专题7.4 宇宙航行（练）-2021-2022学年高一物理同步讲练测（人教版2019必修第二册）（解析版）

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专题 7.4 宇宙航行（练）
一、单选题
1．2021 年12 月9日，中国空间站“天宫课堂”第一课正式开讲，这是时隔 8年之后，中
国航天员再次进行太空授课。空间站转一圈的时间约 90 分钟，保证太空授课信号通畅的功
臣是中继卫星，中继卫星在地球同步静止轨道运行，空间站、中继卫星绕地球的运动均可
视为匀速圆周运动，下列说法正确的是（　　）
A．空间站的角速度小于中继卫星的角速度
B．空间站的加速度大于中继卫星的加速度
C．空间站的线速度小于中继卫星的线速度
D．中继卫星的线速度等于第一宇宙速度
【答案】B
【解析】
A．中继卫星在地球同步静止轨道运行，周期为 24 小时，空间站转一圈约 90 分钟，由公式
知空间站角速度大于中继卫星角速度，故 A错误；
B．由开普勒第三定律
知中继卫星轨道半径大于空间站轨道半径，由
得
知空间站的加速度大于中继卫星的加速度，故 B正确；
CD．由万有引力定律提供向心力
得
可知空间站的线速度大于中继卫星的线速度，中继卫星的线速度小于第一宇宙速度，故
CD 错误。
故选 B。
2．天文学家发现了迄今离地球最近的“孪生星球”—— 行星，其围绕一颗恒
星转动，周期为 368 天，该行星直径约为地球的 1.6 倍，与恒星之间的距离与日、地距离相
近。某学生查阅资料得地球的直径大约为 ，地球与太阳间的距离大约为
，引力常量为 G，天体的运动近似为圆周运动，根据以上信息，以下说法正确的
是（　　）
A．可求出该恒星的质量
B．可求出行星 的质量
C．若在该行星发射卫星则可求出最小的发射速度
D．若有一卫星绕该行星运转周期为 T，则可求出行星的密度
【答案】A
【解析】
AB．根据万有引力充当向心力有
可求出中心天体的质量为
即可求出恒星质量，无法求出行星质量，故 A正确，B错误；
C．最小发射速度等于第一宇宙速度
行星的质量未知，不能求卫星的最小发射速度，故 C错误；
D．知道卫星的周期而不知道卫星的轨道半径，不能求出中心天体行星的质量，因此无法
求出行星的密度，故 D错误。
故选 A。
3．中国空间站天和核心舱于 2021 年4月29 日发射升空，准确进入预定轨道。天和核心舱
按既定飞行程序，开展各项在轨工作，先后与天舟三号货运飞船和神州十三号载人飞船成
功对接，不断完成空间站的在轨建造过程。核心舱绕地球飞行的轨道可视为圆轨道，轨道
离地面的高度约为地球半径的 ，万有引力常量为 G。下列说法正确的是：（　　）
A．宇航员在空间站演示小球在水中“浮力消失实验”是因为小球在空中不受重力
B．空间站在轨道中的飞行速度约为第一宇宙速度的 倍
C．还需知道空间站的公转周期就可以算出地球的质量
D．若载人飞船完成任务返回地面，则其从空间站分离后需加速
【答案】B
【解析】
A．宇航员在空间站演示小球在水中“浮力消失实验”，小球在空中仍受重力，而是重力
提供向心力，处于完全失重状态，故 A错误；
B．设地球半径为 R，第一宇宙速度为 v，由万有引力提供向心力有
其中
第一宇宙速度，是贴近地面卫星做匀速圆周运动的速度，由万有引力提供向心力有
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