7.4宇宙航行（题型分组突破44题）-【名校生】2023-2024学年高一下物理知识精讲与细练(人教版)

7.4 宇宙航行（44题） 01第一宇宙速度的以及及推导 1 02类比地球求解其他星球的宇宙速度 3 03第二宇宙速度和第三宇宙速度 4 04同步卫星与其他卫星的比较 6 05近地卫星与黄金代换式 7 06卫星各个物理量的计算 8 07不同轨道上的卫星各物理量的比较 10 08卫星发射与变轨问题中各物理量的计算 12 09双星系统 14 10多星运动问题 15 11拉格朗日点 17 01第一宇宙速度的以及及推导 1．2023年7月12日，中国载人航天工程办公室副总师张海联披露，我国计划在2030年前实现载人登月。若宇航员在月球表面的h高处由静止释放一个小球，经过时间t小球落到月球表面，将月球视为质量均匀的球体，已知月球的半径为R，引力常量为G，问： （1）月球的密度是多少？ （2）若在月球表面发射绕月球飞行的卫星，则最小的发射速度要达到多少？ 2．（多选）荷兰“MarsOne”研究所推出了2023年让志愿者登陆火星、建立人类聚居地的计划。如果让小球从火星上一定高度自由下落，测得它在第2s内的位移是6m，已知火星的半径约为地球半径的，地球表面的重力加速度g取，则（    ） A．该小球在前2s内的平均速度是 B．火星表面的重力加速度为 C．火星的第一宇宙速度约为地球第一宇宙速度的 D．火星质量约为地球质量的 3．我国科学家自主研制的“墨子号”卫星的质量为m，轨道离地面的高度为h，绕地球运行的周期为T，地球半径为R，引力常量为G.求： （1）“墨子号”卫星所需的向心力大小； （2）地球的质量； （3）第一宇宙速度的大小。 4．（多选）假设“天宫二号”与“神舟十一号”都围绕地球做匀速圆周运动，用A代表“神舟十一号”，B代表“天宫二号”，它们对接前做圆周运动的情形如图所示，则下列说法中正确的是（　　） A．A的运行速度大于B的运行速度 B．A的向心加速度小于B的向心加速度 C．B的运行速度一定大于7.9km/s且小于11.2km/s D．B运行时，其处于失重状态 02类比地球求解其他星球的宇宙速度 5．“嫦娥六号”探测器计划在2024到2025年执行月球背面的月球样品采集任务。若“嫦娥六号”探测器在月球附近轨道上运行的示意图如图所示，“嫦娥六号”探测器先在圆轨道上做匀速圆周运动，运动到A点时变轨为椭圆轨道，B点是近月点，则下列有关“嫦娥六号”探测器的说法正确的是（　　） A．发射速度等于地球的第二宇宙速度 B．运行至B点时的速度等于月球的第一宇宙速度 C．要想从圆轨道进入椭圆轨道必须在A点减速 D．在椭圆轨道上运行的周期比在圆轨道上运行的周期长 6．地球质量约为月球质量的81倍，地球半径约为月球半径的4倍。一飞行器在地球与月球之间某处受到地球与月球合力为零时，距地球距离是L地，距月球距离是L月：地球第一宇宙速度是，月球第一宇宙速度是，则（　　） A． B． C． D． 7．我国北斗卫星导航系统有五颗同步卫星，如果地球半径为R，自转周期为T，地球表面重力加速度为g。求： （1）同步卫星距地面的高度h； （2）地球的第一宇宙速度； （3）近期科学家发现一颗“超级地球”开普勒-22b，质量是地球质量的14倍，半径是地球半径的2.4倍，该“超级地球”的第一宇宙速度； 8．宇航员在某星球表面高处以某速度水平抛出一个小球，小球经过时间落在星球表面。该星球的质量为，引力常量为，星球表面的空气阻力不计，忽略星球的自转。求： （1）该星球的半径； （2）该星球的第一宇宙速度的大小。 03第二宇宙速度和第三宇宙速度 9．（多选）如图所示，在进行火星考查时，火星探测器对火星完成了“绕、着、巡”三项目标.在探测器着陆后，探测器上的科研装置，将一个小球由离地面h的高度静止释放，做自由落体运动，测得小球在经过时间t落地.已知引力常量为G，火星的半径为R.下列说法正确的是（　　） A．“天问一号”在地球上的发射速度将大于16.7 km/s B．由题中数据可计算出火星表面处的重力加速度为 C．由题中数据可计算出火星质量为 D．由题中数据可计算出火星的平均密度为 10．中国火星探测器“天问一号”成功发射后，沿地火转移轨道飞行七个多月，于2021年2月到达火星附近，再通过制动减速被火星引力俘获，进入环绕火星的轨道飞行。已知的地球质量约为火星质量的10倍，地球半径约为火星半径的2倍，下列说法正确的是（    ） A．火星与地球的第一宇宙速度之比为 B．火星表面重力加速度是地球表面重力加速度的2.5倍 C．火星的近地卫星的周期小于地球的近地卫星的周期 D．“天问一号”探测器的发射速度一定大于，小于 11．中国预计将在2028年实现载人登月计划，把月球作为登上更遥远行星的一个落脚点。如图所示是“嫦娥一号奔月”的示意图，“嫦娥一号”卫星发射后经多次变轨，进入地月转移轨道，