课时跟踪检测(十四) 宇宙航行（Word练习）-【新课程学案】2025-2026学年高中物理必修第二册（人教版）

课时跟踪检测(十四)　宇宙航行 (网阅作业，选择题请在答题区内作答) 1.(2025·濮阳高一期中)2025年6月26日，经过约6.5小时的出舱活动，神舟二十号乘组航天员陈冬、陈中瑞、王杰密切协同，在空间站机械臂和地面科研人员的配合支持下，圆满完成既定任务，出舱员陈冬、陈中瑞已安全返回问天实验舱，出舱活动取得圆满成功。航天员每1.5 h要经历一次日出日落，他们要适应昼夜交替的节奏，学会在黑暗中工作，在不同的光照切换中，完成各种复杂的操作，这对他们的视力和判断力都是巨大的考验。航天员在出舱活动时，下列说法正确的是 (　 ) A.处于平衡状态 B.处于超重状态 C.绕地球运动的周期为24 h D.线速度比同步卫星的线速度大 2.关于地球静止卫星，下列说法正确的是 (　 ) A.地球静止卫星的运行速度小于第一宇宙速度 B.地球静止卫星可定点于北京的正上方 C.地球静止卫星的运行轨道平面过地球的南北两极 D.地球静止卫星的运行周期大于地球的自转周期 3.(2025·渭南高一期末)北斗卫星导航系统(BDS)是我国独立建设的全球卫星导航系统。开放服务可达10 m定位精度、0.2 m/s测速精度、20 ns授时精度。与美国的GPS相比，北斗具备短报文通信服务这一特有功能。关于这些卫星，以下说法正确的是 (　 ) A.卫星运行的速度一定大于第一宇宙速度 B.卫星运行的轨道半径越大，其运行周期越小 C.卫星运行的轨道半径越大，发射时所需的速度越大 D.所有静止卫星的运行轨道不一定在同一平面内 4.(2025·镇江高一检测)(多选)2025年4月24日，神舟二十号载人飞船与中国空间站核心模块“天和”成功对接，并运行在高度为400~450 km的近地轨道。现将空间站的运动简化为匀速圆周运动，下列说法正确的是 (　 ) A.神舟二十号飞船的发射速度一定大于7.9 km/s B.神舟二十号飞船的发射速度一定大于11.2 km/s C.空间站的正常运行时速度一定小于7.9 km/s D.空间站内的航天员处于完全失重状态，不受地球的作用力 5.(2025·南京高一检测)2024年11月15日23时13分，搭载天舟八号货运飞船的长征七号遥九运载火箭，从中国文昌航天发射场奔赴太空，为中国空间站送去物资。16日2时32分，天舟八号货运飞船采用快速交会对接方式，成功对接于空间站天和核心舱后向端口，空间站组合体再次形成三舱两船的构型。关于这次对接以及组合体运行，下列说法正确的是 (　　) A.对接时天舟八号和天和核心舱因相互作用力而产生的加速度相同 B.对接前物资所受地球的引力为零 C.对接后空间站绕地球运行速度大于地球第一宇宙速度 D.对接后空间站绕地球运行速度小于地球第一宇宙速度 6.(2025·安徽高考)(多选)2025年4月，我国已成功构建国际首个基于DRO(远距离逆行轨道)的地月空间三星星座，DRO具有“低能进入、稳定停泊、机动转移”的特点。若卫星甲从DRO变轨进入环月椭圆轨道，该轨道的近月点和远月点距月球表面的高度分别为a和b，卫星的运行周期为T；卫星乙从DRO变轨进入半径为r的环月圆形轨道，周期也为T。月球的质量为M、半径为R，引力常量为G。假设只考虑月球对甲、乙的引力，则 (　 ) A.r= B.r=+R C.M= D.M= 7.太阳系中某行星A运行的轨道半径为R，周期为T，但天文学家在观测中发现，其实际运行的轨道与圆轨道存在一些偏离，且每隔时间t发生一次最大的偏离。形成这种现象的原因可能是行星A外侧还存在着一颗未知行星B，它对行星A的万有引力引起行星A轨道的偏离。假设未知行星B运行轨道与行星A在同一平面内，且与行星A的绕行方向相同，由此可推测未知行星B绕太阳运行的圆轨道半径为 (　 ) A. B.R C.R D.R 8.(2025·广州高一期中)如图所示，小行星带是太阳系内介于火星和木星轨道之间的小行星密集区域。已知木星周期是火星周期的n倍。若只考虑太阳万有引力对星体运行的影响，小行星运动轨迹视为圆形，下列说法正确的是 (　 ) A.小行星带中的各个行星周期均相同 B.外侧小行星受到的引力一定小于内侧小行星受到的引力 C.可以求出木星与火星的速率之比 D.可以求出相邻两次太阳、火星、木星三者共线的时间间隔 9.(2024·河北高考)(多选)2024年3月20日，鹊桥二号中继星成功发射升空，为嫦娥六号在月球背面的探月任务提供地月间中继通信。鹊桥二号采用周期为24 h的环月椭圆冻结轨道(如图)，近月点A距月心约为2.0×103 km，远月点B距月心约为1.8×104 km，CD为椭圆轨道的短轴，下列说法正确的是 (　 ) A.鹊桥二号从C经B到D的运动时间为12 h B.鹊桥二号在A、B两点的加速度大小之比约为81∶1 C.鹊桥二号在C、D两点的速度方向垂直于其与月心的连线 D.鹊桥二号在地球表面附近的发射速度大于7.9 km/s 且小于11.2 km/s 10.(10分)若天宫空间站环绕地球做匀速圆周运动，离地高度为h。已知地球表面的重力加速度为g，引力常量为G，地球半径为R。忽略地球自转影响，求： (1)地球的第一宇宙速度；(5分) (2)天宫空间站做匀速圆周运动的周期T。(5分) 11.(14分)两颗卫星在同一轨道平面绕地球做匀速圆周运动，两卫星同向运行，已知地球半径为R，a卫星离地面的高度等于R，b卫星离地面高度为3R，则： (1)a、b两卫星周期之比Ta∶Tb是多少?(6分) (2)若某时刻两卫星正好同时通过地面同一点的正上方，则经过多长时间两卫星再次相遇?(8分) 3 / 4 学科网（北京）股份有限公司 课时跟踪检测(十四) 1．选D　航天员受到地球的引力，合力不等于零，处于非平衡状态，A错误；航天员处于完全失重状态，B错误；航天员绕地球运动的周期为1.5 h，C错误；根据牛顿第二定律有G＝m，解得v＝，航天员的轨道半径比同步卫星的轨道半径小，所以航天员的线速度比同步卫星的线速度大，D正确。 2．选A　第一宇宙速度是近地卫星的环绕速度，也是围绕地球做圆周运动的最大环绕速度，则地球静止卫星的运行速度小于第一宇宙速度，故A正确；静止卫星相对于赤道上某点静止不动，轨道必须在赤道上空，地球静止卫星的运行周期等于地球的自转周期，故B、C、D错误。 3．选C　第一宇宙速度等于近地卫星的环绕速度，根据G＝m，解得v＝，由于这些卫星的轨道半径大于近地卫星的轨道半径，则这些卫星运行的速度一定小于第一宇宙速度，故A错误；根据G＝m，解得T＝2π，卫星运行的轨道半径越大，其运行周期越大，故B错误；卫星运行的轨道半径越大，卫星克服万有引力做功越多，可知，发射时所需的速度越大，故C正确；地球静止卫星始终位于赤道上空并相对于赤道某点的位置不变，即静止卫星的运行轨道一定在同一平面内，故D错误。 4．选AC　第一宇宙速度7.9 km/s是一个最小的发射速度，神舟二十号飞船的发射速度一定大于7.9 km/s，由于其仍然处于地球的束缚之下，则其发射速度一定小于第二宇宙速度11.2 km/s，A正确，B错误；根据万有引力提供向心力G＝m，解得v＝，可知轨道半径越大，速度越小，而第一宇宙速度7.9 km/s为近地卫星的环绕速度，则空间站的正常运行时速度一定小于7.9 km/s，C正确；由于在轨道上，万有引力提供向心力，因此空间站内的航天员处于完全失重状态，但仍然受到地球的万有引力作用力，D错误。 5．选D　对接时天舟八号和天和核心舱相互作用力大小相等，但质量不同，所以加速度不同，故A错误；对接前物资所受地球的引力不为零，故B错误；地球第一宇宙速度是卫星绕地球做匀速圆周运动的最大线速度，则对接后空间站绕地球运行速度小于地球第一宇宙速度，故C错误，D正确。 6．选BC　对于卫星甲和卫星乙，根据开普勒第三定律有＝，解得r＝＋R，故A错误，B正确；对于卫星乙，根据万有引力提供向心力可得＝m乙2r，解得M＝，故C正确，D错误。 7．选D　行星A、B相距最近时，行星B对行星A的影响最大，已知每隔时间t发生一次最大的偏离，设行星B的周期为T′，则有－t＝2π，解得T′＝，根据开普勒第三定律，有＝，解得未知行星B绕太阳运行的圆轨道半径为R′＝R，故D正确。 8．选C　根据开普勒第三定律k＝，可知小行星带中的行星轨道半径越大，周期越大，故A错误；根据万有引力公式F＝G，因为不知道小行星的质量，所以无法比较小行星受到的引力大小，故B错误；根据开普勒第三定律＝，可得r木＝nr火，根据万有引力提供向心力G＝m，可得v＝，可得木星与火星的速率之比为v木∶v火＝∶＝1∶n，故C正确；相邻两次太阳、火星、木星三者共线有t＝π，由于火星周期T火、木星周期T木不知，故不可以求出相邻两次太阳、火星、木星三者共线的时间间隔，故D错误。 9．选BD　鹊桥二号围绕月球做椭圆运动，根据开普勒第二定律可知，从A→C→B做减速运动，从B→D→A做加速运动，则从C→B→D的运动时间大于半个周期，即大于12 h，故A错误；鹊桥二号在A点根据牛顿第二定律有G＝maA，同理在B点有G＝maB，代入题中数据联立解得aA∶aB＝81∶1，故B正确；由于鹊桥二号做曲线运动，则可知鹊桥二号速度方向应为轨道的切线方向，则可知鹊桥二号在C、D两点的速度方向不可能垂直于其与月心的连线，故C错误；由于鹊桥二号环绕月球运动，而月球为地球的“卫星”，则鹊桥二号未脱离地球的束缚，故鹊桥二号的发射速度应大于地球的第一宇宙速度7.9 km/s，小于地球的第二宇宙速度11.2 km/s，故D正确。 10．解析：(1)地球的第一宇宙速度是物体在地球表面附近绕地球做匀速圆周运动的线速度，重力提供物体做匀速圆周运动所需的向心力，根据牛顿第二定律有mg＝m，解得v1＝。 (2)对天宫空间站，由万有引力提供向心力有 G＝m(R＋h)， 质量为m0的物体在地球表面有G＝m0g， 解得T＝ 。 答案：(1)　(2) 11．解析：(1)根据万有引力定律和牛顿第二定律有 G＝m2r，解得T＝2π 所以a、b两卫星周期之比为＝， 又由题意知ra＝2R，rb＝4R，解得Ta∶Tb＝∶4。 (2)设经过t时间两卫星再次相遇，则有t－t＝2π 解得t＝，联立解得t＝。 答案：(1)∶4　(2) $