7.4 宇宙航行 课时作业-2025-2026学年高一下学期物理人教版必修第二册

7.4 《宇宙航行》课时作业 基础夯实 一、人造卫星运动参量相关问题 1. 如图所示，a为放在赤道上相对地球静止的物体，随地球自转做匀速圆周运动，b为沿地球表面附近做匀速圆周运动的人造卫星（轨道半径约等于地球半径），c为地球的同步卫星。下列关于a、b、c的说法中正确的是（　　） A. b卫星转动线速度大于7.9 km/s B. a、b、c做匀速圆周运动的向心加速度大小关系为aa＞ab＞ac C. a、b、c做匀速圆周运动的周期关系为Ta＝Tc<Tb D. 在b、c中，b的线速度大 2.“神舟二十号”在较低轨道运行，“天和”核心舱在较高轨道运行，它们都绕地球近似做匀速圆周运动，运行轨道如图所示。下列说法正确的是（　　） A. “神舟二十号”运行的周期比“天和”核心舱的大 B. “神舟二十号”运行的线速度比“天和”核心舱的大 C. “神舟二十号”运行时受到的向心力一定比“天和”核心舱的大 D. “神舟二十号”和“天和”核心舱都处于平衡状态 3.图甲所示的“轨道康复者”航天器可在太空中给“垃圾”卫星补充能源，延长卫星的使用寿命。图乙是“轨道康复者”在某次拯救一颗地球同步卫星前，二者在同一平面内沿相同绕行方向绕地球做匀速圆周运动的示意图，此时二者的连线通过地心、轨道半径之比为1∶4。若不考虑卫星与“轨道康复者”之间的引力，则下列说法正确的是（　　） A. 在图示轨道上，“轨道康复者”的速度大于7.9 km/s B. 某时刻有一个部件从航天器上分离，航天器的周期不变 C. 在图示轨道上，“轨道康复者”的加速度大小是地球同步卫星的4倍 D. 在图示轨道上，“轨道康复者”的周期为3h，再过3h两卫星连线再次过地心 4.如图所示，两颗卫星M、N都在同一平面内沿同一方向绕地球做匀速圆周运动，已知地球的半径为R，卫星M的轨道半径为2R，卫星N的轨道半径为8R，两卫星M、N两次相距最近的最短时间间隔为t。下列说法正确的是（　　） A. 卫星M和卫星N的线速度大小之比为 B. 卫星M和卫星N的向心加速度大小之比为 C. 卫星M的周期为 D. 卫星N的周期为7t 5. 风云四号C星在西昌卫星发射中心于北京时间2025年12月27日由长征三号乙运载火箭发射升空，卫星准确进入预定轨道，成为我国第二代静止轨道气象卫星风云四号系列的最新成员。关于风云四号C星，下列说法正确的是（） A. 运行速度等于第一宇宙速度 B. 发射速度大于第二宇宙速度 C. 周期大于月球绕地球运动的周期 D. 距地面高度保持不变且相对地面静止 6.如图是关于地球表面发射卫星时的三种宇宙速度的示意图，椭圆轨道为某卫星的运动轨道，下列说法正确的是（　　） A. 此卫星的发射速度大于第一宇宙速度 B. 此卫星在远地点的速度大于第一宇宙速度 C. 若想让卫星进入月球轨道，发射速度需大于第二宇宙速度 D. 若想让卫星进入太阳轨道，发射速度需大于第三宇宙速度 7.2020年底发射的“嫦娥五号”将执行月球采样返回任务。如图所示，“嫦娥五号”登陆月球前在圆形轨道Ⅰ上运动到达轨道的A点时点火变轨进入椭圆轨道Ⅱ，到达轨道的近月点B时，再次点火进入近月轨道Ⅲ绕月做圆周运动，下列说法正确的是（　　） A. 飞船在轨道Ⅰ上运行的周期大于轨道III上运行的周期 B. 飞船在轨道I的运行速率大于轨道III上的运行速率 C. 飞船在轨道Ⅰ上经过A点的加速度小于在轨道Ⅱ上经过A点的加速度 D. 飞船在轨道Ⅰ上经过A点的运行速率小于飞船在轨道Ⅱ上经过A点的运行速率 8.关于环绕地球运动的卫星，下列说法正确的是 A. 分别沿圆轨道和椭圆轨道运行的两颗卫星，不可能具有相同的周期 B. 沿椭圆轨道运行的一颗卫星，在轨道不同位置可能具有相同的速率 C. 在赤道上空运行的两颗地球静止卫星，它们的轨道半径有可能不同 D. 沿不同轨道经过北京上空的两颗卫星，它们的轨道平面一定会重合 拓展提升 二、宇宙速度相关问题 9.中国探月工程三期主要实现采样返回任务，部分过程可简化如下：探测器完成样本采集后从月球表面发射升空，沿椭圆轨道在远月点与绕月圆轨道飞行的嫦娥五号完成对接。已知月球半径约为地球半径的，月球质量约为地球质量的，地球表面重力加速度g=10m/s2。下列说法正确的是（　　） A. 探测器从月球表面发射时的速度至少为7.9km/s B. 对接前嫦娥五号飞行的加速度小于1.6m/s2 C. 若对接后嫦娥五号在原轨道上运行，则其速度比对接前的大 D. 对接前探测器在椭圆轨道运行的周期大于嫦娥五号的运行周期 10.“嫦娥四号”已成功降落月球背面，未来中国还将建立绕月轨道空间站。如图所示，关闭动力的宇宙飞船在月球引力作用下沿地－月转移轨道向月球靠近，并将与空间站在A处对接。已知空间站绕月轨道半径为r，周期为T，万有引力常量为G，月球的半径为R，下列说法正确的是 A. 宇宙飞船在A处由椭圆轨道进入空间站轨道必须点火加速 B. 地－月转移轨道的周期小于T C. 月球的质量为 D. 月球的第一宇宙速度为 11.我国计划将一颗名为“巡天号”的观测卫星送入火星上空的椭圆轨道。假设“巡天号”椭圆轨道的半长轴为，运行的周期为，火星半径为，引力常量为，忽略火星自转及其他天体引力影响，下列说法正确的是（　　） A. 从地球发射“巡天号”的速度应大于16.7km/s B. 若从火星表面发射卫星，其发射速度至少为 C. 火星的平均密度为 D. 若“巡天号”在轨道上向前喷射气体，则可以提升轨道高度 12.嫦娥七号计划于2026年8月发射，前往月球南极开展环境与资源勘查。如图，嫦娥七号探测器沿地月转移轨道从P到A点后，变轨进入绕月圆轨道Ⅰ，再在B点变轨进入环月椭圆轨道Ⅱ，最后沿椭圆轨道Ⅱ到近月点C减速着陆。已知探测器在圆轨道Ⅰ的运动周期为T，月球半径为R，A点到月球表面的距离为2R，仅考虑月球的引力，引力常量为G。下列说法正确的是（　　） A. 嫦娥七号在地面的发射速度大于11.2km/s B. 嫦娥七号从B点向C点运动的过程中处于超重状态 C. 嫦娥七号从B点运动至C点的时间为 D. 月球的平均密度为 13.若金星与地球的质量之比为a、半径之比为b，则金星与地球的第一宇宙速度之比为（　　） A. B. C. D. 14.北京时间2025年11月1日3时22分，神舟二十一号载人飞船成功与空间站天和核心舱（距离地面约400km）前向端口对接，整个对接过程历时约3.5小时，创造了神舟飞船与空间站交会对接的最快纪录。交接后形成的组合体在地球引力的作用下继续在原轨道做匀速圆周运动。下列说法正确的是（　　） A. 对接完成后，飞船的速度一定小于7.9km/s B. 对接完成后，空间站由于质量变大，速度将变小 C. 对接完成后，飞船所受合力比静止在地面上时小 D. 对接过程中，先将飞船运送到空间站同一轨道上运行，然后飞船加速追上空间站实现对接 15.2021年2月10日19时52分，我国首次火星探测任务“天问一号”探测器实施近火捕获制动，成功实现环绕火星运动，成为我国第一颗人造火星卫星。在“天问一号”环绕火星做匀速圆周运动时，周期为T，轨道半径为r。已知火星的半径为R，引力常量为G，不考虑火星的自转。求： （1）“天问一号”环绕火星运动的线速度的大小v； （2）火星的质量M； （3） 火星表面的重力加速度的大小g； （4） 火星上的第一宇宙速度是多少？ 16. 2019年1月3日，嫦娥四号成功着陆在月球背面南极—艾特肯盆地冯·卡门撞击坑的预选着陆区，月球车“玉兔二号”到达月面开始巡视探测。作为世界首个在月球背面软着陆和巡视探测的航天器，其主要任务是继续更深层次更加全面地科学探测月球地质、资源等方面的信息，完善月球的档案资料。已知地球表面重力加速度为g，地球半径为R，月球质量与地球质量之比为k，月球半径与地球半径之比为q，求： (1)月球表面的重力加速度； (2)月球平均密度与地球平均密度之比； (3)月球上的第一宇宙速度与地球上第一宇宙速度之比。 参考答案 题号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 答案 D B B D D A A B B C 题号 11 12 13 14 答案 C C C A 15.（1） （2） （3） （4） 16.(1)g；(2)；(3) 学科网（北京）股份有限公司 $