人教 2019 物理 必修二 7.4 宇宙航行 同步练习 一．选择题（共 10 小题） 1．假设月球与地球同步卫星都绕地球做匀速圆周运动，那么下列结论正确的是（　　） A．月球绕地球周期大于地球同步卫星的周期 B．月球绕地球运动的线速度大于地球同步卫星的线速度 C．月球绕地球的加速度大于地球同步卫星的加速度 D．月球绕地球的角速度大于地球同步卫星的角速度 2．2021 年 5 月 30 日，我国“天舟二号”货运飞船 B 携带物资与在固定轨道上的空间站 A 成 功交会对接，如图所示，二者对接前分别在各自的轨道上做圆周运动。若用 s、θ 分别 表示 A、B 在时间 t 内通过的弧长和转过的角度，则在下列图像中，可能正确的是（ ） 3．2020 年 6 月 23 日，第 55 颗北斗导航卫星发射成功，这标志着我国提前半年完成北斗三 号全球卫星导航系统星座部署目标。第 55 颗卫星也是北斗三号全球卫星导航系统第三 颗地球静止，同步轨道卫星，关于这颗卫星的说法正确的是（　　） A．它的周期与地球公转周期相同 B．它的线速度小于赤道上物体随地球自转的线速度 C．它的向心加速度小于赤道上物体随地球自转的向心加速度 D．它的工作轨道在赤道平面内 4．2021 年 12 月 9 日，中国空间站“天宫课堂”第一课开讲。空间站轨道可简化为高度约 400km 的圆轨道，认为空间站绕地球做匀速圆周运动。在 400km 的高空也有非常稀薄的 空气，为了维持空间站长期在轨道上做圆周运动，需要连续补充能量。下列说法中正确 的是（　　） A．假设不补充能量，空间站将做离心运动 B．假设不补充能量，系统的机械能将减小 C．实际空间站的运行速度大于第一宇宙速度 D．实际空间站的运行速度大于第二宇宙速度 5．航天飞机在完成对哈勃空间望远镜的维修任务后，在 A 点短时间开动小型发动机进行 变轨，从圆形轨道Ⅰ进入椭圆轨道Ⅱ，B 为轨道Ⅱ上的一点，如图所示。下列说法中正 确的有（　　） A．航天飞机在轨道Ⅱ上经过 A 的速度大于经过 B 的速度 B．航天飞机在轨道Ⅱ上运动的周期大于在轨道Ⅰ上运动的周期 C．航天飞机在轨道Ⅱ上经过 A 的速度小于在轨道Ⅰ上经过 A 的速度 D．航天飞机在轨道Ⅱ上经过 A 的加速度大于在轨道Ⅰ上经过 A 的加速度 6．北斗导航系统又被称为“双星定位系统”，如图所示某时该系统中两颗工作卫星 a、b 均绕 地心 O 顺时针做匀速圆周运动。下列说法正确的是（　　） A．卫星 a、b 运行的角速度一定相同 B．卫星 a、b 所受的向心力大小一定相等 C．如果要使卫星 b 追上卫星 a，可以让卫星 a 在原轨道上减速 D．如果要使卫星 b 追上卫星 a，可以让卫星 b 在原轨道上加速 7．某个行星的半径是地球半径的 3 倍、其质量是地球质量 36 倍，则从该行星表面发射一 个环绕它做圆周运动的卫星，发射速度至少为（已知地球的第一宇宙速度为 v1 ） （　　） A．v1 B．12v1 C．4v1 D． 8．2021 年 10 月 14 日，我国成功发射首颗太阳探测科学技术试验卫星“羲和号”，它围绕地 球公转的轨道（即太阳同步轨道）面与太阳有固定的取向。若它绕地球公转的轨道可视 为圆轨道，距离地球表面高度约为 517 公里，远低于地球同步轨道高度，则（　　） A．“羲和号”围绕地球公转周期约为 24 小时 B．“羲和号”围绕地球公转周期约为 365 天 C．“羲和号”的发射速度小于第一宇宙速度 D．“羲和号”的运行速度大于地球同步轨道卫星的运行速度 9．北斗系统主要由离地面高度约为 6R（R 为地球半径）同步轨道卫星和离地面高度约为 3R 的中圆轨道卫星组成，设表面重力加速度为 g，忽略地球自转，则（　　） A．这两种卫星速度都大于 B．中圆轨道卫星的向心加速度约为 C．中圆轨道卫星的运行周期大于 24 小时 D．根据 可知，卫星从中圆轨道变轨到同步轨道，需向前方喷气减速 10．“双星系统”由两颗相距较近的恒星组成，每个恒星的线度远小于两个星体之间的距离 ， 而且双星系统一般远离其他天体。如图所示，两颗星球组成的双星，在相互之间的万有 引力作用下，绕连线上的 O 点做周期相同的匀速圆周运动。现测得两颗星之间的距离为 L，设质量分别用 m1、m2 表示，且 m1：m2＝5：2。则可知（　　） A．m1、m2 做圆周运动的线速度之比为 5：2 B．m1、m2 做圆周运动的角速度之比为 5：2 C．双星间距离一定，双星的总质量越大，其转动周期越大 D．双星的质量一定，双星之间的距离越大，其转动周期越大 二．多选题（共 5 小题） 11．如图所示，有 a、b、c、d 四颗卫星，a 还未发射，在赤道上随地球一起转动，b 是近 地卫星，c 是地球同步卫星，d 是高空探测卫星，卫星的运动均视为匀速圆周运动。下 列关于卫星的说法中正确的是（　　） A．卫星 a 与 b 的向心加速度相等，都等于重力加速度 g B．卫星 d 的线速度比卫星 c 的线速度小 C．卫星 a 的角速度比卫星 d 的角速度大 D．卫星 b 的周期比卫星 c 的周期大 12．北京时间 2021 年 8 月 19 日，我国在太原卫星发射中心用“长征四号”乙运载火箭，成功 将“天绘二号”02 组卫星发射升空，卫星顺利进入预定圆轨道。若在该卫星的轨道上还有 其他卫星绕地球运动，则对该轨道上的所有卫星，下列物理量相同的是（　　） A．周期 B．向心力的大小 C．动能 D．向心加速度的大小 13．下列关于地球同步卫星的说法正确的是（　　） A．它的公转周期与地球自转同步，离地面的高度和公转速度的大小可以任意选择 B．它的公转周期、离地面的高度、公转速度的大小都是一定的 C．我国发射的地球同步通讯卫星定点在北京正上空 D．它只能位于赤道正上方 14．2021 年 9 月 20 日，搭载“天舟三号”货运飞船的“长征七号”遥四运载火箭，在我国文昌 航天发射场点火发射，飞船成功进入预定轨道做圆周运动，之后再次点火加速与在轨运 行行的空间站组合体进行交会对接。已知飞船预定轨道的半径为地球半径的 n 倍，空间 站轨道半径为地球半径的 m 倍。已知 m＞n，空间站距地面高度小于同步卫星距地面高 度，则下列分析正确的是（　　） A．飞船在预定轨道做圆周运动时的线速度比空间站的线速度小 B．飞船在预定轨道做圆周运动时的加速度比空间站的加速度大 C．飞船在预定轨道运行时的角速度与空间站的角速度之比为 D．空间站绕地球做圆周运动的周期为 24h 15．“玉兔号”登月车在月球表面做了一个自由下落实验，测得物体从静止自由下落 h 高度 的时间为 t。已知月球半径为 R，自转周期为 T，引力常量为 G，则（　　） A．月球表面重力加速度为 B．月球的第一宇宙速度为 C．月球质量为 D．月球同步卫星离月球表面的高度为 三．填空题（共 2 小题） 16．某行星有甲、乙两颗卫星，设它们绕该行星运行的轨道均为圆形，甲的轨道半径为 R1，乙的轨道半径为 R2，R1＞R2，根据以上信息可知甲和乙的线速度之比为　 　，甲 的向心加速度　 　乙的向心加速度（选填“大于”、“等于”或“小于”）。 17．如图所示是北斗导航系统中部分卫星的轨道示意图，已知 a、b、c 三颗卫星均做圆周 运动，a 是地球同步卫星，则：卫星 a 的周期 　 　卫星 c 的周期；卫星 a 的加速度 卫星 b 的加速度。（选填“大于”、“等于”或“小于”） 四．计算题（共 3 小题） 18．天宫一号和神舟八号分别于 2011 年 9 月 29 日和 11 月 1 日成功发射，并在空间完成交 会对接，实现中国载人航天工程的一个新的跨越。天宫一号由长征运载火箭将其送入近 地点为 A，远地点为 B 的椭圆轨道上，实施变轨后，进入预定圆轨道，其简化的模拟轨 道如图所示。假设近地点 A 距地面高度为 h，飞船在预定圆轨道上飞行 n 圈所用的时间 为 t，地球表面的重力加速度为 g，地球半径 R，试求： （1）天宫一号在近地点 A 的加速度 aA 大小； （2）天宫一号在预定圆轨道上飞行的速度 v 的大小。 19．木星是太阳系中体积最大的行星，卫星众多。已知木星质量为 2.0×1027kg、半径为 7.0×107m；其中某卫星质量为 1.5×1022kg，做圆周运动的半径为 1.0×109m；忽略木星的 自转，G＝6.67×10﹣11N.m2/kg2，请根据以上数据计算（结果保留两位有效数字） （1）木星表面的重力加速度大小； （2）该卫星的周期。 20．有 a、b、c 三颗地球卫星，a 还未发射，在地球赤道上随地球表面一起转动，b 处于地 面附近轨道上正常运动（可认为其轨道半径等于地球半径），c 是地球同步通讯卫星。 设地球自转周期为 T，地球的质量为 M，地球的半径为 R，所有卫星的运动均视为匀速 圆周运动，求： （1）a 卫星的向心加速度的大小； （2）b 卫星的周期； （3）c 卫星与地面的距离。 人教 2019 物理 必修二 7.4 宇宙航行 同步练习 参考答案与试题解析 一．选择题（共 10 小题） 1．A。 2．B。 3．D。 4．B。 5．C。 6．A。 7．D。 8．D。 9．B。 10．D。 二．多选题（共 5 小题） 11．BC。 12．AD。 13．BD。 14．BC。 15．CD。 三．填空题（共 2 小题） 16． ；小于 17．等于；小于。 四．计算题（共 3 小题） 18．（1）天宫一号在近地点 A 的加速度 aA 大小为 （2）天宫一号在预定圆轨道上飞行的速度 v 的大小为 ； 。 19．（1）木星表面的重力加速度大小为 27m/s。 （2）该卫星的周期为 5.4×105s。 20．（1）a 卫星的向心加速度的大小为 （2）b 卫星的周期为 （3）c 卫星与地面的距离为 ； ； 。