开展行星探测的第一步。假设火星和地球绕太阳公转的运动均可视为匀速圆周运动。某一时刻，火星会运动到日地连线的延长线上，如图所示。下列选项正确的是（   ）A.“天问一号”在发射过程中处于完全失重状态  B.图示时刻发射“天问一号”，可以垂直地面发射直接飞向火星C.火星的公转周期大于地球的公转周期D.从图示时刻再经过半年的时间，太阳、地球、火星再次共线2.关于环绕地球运行的卫星，下列说法正确的是(   )A.在同一轨道上运行的两颗质量相同的卫星，它们的动量相同B.在赤道上空运行的两颗同步卫星，它们的机械能可能不同C.若卫星运动的周期与地球自转周期相同，它就是同步卫星D.沿椭圆轨道运行的卫星，在轨道不同位置可能具有相同的速率3.2020年6月23日,北斗系统最后一颗组网卫星发射成功,标志着北斗三号全球卫星导航系统星座部署比原计划提前半年全面完成.北斗系统由若干地球静止轨道卫星(同步卫星,轨道高度约为36000 km)、倾斜地球同步轨道卫星(轨道平面与赤道夹角为55°,轨道高度约为36000 km)和中圆地球轨道卫星(轨道高度约为21500 km)三种轨道卫星组成,则下列说法中正确的是(   )A.地球静止轨道卫星与珠海市的距离恒定,绕地球运转周期为24 hB.倾斜地球同步轨道卫星绕地球运转的线速度大于7.9 km/sC.中圆轨道卫星绕地球运转的角速度大于地球静止轨道卫星的角速度D.倾斜地球同步轨道卫星绕地球运转的向心加速度的大小等于地球静止轨道卫星向心加速度的大小4.“嫦娥四号”在月球背面软着陆后进行巡视探测,创造了人类探月的历史.为了实现“嫦娥四号”与地面间的太空通信,我国于2018年5月发射了中继卫星“鹊桥”,它是运行于地月拉格朗日点的通信卫星,点位于地球和月球连线的延长线上.若某飞行器运行至点,可以在几乎不消耗燃料的情况下与月球同步绕地球做匀速圆周运动,如图所示.已知地球的质量是月球的质量的k倍,飞行器的质量远小于月球的质量,地球与月球中心距离是点与月球中心距离的n倍.下列说法正确的是(   )A.飞行器的向心加速度大于月球的向心加速度B.飞行器的运行周期大于月球的运行周期C.飞行器所需的向心力由地球对其引力提供D.飞行器的速度小于月球的速度5.如图所示,发射地球同步卫星时,先将卫星发射至近地圆轨道1,然后点火,使其沿椭圆轨道2运行,最后再次点火,将卫星送入同步圆轨道3.轨道1、2相切于Q点,轨道2、3相切于P点,设卫星在轨道1和轨道3正常运行的速度和加速度分别为和,在轨道2经过P点时的速度和加速度为和,且当卫星分别在轨道1、2、3上正常运行时周期分别为,以下关系正确的是(   )A. B. C. D.6.2019年1月3日,我国发射的“嫦娥四号”探测器在月球背面成功着陆.若已知月球的半径为R,月球表面的重力加速度为g,“嫦娥四号”绕月球做匀速圆周运动的轨道半径为月球半径的k倍().则下列说法正确的是(   )A.“嫦娥四号”绕月球运行的周期为B.“嫦娥四号”绕月球运行的线速度大小为C.“嫦娥四号”绕月球运行的加速度为D.月球的第一宇宙速度为7.地球赤道上的物体随地球自转的向心加速度为,地球的同步卫星绕地球做匀速圆周运动的轨道半径为r,向心加速度为.已知引力常量为G,地球半径为R,地球两极表面的重力加速度为g.下列说法正确的是(   )A.地球质量 B.地球质量C. D.加速度大小之比8.2019年1月3日10时26分,由中国航天科技集团有限公司研制的嫦娥四号探测器成功着陆在月球背面,并通过“鹊桥”中继星传回了世界第一张近距离拍摄的月背影像图,揭开了古老月背的神秘面纱.若月球探测器绕月运行时的轨道是圆形的,且贴近月球表面,月球的质量约为地球质量的,月球的半径约为地球半径的,地球的第一宇宙速度约为7.9 km/s,则该月球探测器绕月运行的速率约为(   )A.1.8 km/s B.0.4 km/s C.11 km/s D.36 km/s

     
答案以及解析1.答案：C解析：A、“天问一号”在发射过程中，加速度向上，处于超重状态，故A错误；
B、根据万有引力提供向心力可知，，解得角速度：，地球的轨道半径小，角速度大，图示时刻垂直地面发射“天问一号”，不能直接飞向火星，故B错误；
C、根据开普勒第三定律可知，，地球的轨道半径小，公转周期小，火星的轨道半径大，公转周期大，故C正确；
D、从图示时刻再经过半年时间，地球运动到图示位置的对称点，但由于火星的角速度小，不能运动到图示位置的对称点，此时太阳、地球、火星不能再次共线，故D错误。2.答案：BD解析：A、在同一轨道上运行的两颗质量相同的卫星，它们的位置不同，则速度的方向一定不同，所以动量一定不相同，故A错误；
B、根据同步卫星的特点可知，同步卫星的线速度大小是相等的，若两颗卫星的质量不同，则它们的机械能不同，故B正确；
C、同步卫星只能在赤道的上空，不是所有的运动的周期与地球自转周期相同的卫星都在赤道的上空，故C错误；
D、沿椭圆轨道运行的卫星，在轨道不同位置，在卫星到地球球心的距离相等的点，卫星具有相同的速率，故D正确。3.答案：ACD解析：地球静止轨道卫星与地球保持相对静止,周期为24 h,由于其与地球保持相对静止,故其与珠海市距离恒定,A正确;绕地球运行的近地卫星速度为7.9 km/s,此为绕地球做圆周运动的卫星的最大运行速度,其他卫星运行速度均小于7.9 km/s,B错误;中圆轨道卫星的轨道半径小于地球静止轨道卫星,由得,,可知轨道半径越大角速度越小,因此其角速度大于地球静止轨道卫星,C正确;倾斜地球同步轨道卫星和地球静止轨道卫星的轨道半径相同,由可知,它们的向心加速度大小相同,故D正确.4.答案：A解析：飞行器的角速度与月球的角速度相等,由可知,轨道半径越大向心加速度越大,所以飞行器的向心加速度大于月球的向心加速度,故A正确;飞行器的角速度与月球的角速度相等,由公式可知周期相等,故B错误;飞行器所需的向心力由地球的引力与月球的引力的合力提供,故C错误;飞行器与月球的角速度相等,由可知，轨道半径越大速度越大,所以飞行器的速度大于月球的速度,故D错误.5.答案：BD解析：卫星绕地球做匀速圆周运动,根据万有引力提供向心力,得线速度,所以;在椭圆轨道远地点实施变轨,卫星做近心运动,此时万有引力大于卫星所需向心力,所以应给卫星加速,增大所需的向心力,所以卫星在轨道3上经过P点的速率大于在轨道2上经过P点的速率,即,则,故A错误,B正确.根据,得,所以,故C错误.根据开普勒第三定律得,所以,故D正确.6.答案：AC解析：“嫦娥四号”绕月球做匀速圆周运动,万有引力提供向心力,,在月球表面的物体,,解得,选项A正确;由得,“嫦娥四号”绕月球运行的线速度大小为，选项B错误;“嫦娥四号”绕月球运行的加速度,选项C正确;由得,月球的第一宇宙速度为,选项D错误.7.答案：B解析：对于地球两极表面的物体,有,对同步卫星,,解得地球的质量,B正确.地球赤道上的物体与同步卫星的角速度相等,根据知,,则.在赤道处,物体受到的万有引力的一个分力等于重力,另一个分力提供向心力,则,C、D错误.8.答案：A解析：根据得,,则,,A正确,B、C、D错误.