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学业分层测评(十一)
(建议用时:45分钟)
[学业达标]
1.宇宙飞船在绕地球运行时,宇航员出舱工作,若宇航员释放一探测仪器,则该仪器将( )
A.继续和飞船一起沿轨道运行
B.做平抛运动,落向地球
C.由于惯性,沿轨道切线方向做匀速直线运动
D.做自由落体运动,落向地球
【解析】 由于探测仪器与宇宙飞船具有相同的速度,仪器受到地球的万有引力全部提供其做圆周运动的向心力,情况与飞船的相同,故探测仪器仍沿原轨道与飞船一起做圆周运动,A对,B、C、D错.
【答案】 A
2.在地球大气层外有很多太空垃圾绕地球做匀速圆周运动,每到太阳活动期,由于受太阳的影响,地球大气层的厚度开始增加,而使得部分垃圾进入大气层,开始做靠近地球的近心运动.产生这一结果的原因是( )
A.由于太空垃圾受到地球引力减小而导致的近心运动
B.由于太空垃圾受到地球引力增大而导致的近心运动
C.由于太空垃圾受到空气阻力而导致的近心运动
D.地球引力提供了太空垃圾做匀速圆周运动所需的向心力,故做近心运动,与空气阻力无关
【解析】 由于空气阻力的作用,太空垃圾的速度减少,需要的向心力减小,使万有引力大于向心力,太空垃圾做近心运动,C正确.
【答案】 C
3.(2016·广州高一检测)在圆轨道上运动的国际空间站里,一宇航员A静止(相对空间舱)“站”在舱内朝向地球一侧的“地面”B上,如图336,下列说法正确的是( )
图336
A.宇航员不受地球引力作用
B.宇航员受到地球的引力、“地面”对他的支持力和重力三个力的作用
C.宇航员与“地面”之间无弹力作用
D.若宇航员将手中一小球无初速度(相对空间舱)释放,该小球将落到“地面”上
【解析】 宇航员站在国际空间站里,只受地球对他的引力作用,对“地面”无压力,A、B错误,C正确;若宇航员将手中小球无初速度释放,小球将绕地球做匀速圆周运动,D错误.
【答案】 C
4.(多选)美国和俄罗斯的两颗卫星曾经在西伯利亚上空相撞,碰撞点比相对地球静止的国际空间站高393 km.则( )
A.在碰撞点高度运行的卫星的周期比国际空间站的周期大
B.在碰撞点高度运行的卫星的向心加速度比国际空间站的向心加速度小
C.在与空间站相同轨道上运行的卫星一旦加速,将有可能与空间站相撞
D.若发射一颗在碰撞点高度处运行的卫星,发射速度至少为11.2 km/s
【解析】 在碰撞点的高度运行的卫星轨道半径大,由G知它的向心加速度比国际空间站的小,B对.在与空间站同一轨道上的卫星一旦加速,就会做离心运动,到更高的轨道上去,所以不可能与空间站相撞,C错.发射速度至少为11.2 km/s时,卫星会脱离地球引力的束缚,不会再绕地球运行,D错.=ma,即a=知它的周期比国际空间站的周期大,A对.同理,由G)2,即T= =mr·(
【答案】 AB
5.宇宙飞船和空间站在同一轨道上运动,若飞船想与前面的空间站对接,飞船为了追上轨道空间站,可采取的方法是( )
A.飞船加速直到追上空间站,完成对接
B.飞船从原轨道减速至一个较低轨道,再加速追上空间站完成对接
C.飞船加速至一个较高轨道再减速追上空间站完成对接
D.无论飞船采取何种措施,均不能与空间站对接
【解析】 由于宇宙飞船做圆周运动的向心力是地球对其施加的万有引力,由牛顿第二定律有,想追上同轨道上的空间站,直接加速会导致飞船轨道半径增大,由上式知飞船在一个新轨道上运行时速度比空间站的速度小,无法对接,故A错;飞船若先减速,它的轨道半径减小,但速度增大了,故在低轨道上飞船可接近或超过空间站,如图所示.当飞船运动到合适的位置后再加速,则其轨道半径增大,同时速度减小,当刚好运动到空间站所在轨道时停止加速,则飞船的速度刚好等于空间站的速度,可完成对接;若飞船先加速到一个较高轨道,其速度小于空间站速度,此时空间站比飞船运动快,当二者相对运动一周后,使飞船减速,轨道半径减小又使飞船速度增大,仍可追上空间站,但这种方法易造成飞船与空间站碰撞,不是最好的办法,且空间站追飞船不合题意,综上所述,方法应选B.,得v==m
【答案】 B
6.我国成功发射的“神舟七号”载人飞船,随后航天员圆满完成了太空出舱任务并释放了伴飞小卫星.若小卫星和飞船在同一圆轨道上,相隔一段距离,一前一后沿同一方向绕行,下列说法正确的是( )
A.由飞船的轨道半径、周期和引力常量,可以算出飞船质量
B.小卫星和飞船的加速度大小相等
C.航天员在飞船表面进行太空漫步时,对表面的压力等于航天员的重力
D.飞船只需向后喷出气体,就可以和小卫星对接
【解析】 由飞船的轨道半径、周期和引力常量只能算出中心天体的质量,即地球的质量,A错;因为飞船和小卫星的轨道半径一样,所以它们的加速度一样,B对;宇航员处于失重状态,他和飞船表面的作用力应小于