物理人教版 (2019)4 宇宙航行精品课后作业题

7.4 宇宙航行（原卷版）

一、单选题（本大题共20小题）

1.[容易]如图所示为1687年出版的自然哲学的数学原理一书中牛顿所画草图．他设想在高山上水平抛出物体，若速度一次比一次大，落点就一次比一次远．当速度足够大时，物体就不会落回地面，成为人造地球卫星．若不计空气阻力，这个速度至少为

A.  B.  C.  D.

2.[较易]对于人造地球卫星，下列说法中正确的是

A. 卫星质量越大，离地越近，速度越大，周期越短
B. 卫星质量越小，离地越近，速度越大，周期越长
C. 卫星质量越大，离地越近，速度越小，周期越短
D. 与卫星质量无关，离地越远，速度越小，周期越长

3.[较易]我国首次火星探测任务被命名为“天问一号”。已知火星质量约为地球质最的，半径约为地球半径的，下列说法正确的是

A. 火星探测器的发射速度应大于地球的第二宇宙速度
B. 火星探测器的发射速度应介于地球的第一和第二宇宙速度之间
C. 火星的第一字宙速度大于地球的第一宇宙速度
D. 火星表面的重力加速度大于地球表面的重力加速度

4.[较易]2019年5月17日，我国成功发射第45颗北斗导航卫星，该卫星属于地球静止轨道卫星同步卫星该卫星    

A. 入轨后可以位于北京正上方     B. 入轨后的速度大于第一宇宙速度
C. 发射速度大于第二宇宙速度    D. 绕地球做圆周运动的周期为24小时

5.[较易]据估算，“天问一号”探测器将于2020年除夕夜到达火星，向世人展示火星之美。未来，宇航员登陆火星，并在火星表面以大小为v的速度竖直向上抛出一小球，小球经时间t落回抛出点，不计火星表面的空气阻力。若火星的半径为R，则火星的第一宇宙速度为

A.  B.  C.  D.

6.[较易]若你是第一位登上月球的中国宇航员，登月后你测得质量为m的物体在月球表面所受重力大小为，已知月球的半径为R，月球绕地球公转视为圆周运动的周期为T、线速度大小为v，引力常量为G，不考虑月球的自转，则地球对月球的万有引力大小为     

A.  B.  C.  D.

7.[较易]如图，“食双星”是指在相互引力作用下绕连线上O点做匀速圆周运动，彼此掩食像月亮挡住太阳而造成亮度发生周期性变化的两颗恒星。在地球上通过望远镜观察这种双星，视线与双星轨道共面。观测发现每隔时间T两颗恒星与望远镜共线一次，已知两颗恒星A、B间距为d，万有引力常量为G，则可推算出双星的总质量为

A.  B.  C.  D.

8.[一般]1999年11月21日，我国“神舟”号宇宙飞船成功发射并收回，这是我国航天史上重要的里程碑。新型“长征”运载火箭，将重达的飞船向上送至近地轨道1，如图所示。飞船与火箭分离后，在轨道1上以速度绕地球做匀速圆周运动，则

A. 飞船在轨道3上的速率大于在轨道1上的速率
B. 飞船在轨道3上的角速度大于在轨道1上的角速度
C. 飞船在轨道1上经过Q点的加速度大于它在轨道2上经过Q点的加速度
D. 飞船在轨道2上经过P点的加速度等于它在轨道3上经过P点的加速度

9.[一般]2016年9月15日晚，“天宫二号”空间实验室成功发射后进行了圆化轨道控制，使进入380公里的预定轨道．10月19日凌晨，“神州十一号”与“天宫二号”成功实施交会对接，在对接前“天宫二号”和“神州十一号”在各自轨道上绕地球做匀速圆周运动，如图所示，则在对接前

A. “天宫二号”的运行速率小于“神州十一号”的运行速率
B. “天宫二号”的运行周期等于“神州十一号”的运行周期
C. “天宫二号”的角速度等于“神州十一号”的角速度
D. “天宫二号”的向心加速度大于“神州十一号”的向心加速度

10.[一般]火星探测任务“天问一号”的标识如图所示。若火星和地球绕太阳的运动均可视为匀速圆周运动，火星公转轨道半径与地球公转轨道半径之比为3：2，则火星与地球绕太阳运动的

A. 轨道周长之比为2：3
B. 线速度大小之比为：
C. 角速度大小之比为：
D. 向心加速度大小之比为9：4

11.[一般]2013年6月11日17时38分，神舟十号飞船在酒泉卫星发射中心发射升空，13日中午与天宫一号首次实施自动交会对接和手控交会对接．3名航天员将进驻天宫一号开展多项航天医学、技术试验及太空授课活动．设航天员在一系列实验中测出自己绕地球球心做匀速圆周运动的周期T，离地面的高度为h，地球半径为根据T、h、R和万有引力恒量G，航天员不能计算出下面的哪些物理量？

A. 飞船所需的向心力 B. 地球的平均密度
C. 地球的质量 D. 飞船线速度的大小

12.[一般]地球赤道上的山丘e，近地资源卫星p、同步通信卫星q和月球m，均在赤道平面上绕地心做匀速圆周运动设e、p、q、m的圆周运动速率分别为、、、，向心加速度分别为、、、，则   

A.  B.
C.  D.

13.[一般]我国首次火星探测任务被命名为“天问一号”。已知火星质量约为地球质量的，半径约为地球半径的，下列说法正确的是

A. 火星探测器的发射速度应大于地球的第二宇宙速度
B. 火星探测器的发射速度应介于地球的第一和第二宇宙速度之间
C. 火星的第一宇宙速度大于地球的第一宇宙速度
D. 火星表面的重力加速度大于地球表面的重力加速度

14.[一般]关于地球同步卫星，下列说法正确的是

A. 它可在杭州上空运行
B. 各国发射的这种卫星轨道半径不一样
C. 它运行的角速度一定等于地球自转的角速度
D. 它运行的线速度介于第一宇宙速度和第二宇宙速度之间

15.[一般]中国北斗卫星导航系统是继美国全球定位系统、俄罗斯格洛纳斯卫星导航系统之后第三个成熟的卫星导航系统。北斗导航系统中有几颗卫星是地球同步卫星，GPS导航系统是由周期约为12h的卫星群组成。则北斗导航系统的同步卫星与GPS导航卫星相比     

A. 北斗导航系统的同步卫星的角速度大
B. 北斗导航系统的同步卫星的轨道半径小
C. GPS导航卫星的线速度大
D. GPS导航卫星的向心加速度小

16.[一般]如图所示，有A，B两个行星绕同一恒星O做圆周运动，旋转方向相同，A行星的周期为，B行星的周期为，在某一时刻两行星第一次相遇即两行星距离最近，则

A. 经过时间，两行星将第二次相遇即两行星距离最近
B. 经过时间，两行星将第二次相遇即两行星距离最近
C.  经过时间，两行星第一次相距最远
D. 经过时间，两行星第一次相距最远

17.[较难]靠近地面运行的近地卫星的加速度大小为，地球同步轨道上的卫星的加速度大小为，赤道上随地球一同运转相对地面静止的物体的加速度大小为，则

A.  B.  C.  D.

18.[较难]如图所示，设行星绕太阳的运动是匀速圆周运动，金星自身的半径是火星的n倍，质量为火星的k倍。不考虑行星自转的影响，则

A. 金星表面的重力加速度是火星的倍
B. 金星的“第一宇宙速度”是火星的倍
C. 金星绕太阳运动的加速度比火星小
D. 金星绕太阳运动的周期比火星大

19.[较难]两颗行星A、B均在同一平面内沿相同的环绕方向围绕中心天体运动，经过观测发现每隔最短时间t行星A与行星B相距最近一次。两行星的运动均可看作匀速圆周运动，若行星A的运行周期为，则行星B的运行周期为   

A.  B.  C.  D.

20.[较难]当地球卫星绕地球做匀速圆周运动，其实际绕行速率

A. 一定等于         B. 一定等于或小于
C. 一定大于         D. 一定介于之间

二、计算题（本大题共3小题）

21.[一般]假设未来的人类登上某一地外行星。一个人在该行星表面以速率竖直上抛一个小球，经过t时间后回到抛出点。设这个行星的半径为R，万有引力常量为G，回答下面问题：

该行星表面的重力加速度大小

该行星的平均密度

如果将来要在这颗行星上发射环绕卫星，环绕这个行星的第一宇宙速度大小约为多少？

22.[较难]众多的恒星组成不同层次的恒星系统，最简单的恒星系统是两颗互相绕转的双星，如下图所示，两星各以一定速率绕其连线上某一点匀速转动，这样才不至于因万有引力作用而吸引在一起，已知双星质量分别为、，它们间的距离始终为L，引力常数为G，求：
 

双星旋转的中心O到的距离；

双星的转动周期。

23.[较难]2016年11月18日13时59分，“神舟十一号”飞船返回舱在内蒙古中部预定区域成功着陆，执行飞行任务的航天员在“天宫二号”空间实验室工作生活30天后，顺利返回祖国，创造了中国航天员太空驻留时间的新纪录，标志着我国载人航天工程空间实验室任务取得重要成果。

已知月球表面的重力加速度大小g，月球的半径为R，引力常量为G。请你试求出：

月球的质量

月球的第一宇宙速度

若距离月球表面的高为h处有一颗月球的卫星在绕着月球做匀速圆周运动，则该卫星的的线速度v是多少？