1、2019-2020学年人教版物理必修2同步训练（12）宇宙航行1、宇航员王亚平在“天宫1号”飞船内进行了我国首次太空授课，演示了一些完全失重状态下的物理现象。若飞船质量为m，距地面高度为h，地球质量为M，半径为R，引力常量为G，则飞船所在处的重力加速度大小为( )A.0 B. C. D.2、如图,若两颗人造卫星a和b均绕地球做匀速圆周运动,到地心O的距离分别为,线速度大小分别为。则( )A.B.C.D.3、宇宙飞船绕地心做半径为r的匀速圆周运动,飞船舱内有一质量为m的人站在可称体重的台秤上,用R表示地球的半径,g表示地球表面处的重力加速度,g0表示宇宙飞船所在处的地球引力加速度,N表示人对台秤
2、的压力,则关于g0、N,下列式子正确的是（）A.g0=0B.C.N=0D.N=mg4、已知地球的质量约为火星质量的10倍,地球的半径约为火星半径的2倍,则航天器在火星表面附近绕火星做匀速圆周运动的速率约为( )A.3.5km/sB.5.0km/sC.17.7km/sD.35.2km/s5、科学家预测在银河系里可能有一个“与地球相近似”的行星。这个行星存在孕育生命的可能性,若质量可视为均匀分布的球形(与地球相近似)的行星的密度为,半径为R,自转周期为,万有引力常量为G,则()A.该“与地球相近似”的行星的同步卫星的运行速率为B.该“与地球相近似”的行星的同步卫星的轨道半径为C.该“与地球相近似”
3、的行星表面重力加速度在两极的大小为D.该“与地球相近似” 的行星的卫星在星球表面附近做圆周运动的速率为6、研究表明,地球自转在逐渐变慢,3亿年前地球自转的周期约为22小时。假设这种趋势会持续下去,地球的其他条件都不变,未来人类发射的地球同步卫星与现在的相比( )A.距地面的高度变大B.向心加速度变大C.线速度变大D.角速度变大7、我国首颗量子科学实验卫星于2016年8月16日1点40分成功发射,量子卫星成功运行后,我国将实现卫星和地面之间的量子通信,构建天地一体化的量子保密通信与科学实验体系。假设量子卫星轨道在赤道平面,如图所示。已知最子卫星的轨道半径是地球半径的m倍,同步卫星的轨道半径是地球
4、半径的n倍,图中P点是地球赤道上一点,由此可知( )A.量子卫星的环绕速度大于7.9km/sB.同步卫星与量子卫星的运行周期之比为C.量子卫星与同步卫星的速率之比为D.量子卫星与P点的速率之比为8、2018年11月19日,北斗三号系统的第18、19颗组网卫星顺利入轨,系统内层的中圆轨道卫星和高轨道上的静止同步卫星,如图所示。下列判断正确的是( )A.同步卫星可以定点在杭州的上空B.中圆轨道卫星的周期大于同步卫星的周期C.同步卫星离地面的高度需要根据卫星质量确定D.中圆轨道卫星的加速度大于同步卫星的加速度 9、2018年12月8日,肩负着亿万中华儿女探月飞天梦想的嫦娥叫号探测器成功发射,“实现人
5、类航天器首次在月球背面巡视探测,率先在月背刻上了中国足迹”。已知月球的质量为M、半径为R,探测器的质量为m,引力常童为G,嫦娥四号探测器围绕月球做半径为r的匀速圆周运动时,探测器的( )A.周期为B.线速度为C.角速度为D.向心加速度为10、国务院批复,自2016年起将4月24日设立为“中国航天日”。1970年4月24日我国首次成功发射的人造卫星东方红一号,目前仍然在椭圆轨道上运行,其轨道近地点高度约为440km,远地点高度约为2060km;1984年4月8日成功发射的东方红二号卫星运行在赤道上空35786km的地球同步轨道上。设东方红一号在远地点的加速度为,东方红二号的加速度为,固定在地球赤
6、道上的物体随地球自转的加速度为,则、的大小关系为( )A.B.C.D.11、火星被认为是太阳系中最有可能存在地外生命的行星,对人类来说充满着神奇,为了更进一步探究火星,发射一颗火星的同步卫星。已知火星的质量为地球质量的倍,火星自转周期与地球自转周期相同均为,地球表面的重力加速度为。地球的半径为,则火星的同步卫星距球心的距离为( )A. B. C. D. 12、我国月球探测计划嫦娥工程已经启动，“嫦娥1号”探月卫星也已发射设想嫦娥1号登月飞船贴近月球表面做匀速圆周运动，飞船发射的月球车在月球软着陆后，自动机器人在月球表面上沿竖直方向以初速度抛出一个小球，测得小球经时间t落回抛出点，已知该月球半径
7、为R，万有引力常量为G，月球质量分布均匀求：1.月球表面的重力加速度.2.月球的密度.3.月球的第一宇宙速度 答案以及解析1答案及解析：答案：B解析：由,的,故B正确。 2答案及解析：答案：A解析：由题意知,两颗人造卫星绕地球做匀速圆周运动,万有引力提供向心力,根据m,得,所以,故A正确,B、C、D错误。 3答案及解析：答案：BC解析：忽略地球的自转,根据万有引力等于重力,宇宙飞船所在处,在地球表面处,解得,故A错误,B正确;宇宙飞船绕地心做匀速圆周运动,飞船舱内物体处于完全失重状态,所以人对台秤的压力为0,故C正确,D错误。 4答案及解析：答案：A解析：设航天器的质量为m,地球的质量为,半径
8、为,火星的质量为,半径为,航天器在它们表面附近绕地球和火星运动的速率分别为,其向心力分别由地球和火星对航天器的万有引力提供,根据牛顿第二定律和万有引力定律有,解得,在地球表面附近绕地球做圆周运动的速度为第一宇宙速度,即,解得航天器在火星表面附近绕火星做匀速圆周运动的速率约为,故A正确。 5答案及解析：答案：CD解析：根据匀速圆周运动线速度公式以及行星的同步卫星周期,可知其运行速率为,r是行星的同步卫星的轨道半径,并不是R,故A错误;该行星对其同步卫星的万有引力提供向心力,设同步卫星轨道半径为r,则有,且,解得,故B错误;由,解得,故C选项正确;该行星球表面附近圆周运动的卫星的速度为,故D正确。
9、 6答案及解析：答案：A解析：卫星绕地球做圆周运动,万有引力提供向心力,即,得,由于同步卫星的周期等于地球的自转周期,当地球自转变慢,自转周期变大,则同步卫星做圆周运动的半径会变大,离地面的高度变大,A项正确;由得,半径变大,向心加速度变小,B项错误;由得,半径变大,线速度变小,C项错误;由得,同步卫星的周期变大,角速度变小,D项错误。 7答案及解析：答案：D解析：第一宇宙速度是所有环绕地球做圆周运动的卫星的最大速度,则量子卫星的环绕速度小于7.9km/s,故A错误;根据开普勒第三定律可知,则,故B错误;根据可知,故C错误;根据可知,则,根据可知量子卫星与P点的速率之比为,故D正确。 8答案及
10、解析：答案：D解析：因为同步卫星只能在赤道上空,所以无法定点在杭州上空,A错;根据,有,又,故B错;因为同步卫星周期是确定的,所以轨道半径和离地高度也是确定的,C错;根据牛顿第二定律得,可知轨道半径越大,加速度越小,D对。 9答案及解析：答案：A解析：由万有引力提供向心力可得,可得周期,线速度,角速度,向心加速度,故A正确,B、C、D错误。 10答案及解析：答案：D解析：东方红二号和固定在地球赤道上的物体转动的角速度相同,根据可知,;根据可知;故选D。 11答案及解析：答案：C解析：对地球表面附近的卫星,有得,火星的质量为地球质量的p倍,设火星的质置为,所以,对于火星的同步卫星,由万有引力提供向心力得,解得,故C正确，ABD错误。 12答案及解析：答案：1.根据竖直上抛运动的特点可知：所以：2.设月球的半径为R，月球的质量为M，则：，体积与质量的关系：，联立得：.3.由万有引力提供向心力得：；联立得：.解析：