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高中物理人教版 (2019)必修 第二册4 宇宙航行复习练习题
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这是一份高中物理人教版 (2019)必修 第二册4 宇宙航行复习练习题,共9页。试卷主要包含了选择题,计算题等内容,欢迎下载使用。
1.绕地球做圆周运动的空间实验室所受到的引力提供向心力,空间实验室里能完成的实验是( )
A.用天平测物体的质量
B.用弹簧测力计、刻度尺探究两个互成角度的力的合成规律
C.用弹簧测力计测物体的重力
D.求做自由落体运动物体的加速度
2.如图所示,在地球轨道外侧有一小行星带。假设行星带中的小行星都只受太阳引力作用,并绕太阳做匀速圆周运动。下列说法正确的是( )
A.小行星带内侧行星的加速度小于外侧行星的加速度
B.与太阳距离相等的每一颗小行星,受到太阳的引力大小都相等
C.各小行星绕太阳运行的周期大于一年
D.小行星带内各行星绕太阳公转的线速度均大于地球公转的线速度
3.(2022·江苏苏州实验中学期中)如图所示,地面上A、B两处的中点处有一点光源S,甲观察者站在光源旁,乙观察者乘坐速度为v(接近光速)的火箭沿AB方向飞行,两观察者身边各有一个事先在地面校准了的相同的时钟,下列对相关现象的描述中,正确的是( )
A.甲测得的光速为c,乙测得的光速为cv
B.甲认为飞船中的钟变慢了,乙认为甲身边的钟变快了
C.甲测得的AB间的距离小于乙测得的AB间的距离
D.当光源S发生一次闪光后,甲认为A、B两处同时接收到闪光,乙则认为B先接收到闪光
4.珠峰高程测量登山队于北京时间2020年5月27日,成功登顶珠峰,人类首次在珠峰峰顶开展重力测量。如果忽略地球自转的影响,测得一个物体在峰底的重力为G1,在峰顶的重力为G2,峰底离地心的距离为R,则峰顶到峰底的高度为( )
A.1-G2G1R B.G1G2-1R
C.G1G2-1RD.1-G2G1R
5.(2022·广东肇庆高一期末)如图所示,天问一号从地球飞向火星时的转移轨道又叫霍曼转移轨道。霍曼转移轨道是与火星和地球公转轨道均相切的椭圆轨道,其切点分别为P、Q。已知地球公转周期为T1,火星公转周期为T2,天问一号从霍曼转移轨道P点运动到Q点所用时间为t,则( )
A.tT22
C.T126.2022年7月25日10时03分,神舟十四号航天员乘组成功开启问天实验舱舱门,顺利进入问天实验舱,这是中国航天员首次在轨进入科学实验舱。 在空间站他们一天内能看到16次日出。若空间站绕地球飞行可视为匀速圆周运动,根据以上信息及日常天文知识,可求得空间站轨道半径与地球同步卫星轨道半径之比为( )
A.132 B.3123
C.1232 D.1434
7.天问一号从地球发射后,在如图甲所示的P点沿地火转移轨道到Q点,再依次进入如图乙所示的调相轨道和停泊轨道,则天问一号( )
A.发射速度介于7.9 km/s与11.2 km/s之间
B.从P点转移到Q点的时间小于6个月
C.在环绕火星的停泊轨道运行的周期比在调相轨道上小
D.在地火转移轨道运动时的速度均大于地球绕太阳运动的速度
8.(2022·安徽涡阳第九中学高一期末)火星的半径是地球半径的一半,其质量是地球质量19,一航天员在地球上最多能举起80 kg的物体,那么他在火星上最多能举起的物体质量为( )
A.180 kgB.150 kg
C.120 kgD.90 kg
9.如图所示,两星球相距为l,质量之比为mA:mB=1∶9,两星球半径远小于l。沿A、B连线从星球A向B以某一初速度发射一探测器,只考虑星球A、B对探测器的作用。下列说法正确的是( )
A.探测器的速度一直减小
B.探测器在距星球A为14l处加速度为零
C.若探测器能到达星球B,其速度可能恰好为零
D.若探测器能到达星球B,所受合外力先变小后变大
10.如图所示为10月20日至23日期间中国空间站的轨道距离地面高度数据图。假设除了变轨过程,中国空间站在不同高度轨道上都是绕地球进行匀速圆周运动,则下列说法正确的是( )
A.10月21日3点16分,发动机向后喷气使得中国空间站速度增加
B.10月21日3点16分,发动机向前喷气使得中国空间站速度减小
C.中国空间站在10月22日运行的线速度大于其在10月20日运行的线速度
D.中国空间站在10月22日运行的线速度小于其在10月20日运行的线速度
11.“嫦娥之父”欧阳自远预计我国将在2030年实现火星的采样返回。已知地球的质量约为火星质量的N倍,地球的半径约为火星半径的K倍,则下列说法正确的是( )
A.地球的密度是火星的NK倍
B.地球表面的重力加速度是火星表面的NK2倍
C.地球的第一宇宙速度是火星的NK倍
D.地球同步卫星的运行速度是火星同步卫星的NK倍
12.(2022·甘肃张掖第二中学高一期中)我国在西昌卫星发射中心用长征运载火箭将卫星成功送入太空,已知地球自转周期T0,月球半径R,环月卫星距离月球表面的高度h,月球表面的重力加速度g,引力常量G。下列说法中正确的是( )
A.月球的质量M=gR2G
B.卫星的角速度与地球自转的角速度之比为T02πgR2R+h3
C.月球的密度ρ=3Gg4πR
D.卫星绕月球运行的速率v=gR+h
二、计算题(共4小题)
13.北京时间2021年5月19日12时03分,我国在酒泉卫星发射中心用长征四号乙运载火箭,成功将海洋二号D卫星送入预定轨道,发射任务获得圆满成功。已知卫星入轨后绕地球做匀速圆周运动的轨道半径为r、运行周期为T,地球表面的重力加速度为g,引力常量为G。求:
(1)海洋二号D卫星做匀速圆周运动的向心加速度的大小a;
(2)地球的半径R。
14.某天文爱好者在观测某行星时,测得绕该行星的卫星做圆周运动的半径r的三次方与运动周期T的平方满足如图所示的关系,图中a、b、R已知,且R为该行星的半径。
(1)求该行星的第一宇宙速度。
(2)若在该行星上高为h处水平抛出一个物体,水平位移也为h,则抛出的初速度为多大?
15.(2022·湖北襄阳五中高一阶段练习)如图所示,我国北斗导航系统中,卫星A与卫星B在同一轨道平面内均绕地心O做逆时针方向的匀速圆周运动。若卫星A的运动周期为T,卫星B的轨道半径为卫星A轨道半径的2倍。从某次卫星A、B距离最近时开始计时,求:
(1)卫星B的周期;
(2)O、A、B三者间第一次构成直角三角形经历的时间。
16.(2022·山西长治第二中学高一下期中)万有引力定律揭示了天体运动规律与地上物体运动规律具有内在的一致性。
(1)用弹簧测力计称量一个相对于地球静止的物体的重力,随称量位置的变化可能会有不同结果。已知地球质量为M,自转周期为T,引力常量为G。将地球视为半径为R、质量分布均匀的球体,不考虑空气的影响。设在地球北极地面称量时,弹簧测力计的读数是F0。
①若在北极上空高出地面h处称量,弹簧测力计读数为F1,求比值F1F0的表达式,并就h=1.0%R的情形算出具体数值(计算结果保留两位有效数字);
②若在赤道表面称量,弹簧测力计读数为F2,求比值F2F0的表达式。
(2)设想地球绕太阳公转的圆周轨道半径为r、太阳半径为Rs和地球的半径R三者均减小为现在的1.0%,而太阳和地球的密度均匀且不变。仅考虑太阳与地球之间的相互作用,以现实地球的1年为标准,计算“设想地球”的1年将变为多长?
1.绕地球做圆周运动的空间实验室所受到的引力提供向心力,空间实验室里能完成的实验是( )
A.用天平测物体的质量
B.用弹簧测力计、刻度尺探究两个互成角度的力的合成规律
C.用弹簧测力计测物体的重力
D.求做自由落体运动物体的加速度
2.如图所示,在地球轨道外侧有一小行星带。假设行星带中的小行星都只受太阳引力作用,并绕太阳做匀速圆周运动。下列说法正确的是( )
A.小行星带内侧行星的加速度小于外侧行星的加速度
B.与太阳距离相等的每一颗小行星,受到太阳的引力大小都相等
C.各小行星绕太阳运行的周期大于一年
D.小行星带内各行星绕太阳公转的线速度均大于地球公转的线速度
3.(2022·江苏苏州实验中学期中)如图所示,地面上A、B两处的中点处有一点光源S,甲观察者站在光源旁,乙观察者乘坐速度为v(接近光速)的火箭沿AB方向飞行,两观察者身边各有一个事先在地面校准了的相同的时钟,下列对相关现象的描述中,正确的是( )
A.甲测得的光速为c,乙测得的光速为cv
B.甲认为飞船中的钟变慢了,乙认为甲身边的钟变快了
C.甲测得的AB间的距离小于乙测得的AB间的距离
D.当光源S发生一次闪光后,甲认为A、B两处同时接收到闪光,乙则认为B先接收到闪光
4.珠峰高程测量登山队于北京时间2020年5月27日,成功登顶珠峰,人类首次在珠峰峰顶开展重力测量。如果忽略地球自转的影响,测得一个物体在峰底的重力为G1,在峰顶的重力为G2,峰底离地心的距离为R,则峰顶到峰底的高度为( )
A.1-G2G1R B.G1G2-1R
C.G1G2-1RD.1-G2G1R
5.(2022·广东肇庆高一期末)如图所示,天问一号从地球飞向火星时的转移轨道又叫霍曼转移轨道。霍曼转移轨道是与火星和地球公转轨道均相切的椭圆轨道,其切点分别为P、Q。已知地球公转周期为T1,火星公转周期为T2,天问一号从霍曼转移轨道P点运动到Q点所用时间为t,则( )
A.t
C.T12
A.132 B.3123
C.1232 D.1434
7.天问一号从地球发射后,在如图甲所示的P点沿地火转移轨道到Q点,再依次进入如图乙所示的调相轨道和停泊轨道,则天问一号( )
A.发射速度介于7.9 km/s与11.2 km/s之间
B.从P点转移到Q点的时间小于6个月
C.在环绕火星的停泊轨道运行的周期比在调相轨道上小
D.在地火转移轨道运动时的速度均大于地球绕太阳运动的速度
8.(2022·安徽涡阳第九中学高一期末)火星的半径是地球半径的一半,其质量是地球质量19,一航天员在地球上最多能举起80 kg的物体,那么他在火星上最多能举起的物体质量为( )
A.180 kgB.150 kg
C.120 kgD.90 kg
9.如图所示,两星球相距为l,质量之比为mA:mB=1∶9,两星球半径远小于l。沿A、B连线从星球A向B以某一初速度发射一探测器,只考虑星球A、B对探测器的作用。下列说法正确的是( )
A.探测器的速度一直减小
B.探测器在距星球A为14l处加速度为零
C.若探测器能到达星球B,其速度可能恰好为零
D.若探测器能到达星球B,所受合外力先变小后变大
10.如图所示为10月20日至23日期间中国空间站的轨道距离地面高度数据图。假设除了变轨过程,中国空间站在不同高度轨道上都是绕地球进行匀速圆周运动,则下列说法正确的是( )
A.10月21日3点16分,发动机向后喷气使得中国空间站速度增加
B.10月21日3点16分,发动机向前喷气使得中国空间站速度减小
C.中国空间站在10月22日运行的线速度大于其在10月20日运行的线速度
D.中国空间站在10月22日运行的线速度小于其在10月20日运行的线速度
11.“嫦娥之父”欧阳自远预计我国将在2030年实现火星的采样返回。已知地球的质量约为火星质量的N倍,地球的半径约为火星半径的K倍,则下列说法正确的是( )
A.地球的密度是火星的NK倍
B.地球表面的重力加速度是火星表面的NK2倍
C.地球的第一宇宙速度是火星的NK倍
D.地球同步卫星的运行速度是火星同步卫星的NK倍
12.(2022·甘肃张掖第二中学高一期中)我国在西昌卫星发射中心用长征运载火箭将卫星成功送入太空,已知地球自转周期T0,月球半径R,环月卫星距离月球表面的高度h,月球表面的重力加速度g,引力常量G。下列说法中正确的是( )
A.月球的质量M=gR2G
B.卫星的角速度与地球自转的角速度之比为T02πgR2R+h3
C.月球的密度ρ=3Gg4πR
D.卫星绕月球运行的速率v=gR+h
二、计算题(共4小题)
13.北京时间2021年5月19日12时03分,我国在酒泉卫星发射中心用长征四号乙运载火箭,成功将海洋二号D卫星送入预定轨道,发射任务获得圆满成功。已知卫星入轨后绕地球做匀速圆周运动的轨道半径为r、运行周期为T,地球表面的重力加速度为g,引力常量为G。求:
(1)海洋二号D卫星做匀速圆周运动的向心加速度的大小a;
(2)地球的半径R。
14.某天文爱好者在观测某行星时,测得绕该行星的卫星做圆周运动的半径r的三次方与运动周期T的平方满足如图所示的关系,图中a、b、R已知,且R为该行星的半径。
(1)求该行星的第一宇宙速度。
(2)若在该行星上高为h处水平抛出一个物体,水平位移也为h,则抛出的初速度为多大?
15.(2022·湖北襄阳五中高一阶段练习)如图所示,我国北斗导航系统中,卫星A与卫星B在同一轨道平面内均绕地心O做逆时针方向的匀速圆周运动。若卫星A的运动周期为T,卫星B的轨道半径为卫星A轨道半径的2倍。从某次卫星A、B距离最近时开始计时,求:
(1)卫星B的周期;
(2)O、A、B三者间第一次构成直角三角形经历的时间。
16.(2022·山西长治第二中学高一下期中)万有引力定律揭示了天体运动规律与地上物体运动规律具有内在的一致性。
(1)用弹簧测力计称量一个相对于地球静止的物体的重力,随称量位置的变化可能会有不同结果。已知地球质量为M,自转周期为T,引力常量为G。将地球视为半径为R、质量分布均匀的球体,不考虑空气的影响。设在地球北极地面称量时,弹簧测力计的读数是F0。
①若在北极上空高出地面h处称量,弹簧测力计读数为F1,求比值F1F0的表达式,并就h=1.0%R的情形算出具体数值(计算结果保留两位有效数字);
②若在赤道表面称量,弹簧测力计读数为F2,求比值F2F0的表达式。
(2)设想地球绕太阳公转的圆周轨道半径为r、太阳半径为Rs和地球的半径R三者均减小为现在的1.0%,而太阳和地球的密度均匀且不变。仅考虑太阳与地球之间的相互作用,以现实地球的1年为标准,计算“设想地球”的1年将变为多长?