7.4 宇宙航行（备作业）-【上好课】2021-2022学年高一物理同步备课系列（人教版2019 必修第二册）（解析版）

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7.4 宇宙航行
一、选择题
1．中国计划于 2020 年发射火星探测器，探测器发射升空后首先绕太阳转动一段时间再调整轨道飞向火星。
火星探测器的发射速度（　　）
A．等于 7.9 km/s B．大于 16.7 km/s
C．大于 7.9 km/s 且小于 11.2km/s D．大于 11.2 km/s 且小于 16.7 km/s
【答案】D
【解析】第一宇宙速度为 7.9km/s，第二宇宙速度为B11.2km/s，第三宇宙速度为B16.7km/s，由题意可知，
火星探测器要脱离地球的引力，但不脱离太阳的引力，则火星探测器的发射速度大于 11.2km/s 且小于
16.7km/s；故 D正确，ABC 错误；
故选 D。
2．2021 年6月17 日我国神舟十二号载人飞船入轨后，按照预定程序，与在同一轨道上运行的“天和”核
心舱交会对接，航天员将进驻“天和”核心舱。交会对接后神舟十二号飞船与“天和”核心舱的组合体轨
道不变，将对接前飞船与对接后的组合体对比，下面说法正确的是（　　）
A．组合体的环绕速度大于神舟十二号飞船的环绕速度
B．组合体的环绕周期大于神舟十二号飞船的环绕周期
C．组合体的向心加速度大于神舟十二号飞船的向心加速度
D．组合体所受的向心力大于神舟十二号飞船所受的向心力
【答案】D
【解析】AB．由
可得 ，
可见 、 与质量 无关，周期与环绕速度不变，故 AB 错误；
C．由 可得 可知向心加速度与质量 无关，故 C错误；
D．向心力为 组合体的质量大于神舟十二号飞船的质量，则组合体所受的向心力大于神舟十二号
飞船所受的向心力，故 D正确。故选 D。
3．如图所示，在发射地球同步卫星的过程中，卫星首先进入椭圆轨道 I，然后在 Q 点通过改变卫星速度，
让卫星进入地球同步轨道Ⅱ，下列说法正确的是（　　）
A．该卫星的发射速度必定大于 11. 2 km/s
B．B．该卫星的同步轨道 II 可以在扬州正上方
C．在 Q 点该卫星在轨道 I 和轨道 II 上的速度相等
D．在 Q 点该卫星在轨道 I 和轨道 II 上的加速度相等
【答案】D
【解析】A．11.2km/s 是第二宇宙速度，是卫星脱离地球引力束缚的最小发射速度，故该卫星的发射速度
一定小于 11.2km/s，A错误；
B．地球同步卫星的轨道在赤道上空，该卫星的同步轨道 II 不可以在扬州正上方，B错误；
C．根据卫星变轨的原理可知，卫星在轨道Ⅰ上的 Q点，需加速，做离心运动进入轨道Ⅱ，即 Q 点该卫星
在轨道 I 和轨道 II 上的速度不相等，C错误；
D．在 Q点该卫星在轨道 I 和轨道 II 上受到的万有引力没变，则加速度相同，D正确。
故选 D。
4．北斗卫星导航系统是中国自行研制的全球卫星导航系统。为了兼顾高纬度地区的定位和导航需要，该
系统已布置了 10 余颗倾斜地球同步轨道卫星（IGSO），其轨道是与赤道平面呈一定夹角的圆形，圆心为
地心，运行周期与地球自转周期相同。关于倾斜地球同步轨道卫星，下列说法正确的是（　　）
A．倾斜地球同步轨道卫星不可能经过北京上空
B．倾斜地球同步轨道卫星运行的线速度大于 7.9km/s
C．不同倾斜地球同步轨道卫星距地心的距离均相等
D．倾斜地球同步轨道卫星的加速度大于
【答案】C
【解析】A．根据题目描述，倾斜地球同步轨道卫星的轨道是与赤道平面呈一定夹角的圆形，圆心为地心，
所以有可能在运动过程中经过北京上空，所以 A错误；
B．根据公式 ,
可知，卫星轨道半径越大，运行速度越小，而第一宇宙速度是最大的环绕速度，所以该卫星的运行速度比
第一宇宙速度小，B错误。
C．由题意可知，倾斜地球同步轨道卫星的周期与地球同步卫星的周期相同，根据 ,
可知，该卫星的轨道半径与地球同步卫星的轨道半径相同，即不同倾斜地球同步轨道卫星距地心的距离均
相等，所以 C正确；
D．根据
倾斜地球同步轨道卫星的轨道半径远大于地球的半径，可知其加速度小于 ，选项 D错误。
故选 C。
5．相对地面静止的人造卫星叫地球的同步卫星，其周期为 1天，月球也是地球的卫星，公转周期约为 27
天，同步卫星与月球相比，以下说法正确的是（　　）
A．同步卫星绕地球运动的向心加速度较小
B．同步卫星绕地球运动的角速度较小
C．同步卫星与月球的轨道半径之比为 1：9
D．同步卫星与月球绕地球运动的线速度之比为 1：3
【答案】C
【解析】A．地球的同步卫星，其周期为 1天，月球也是地球的卫星，公转周期约为 27 天，由开普勒第三
定律 ，可知地球的同步卫星轨道半径比月球绕地球转动的轨道半径小，由 ,
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