7.4 宇宙航行-习题训练-2021-2022学年高一下学期物理人教版（2019）必修第二册

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《宇宙航行》习题训练

宇宙速度

1．“天问一号”是中国自主设计的火星探测器，已于 2021 年3月到达火星。已知火星直径约为地球直径

的50%，火星质量约为地球质量的 10%，下列说法正确的是（　　）

A．“天问一号”的发射速度大于第一宇宙速度小于第二宇宙

速度

B．火星表面的重力加速度比地球表面的重力加速度大

C．“天问一号”在火星表面圆轨道上的绕行速度大于

7.9km/s

D．火星近地卫星的周期大于地球近地卫星的周期

2．电影《火星救援》的热映，激起了人们对火星的关注。若宇航员在火星表面将小球（视为质量均匀分

布）竖直上抛，取抛出位置的位移，从小球抛出开始计时，以竖直向上为正方向，小球运动的图

像如图所示（其中 a、b均为已知量）。火星的半径为 R，引力常量为 G，忽略火星的自转。求：

（1）火星表面的重力加速度大小 g；

（2）火星的质量 M及其第一宇宙速度 v。

人造卫星

3．截止 2020 年底，中国在轨卫星数量大约 400 颗，居世界第二位。现有质量相同的三颗卫星 a、b、c绕

地球沿逆时针方向运动，其中卫星 a为遥感卫星“高分三号”，b、c为同步卫星，则（　　）

A．卫星 c加速就可以使 c与b对接 B．卫星 a和b间的距离保持不变

C．卫星 a的动能大于卫星 b的动能 D．卫星 a的机械能大于卫星 b的机械能

4．（多选）2021 年10 月，中国发射了首颗太阳探测科学技术试验卫星——羲和号，用于实现太阳 H波段

光谱成像的空间探测，该卫星轨道为圆轨道，通过地球南北两极上方，离地高度约为 517km。如图所示，

a为羲和号，b为地球同步卫星，c为赤道上随地球一起转动的物体。已知地球半径约为 6400km，下列说

法正确的是（　　）

A．a的发射速度大于第二宇宙速度 B．a、b、c的线速度大小关系为

C．a的向心加速度大于 c的向心加速度 D．a的运行周期小于 24h

5．（多选）2020 年6月23 日，我国在西昌卫星发射中心成功发射北斗系统第 55 颗导航卫星，至此北斗全

球卫星导航系统星座布署全面完成。北斗航系统由不同轨道的卫星构成，其中北斗导航系统第 41 颗卫星为

地球同步轨道卫星，它的轨道半径约为 4.2×107m。第 44 颗为倾斜地球同步卫星，运行周期等于地球的自

转周期 24h。两种同步卫星的绕行轨道都为圆轨道。倾斜地球同步轨道平面与地球赤道平面成一定的夹角，

如图所示。已知引力常量 G=6.67×10-11Nm2/kg2。下列说法中正确的是（　　）

A．两种同步卫星的轨道半径大小相等

B．两种同步卫星的运行速度都大于第一宇宙速度

C．根据题目数据可估算出地球的平均密度

D．地球同步轨道卫星的向心加速度大小大于赤道上随地球一起自转的物体的向心加速度大小

6．（多选）如图所示，地球的两颗人造卫星甲、乙的质量均为 m，分别在圆轨道和椭圆轨道上运动，

A、B分别是椭圆轨道的近地点、远地点，与地心的距离分别为 r、3r，两轨道相切于 A点，万有引力常量

为G，地球的质量为 M，规定无限远处卫星的引力势能为 0，质量为 m的卫星离地心的距离为 R时，其引

力势能为，下列说法正确的是（　　）

A．甲、乙的运行周期之比为 B．在 A点，甲的向心加速度小于乙的向心加速度

C．甲、乙在 A点的机械能相等 D．甲的机械能为

卫星变轨

7．2021 年6月17 日，神舟十二号载人飞船与天和核心舱完成对接，航天员聂海胜、刘伯明、汤洪波进入

天和核心舱，标志着中国人首次进入了自己的空间站。9月16 日，神舟十二号载人飞船与空间站天和核心

能成功实施分离，神舟十二号航天员乘组已在空间站组合体工作生活了90 天、刷新了中国航天员单次飞行

任务太空驻留时间的记录。已知天和号核心舱在距离地面高度的为 400km 做匀速圆周运动，地球半径约为

6400km。则下列说法正确的是（　　）

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