科学思维专题强化训练三 宇宙航行典型问题-【高考领航】2021-2022学年新教材高中物理必修第二册同步测试卷（人教版）

科学思维专题强化训练三　 宇宙航行典型问题 (时间：90分钟　分值：100分) 题　号 一 二 三 总　分 分　数 一、单项选择题：本题共8小题，每小题3分，共24分．在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的． 1．发射地球同步卫星时，先将卫星发射至近地圆轨道1，然后经点火，使其沿椭圆轨道2运行，最后再次点火，将卫星送入同步圆轨道3.轨道1、2相切于Q点，轨道2、3相切于P点，如图所示，则当卫星分别在1、2、3轨道上正常运行时，以下说法不正确的是(　　 ) A．要将卫星由圆轨道1送入圆轨道3，需要在圆轨道1的Q点和椭圆轨道2的远地点P分别点火加速一次 B．由于卫星由圆轨道1送入圆轨道3点火加速两次，则卫星在圆轨道3上正常运行速度大于卫星在圆轨道1上正常运行速度 C．卫星在椭圆轨道2上的近地点Q的速度一定大于7.9 km/s，而在远地点P的速度一定小于7.9 km/s D．卫星在椭圆轨道2上经过P点时的加速度一定等于它在圆轨道3上经过P点时的加速度 2．北京时间2019年4月10日，人类首次利用虚拟射电望远镜，在紧邻巨椭圆星系M87的中心成功捕获世界首张黑洞图像．科学研究表明，当天体的逃逸速度(即第二宇宙速度，为第一宇宙速度的 倍)超过光速时，该天体就是黑洞．已知某天体质量为M，万有引力常量为G，光速为c，则要使该天体成为黑洞，其半径应小于(　　 ) A.　　　 B． C.　 D． 3. 2019年诺贝尔物理学奖授予了三位天文学家，以表彰他们对于人类对宇宙演化方面的了解所作的贡献．其中两位学者的贡献是首次发现地外行星，其主要原理是恒星和其行星在引力作用下构成一个“双星系统”，恒星在周期性运动时，可通过观察其光谱的周期性变化知道其运动周期，从而证实其附近存在行星．若观测到的某恒星运动周期为T，并测得该恒星与行星的距离为L，已知万有引力常量为G，则由这些物理量可以求得(　　 ) A．行星的质量 B．恒星的质量 C．恒星与行星的质量之和 D．恒星与行星圆周运动的半径之比 4．深空中，某行星X绕恒星Y逆时针方向公转，卫星Z绕X逆时针方向运行，X轨道与Z轨道在同一平面内．如图所示，某时刻Z、X和Y在同一直线上，经过时间t，Z、X和Y再次在同一直线上(相对位置的顺序不变)．已知Z绕X做匀速圆周运动的周期为T，X绕Y做匀速圆周运动的周期大于T，X与Y间的距离为r，则Y的质量为(　　 ) A. B． C. D． 5．假设地球是一半径为R、质量分布均匀的球体，设想以地心为圆心，在半径为r处开凿一圆形隧道，在隧道内有一小球绕地心做匀速圆周运动，且对隧道内外壁的压力为零，如图所示．已知质量分布均匀的球壳对壳内物体的引力为零．地球的第一宇宙速度为v1，小球的线速度为v2，则等于(　　 ) A. B． C.22 D． 6．地质勘探发现某地区表面的重力加速度发生了较大的变化，怀疑地下有空腔区域．进一步探测发现在地面P点的正下方有一球形空腔区域储藏有天然气，如图所示．假设该地区岩石均匀分布且密度为ρ，天然气的密度远小于ρ，可忽略不计．如果没有该空腔，地球表面正常的重力加速度大小为g；由于空腔的存在，现测得P点处的重力加速度大小为kg(k<1)．已知引力常量为G，球形空腔的球心深度为d，则此球形空腔的体积是(　　) A. B． C. D． 7．如图所示为三颗卫星a、b、c绕地球做匀速圆周运动的示意图，其中b、c是地球同步卫星，a在半径为r的轨道上，此时a、b恰好相距最近，已知地球质量为M，半径为R，地球自转的角速度为ω，引力常量为G，则(　　 ) A．卫星b加速一段时间后就可能追上卫星c B．卫星b和c的机械能相等 C．到卫星a和b下一次相距最近，还需经过时间t＝ D．卫星a减速一段时间后就可能追上卫星c 8．近几年来我国在深海与太空探测方面有了重大的发展.2015年1月5日“蛟龙号”载人潜水器在西南印度洋“龙旅”热液区完成两次下潜科考任务，2016年8月16日1时40分，我国将世界首颗量子科学实验卫星(简称“量子卫星”)发射升空．把地球看做质量分布均匀的球体且质量分布均匀的球壳对壳内物体的引力为零．若地球半径为R，“蛟龙号”下潜深度为d，量子卫星轨道距离地面高度为h，“蛟龙号”所在处与“量子卫星”所处的加速度之比为 A.　　　　　　 B． C. D． 二、多项选择题：本题共4小题，每题4分，共16分．全选对得4分，选对但不全的得2分． 9．宇宙中，两颗靠得比较近的恒星，只受到彼此之间的万有引力作用互相绕转，称之为双星系统，设某双星系统A、B绕其连线上的某固定点O点做匀速圆周运动，如图所示，现测得两星球球心之间的距离为L，运动周期为T，已知万有引力常量为G，若AO＞OB，则(　　 ) A．星球A