课时梯级训练(16)第七章 第4节 宇宙航行（Word练习）-【优化指导】2023-2024学年新教材高中物理必修第二册（人教版2019）

课时梯级训练(16)　宇宙航行 1．(多选)(2022·广东惠州高一段考)如图所示，a、b、c、d四种人造卫星轨道，可能存在的是(　　) A．a：极地圆轨道，圆心与地心重合 B．b：倾斜圆轨道，圆心与地心重合 C．c：高纬度轨道，圆心与纬度圈圆心重合 D．d：倾斜椭圆轨道，椭圆中心与地心重合 AB　解析：根据万有引力定律可知，如果人造卫星的轨道是圆轨道，则地心与圆心重合，C错误，A、B正确；根据行星的运行规律可知，如果人造卫星的轨道是椭圆轨道，则地心在椭圆的一个焦点上，而不在椭圆中心，D错误。 2．科幻电影《流浪地球》讲述了因太阳急速膨胀，地球将被太阳吞没，为了自救，人类提出一个名为“流浪地球”的大胆计划，倾全球之力在地球表面建造上万座发动机，推动地球离开太阳系，奔往另外一个栖息之地。“流浪地球”计划中地球的逃逸速度是地球逃离太阳系的速度，此速度等于地球绕太阳运行速度的倍。已知太阳的质量约为2.0×1030 kg，地球和太阳之间的距离约为1.5×1011 m，引力常量G＝6.67×10－11 N·m2/kg2，不考虑其他天体对地球的作用力，则地球要想逃离太阳系需要加速到的最小速度约为(　　) A．11.2 km/s B．30 km/s C．16.7 km/s D．42 km/s D　解析：万有引力提供地球绕太阳运行的向心力，有＝m，解得地球绕太阳运行的速度为v＝＝29.8 km/s，则地球要想逃离太阳系需要加速到的最小速度约为v′＝v＝42 km/s，D正确。 3．祝融号火星车登陆火星之前，天问一号探测器沿椭圆形的停泊轨道绕火星飞行，其周期为2个火星日，假设某飞船沿圆轨道绕火星飞行，其周期也为2个火星日，已知一个火星日的时长约为一个地球日，火星质量约为地球质量的，则该飞船的轨道半径与地球同步卫星的轨道半径的比值约为(　　) A． B． C． D． D　解析：绕中心天体做圆周运动，根据万有引力提供向心力，可得＝mR，则T＝，R＝，由于一个火星日的时长约为一个地球日，火星质量约为地球质量的倍，则飞船的轨道半径R飞＝＝＝R同，则＝，D正确。 4．(多选)(2022·陕西汉中高一期末)关于地球同步通信卫星，下列说法正确的是(　　) A．它的运行速度小于7.9 km/s B．它的周期是24 h，其轨道平面与赤道平面重合且距地面高度一定 C．它的公转轨道经过北京的正上方 D．它距离地面的高度约为地球半径的6倍，则它的向心加速度大小约为地球表面上重力加速度的 AB　解析：由万有引力提供向心力可得＝m，可得v＝，当r＝R(地球半径)时，v1＝＝7.9 km/s，同步卫星轨道半径大于R，故运行速度小于7.9 km/s，A正确；同步卫星相对地球静止，运行周期为24 h，其轨道平面与赤道平面重合且距地面高度一定，不经过北京的正上方，B正确，C错误；它距离地面的高度约为地球半径的6倍，由万有引力提供向心力可得G＝ma，又G＝mg，联立解得它的向心加速度大小为g，D错误。 5．某名同学设想驾驶一辆“陆地—太空”两用汽车，沿地球赤道行驶并且汽车相对于地球的速度可以增加到足够大。当汽车速度增加到某一值时，它将成为脱离地面绕地球做圆周运动的“航天汽车”，不计空气阻力。下列说法正确的是(　　) A．汽车在地面上速度增加时，它对地面的压力增大 B．当汽车速度增加到7.9 km/s时，将离开地面绕地球做圆周运动 C．此“航天汽车”环绕地球做圆周运动的最小周期为24 h D．在此“航天汽车”上可以用弹簧测力计测量物体的重力 B　解析：汽车在地面上运动时，有G－FN＝m，故FN＝G－m，当v增加时，FN减小，由牛顿第三定律知汽车对地面的压力减小，A错误；当汽车的速度增加到7.9 km/s时，万有引力将全部用来提供向心力，汽车将离开地面绕地球做圆周运动，B正确；“航天汽车”环绕地球做圆周运动的最小周期要比24 h小得多，C错误；“航天汽车”中的物体处于完全失重状态，故无法用弹簧测力计测量物体的重力，D错误。 6．(2022·河北石家庄高一期中)风云四号卫星是第二代地球静止轨道遥感气象卫星，下列说法正确的是(　　) A．经过一段时间，风云四号可以运行到美国上空 B．风云四号运行速度大于第一宇宙速度 C．风云四号做圆周运动的向心加速度小于地球表面的重力加速度 D．风云四号卫星的发射速度大于第二宇宙速度 C　解析：静止轨道卫星的轨道一定在赤道平面内，A错误；由万有引力提供向心力得G＝m，解得v＝，可知卫星的线速度v随轨道半径r的增大而减小，因此风云四号的线速度小于7.9 km/s，B错误；风云四号卫星围绕地球做匀速圆周运动，则有G＝ma，解得a＝，因为风云四号卫星轨道半径r大于地球半径R，故风云四号做圆周运动的向心加速度小于地球表面的重