第3節(jié)人類對(duì)太空的不懈探索 同步練習(xí)（含答案）

PAGE第2頁(yè)，共2頁(yè)2021-2022學(xué)年魯科版（2019）必修第二冊(cè)第四章第3節(jié)人類對(duì)太空的不懈探索過關(guān)演練一、單選題1．“開普勒—90i”是科學(xué)家在開普勒—90星系中發(fā)現(xiàn)的第8顆行星。如果行星繞恒星做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，并測(cè)出了行星的軌道半徑和運(yùn)動(dòng)周期，由此可推算出（）A．行星的質(zhì)量 B．行星的半徑C．恒星的質(zhì)量 D．恒星的半徑2．北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)第三顆組網(wǎng)衛(wèi)星（簡(jiǎn)稱“三號(hào)衛(wèi)星”）的工作軌道為地球同步軌道，設(shè)地球半徑為R，“三號(hào)衛(wèi)星”的離地高度為h，則關(guān)于地球赤道上靜止的物體、地球近地環(huán)繞衛(wèi)星和“三號(hào)衛(wèi)星”的有關(guān)物理量，下列說法中正確的是（）A．近地衛(wèi)星與“三號(hào)衛(wèi)星”的周期之比為B．近地衛(wèi)星與“三號(hào)衛(wèi)星”的角速度之比為C．赤道上物體與“三號(hào)衛(wèi)星”的線速度之比為D．赤道上物體與“三號(hào)衛(wèi)星”的向心加速度之比為3．假設(shè)宇宙中有兩顆相距很遠(yuǎn)、互不影響的行星A、B，各有一顆“近地”衛(wèi)星P、Q繞其做勻速圓周運(yùn)動(dòng)。行星周圍空間某位置的引力加速度為a，該位置到行星中心距離為r，關(guān)系如圖所示，衛(wèi)星P、Q的引力加速度大小分別為、，則下列說法正確的是（）A．衛(wèi)星P、Q的質(zhì)量之比為1：4B．行星A、B的質(zhì)量之比為1：2C．行星A、B的第一宇宙速度之比為1：2D．行星A、B的密度之比為4：14．如圖所示為“天問一號(hào)”火星探測(cè)器從地球奔向火星的運(yùn)行軌道，探測(cè)器經(jīng)地火轉(zhuǎn)移軌道被火星捕獲后，在火星捕獲軌道圍繞火星做橢圓運(yùn)動(dòng)，其中P點(diǎn)為遠(yuǎn)火點(diǎn)，Q點(diǎn)為近火點(diǎn)，在火星停泊軌道上進(jìn)行適當(dāng)?shù)恼{(diào)整后運(yùn)動(dòng)到離軌著陸軌道。則（）A．“天問一號(hào)”的發(fā)射速度應(yīng)在地球的第一宇宙速度和第二宇宙速度之間，在停泊軌道上運(yùn)行時(shí)的速度大于火星的第一宇宙速度B．“天問一號(hào)”從地球無動(dòng)力飛向火星的過程中，“天問一號(hào)”的勢(shì)能增加，機(jī)械能增加C．“天問一號(hào)”在捕獲軌道上運(yùn)行到Q點(diǎn)的速度一定大于其在停泊軌道上運(yùn)行到Q點(diǎn)的速度D．如要回收探測(cè)器，則探測(cè)器在停泊軌道上要減速才能進(jìn)入地火轉(zhuǎn)移軌道5．2021年2月，我國(guó)“天問一號(hào)”火星探測(cè)器抵達(dá)環(huán)繞火星的軌道，正式開啟火星探測(cè)之旅，如圖“天問一號(hào)”進(jìn)入火星停泊軌道2后，在近火點(diǎn)280千米。遠(yuǎn)火點(diǎn)5.9萬千米，進(jìn)行相關(guān)探測(cè)后再進(jìn)入較低的橢圓軌道3開展科學(xué)探測(cè)。則“天問一號(hào)”（）A．軌道2環(huán)繞周期比軌道3環(huán)繞周期小B．軌道2近火點(diǎn)的加速度比軌道3近火點(diǎn)的加速度大C．軌道2近火點(diǎn)的速率比軌道3近火點(diǎn)的速率大D．軌道2近火點(diǎn)的機(jī)械能比軌道2遠(yuǎn)火點(diǎn)機(jī)械能大6．如圖所示，“天舟一號(hào)”貨運(yùn)飛船與“天宮二號(hào)”空間實(shí)驗(yàn)室對(duì)接，對(duì)接后飛行軌道高度與“天宮二號(hào)”圓軌道高度相同。己知萬有引力常量為G，地球半徑為R。對(duì)接前“天宮二號(hào)”的軌道半徑為r、運(yùn)行周期為T。由此可知（）A．“天舟一號(hào)”貨運(yùn)飛船是從與“天宮二號(hào)”空間實(shí)驗(yàn)室同一高度軌道上加速追上“天宮二號(hào)”完成對(duì)接的B．地球的質(zhì)量為C．對(duì)接后，“天舟一號(hào)”與“天宮二號(hào)“組合體的運(yùn)行周期等于TD．地球的第一宇宙速度為7．2021年11月11日，科學(xué)家在銀河系外的一個(gè)年輕星團(tuán)中發(fā)現(xiàn)了一個(gè)質(zhì)量是太陽(yáng)11倍的黑洞。該星團(tuán)由數(shù)千顆恒星組成，距離大麥哲倫星云約16萬光年，為銀河系的鄰居。黑洞是一個(gè)非常致密的天體，會(huì)形成強(qiáng)大的引力場(chǎng)，連光也無法逃脫．已知太陽(yáng)質(zhì)量為，光在真空中的傳播速度，引力常量，第二宇宙速度是第一宇宙速度的倍，忽略相對(duì)論效應(yīng)及量子效應(yīng)，試估算該黑洞最大半徑的數(shù)量級(jí)為（）A． B． C． D．8．據(jù)報(bào)道，一顆來自太陽(yáng)系外的彗星擦火星而過。如圖所示，設(shè)火星繞太陽(yáng)在圓軌道上運(yùn)動(dòng)，運(yùn)動(dòng)半徑為，周期為。該彗星在穿過太陽(yáng)系時(shí)由于受到太陽(yáng)的引力，軌道發(fā)生彎曲，彗星與火星在圓軌道的點(diǎn)“擦肩而過”。已知萬有引力常量，則（）A．可計(jì)算出火星的質(zhì)量B．可計(jì)算出彗星經(jīng)過點(diǎn)時(shí)受到的引力C．可確定太陽(yáng)分別對(duì)彗星和火星的引力在點(diǎn)產(chǎn)生的加速度相等D．可確定彗星在點(diǎn)的速度大小為9．“嫦娥四號(hào)”探月飛船實(shí)現(xiàn)了月球背面軟著陸，按計(jì)劃我國(guó)還要發(fā)射“嫦娥五號(hào)”，執(zhí)行月面采樣返回任務(wù)。已知月球表面的重力加速度約為地球表面重力加速度的，地球和月球的質(zhì)量分別為M1和M2，月球半徑為R，月球繞地球公轉(zhuǎn)的軌道半徑為r，引力常量為G，下列說法正確的是（）A．月球的第一宇宙速度約為地球第一宇宙速度的B．使飛船從地球飛向月球，地球上飛船的發(fā)射速度是地球的第一宇宙速度C．采樣返回時(shí)，使飛船從月球飛向地球，月球上飛船的發(fā)射速度為D．采樣返回時(shí)，使飛船從月球飛向地球，月球上飛船的發(fā)射速度應(yīng)大于10．2021年10月16日，神舟十三號(hào)載人飛船成功入軌，并通過加速與空間站交會(huì)對(duì)接。對(duì)接前，飛船和空間站在軌運(yùn)行的情形如圖所示，下列說法正確的是（）A．圖中A是空間站，B是飛船B．飛船通過向前方噴氣后才能與空間站完成交會(huì)對(duì)接C．對(duì)接后飛船的機(jī)械能比對(duì)接前在軌運(yùn)行時(shí)機(jī)械能大D．對(duì)接后飛船的速度比對(duì)接前在軌運(yùn)行時(shí)速度大二、多選題11．2021年5月15日中國(guó)首次火星探測(cè)任務(wù)“天問一號(hào)”探測(cè)器在火星烏托邦平原南部預(yù)選著陸區(qū)成功著陸?！疤靻栆惶?hào)”探測(cè)器需要通過霍曼轉(zhuǎn)移軌道從地球發(fā)送到火星，地球軌道和火星軌道看成圓形軌道，此時(shí)霍曼轉(zhuǎn)移軌道是一個(gè)近日點(diǎn)和遠(yuǎn)日點(diǎn)都與地球軌道、火星軌道相切的橢圓軌道（如圖所示），在近日點(diǎn)短暫點(diǎn)火后“天問一號(hào)”進(jìn)入霍曼轉(zhuǎn)移軌道，接著“天問一號(hào)”沿著這個(gè)軌道直至抵達(dá)遠(yuǎn)日點(diǎn)，然后再次點(diǎn)火進(jìn)入火星軌道。已知萬有引力常量為，太陽(yáng)質(zhì)量為，地球軌道和火星軌道半徑分別為和，地球、火星、“天問一號(hào)”運(yùn)行方向都為逆時(shí)針方向。若只考慮太陽(yáng)對(duì)“天問一號(hào)”的作用力，下列說法正確的是（）A．兩次點(diǎn)火噴射方向都與速度方向相同B．兩次點(diǎn)火之間的時(shí)間間隔為C．“天問一號(hào)”在地球軌道上的線速度小于在火星軌道上的線速度D．“天問一號(hào)”運(yùn)行中在轉(zhuǎn)移軌道上點(diǎn)的加速度比在火星軌道上點(diǎn)的加速度大12．2021年9月16日，神舟十二號(hào)載人飛船與空間站天和核心艙在軌運(yùn)行90天后成功實(shí)施分離，三名航天員在踏上回家之路前，完成了繞飛和徑向交會(huì)對(duì)接試驗(yàn)，經(jīng)過兩小時(shí)的繞飛和三次姿態(tài)調(diào)整后，神舟十二號(hào)飛船來到節(jié)點(diǎn)艙的徑向?qū)涌谡路剑瑥南嗑?00m向相距19m靠近，飛船與核心艙的軌道半徑分別為和，運(yùn)行周期分別為和，下列說法正確的是（）A．飛船靠近天和核心艙過程中，向心加速度逐漸增大B．飛船靠近天和核心艙過程中，所在軌道處的重力加速度逐漸增大C．交會(huì)對(duì)接試驗(yàn)過程中，飛船發(fā)動(dòng)機(jī)需要提供飛船向前和指向核心艙的作用力D．交會(huì)對(duì)接試驗(yàn)過程中應(yīng)滿足13．2021年2月24日，“天問一號(hào)”探測(cè)器在成功實(shí)施第三次近火制動(dòng)后，進(jìn)入近火點(diǎn)280千米、遠(yuǎn)火點(diǎn)5.9萬千米、周期2個(gè)火星日的火星停泊軌道，在這條軌道上穩(wěn)定運(yùn)行3個(gè)月后，于5月15日成功著陸火星。為了得到火星全球的地形、地貌數(shù)據(jù)，“天問一號(hào)”在近火點(diǎn)不變的情況下需要不斷變軌，如圖所示。關(guān)于“天問一號(hào)”，以下說法正確的是（）A．“天問一號(hào)”在近火點(diǎn)的運(yùn)行速度大于在遠(yuǎn)火點(diǎn)的運(yùn)行速度B．“天問一號(hào)”在火星停泊軌道加速后著陸C．“天問一號(hào)”環(huán)繞火星穩(wěn)定運(yùn)行時(shí)，軌道半長(zhǎng)軸越大，運(yùn)行周期越大D．“天問一號(hào)”在不同軌道的近火點(diǎn)的加速度相同14．北京時(shí)間2021年10月16日0時(shí)23分，搭載“神舟十三號(hào)”載人飛船的“長(zhǎng)征二號(hào)”F遙十三運(yùn)載火箭，在酒泉衛(wèi)星發(fā)射中心點(diǎn)火發(fā)射，一段時(shí)間后，“神舟十三號(hào)”載人飛船與火箭成功分離，進(jìn)入預(yù)定軌道，發(fā)射取得圓滿成功。飛船入軌后，按照預(yù)定程序與“天和”核心艙和“天舟二號(hào)”“天舟三號(hào)”組合體進(jìn)行自主快速交會(huì)對(duì)接。航天員進(jìn)駐“天和”核心艙，開啟為期6個(gè)月的在軌駐留。下列說法正確的是（）A．“神舟十三號(hào)”載人飛船與火箭成功分離后，火箭立即做自由落體運(yùn)動(dòng)B．“神舟十三號(hào)”載人飛船與“天和”核心艙和“天舟二號(hào)”“天舟三號(hào)”組合體對(duì)接后的運(yùn)行速度小于C．若“天和”核心艙在軌運(yùn)行時(shí)受阻力作用，則其運(yùn)行周期將變小D．6個(gè)月后，返回艙返回地球，其在低軌道上的加速度小于在高軌道上的加速度15．2020年7月31日上午，北斗三號(hào)全球衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)正式開通，標(biāo)志著工程“三步走”發(fā)展戰(zhàn)略取得決戰(zhàn)決勝，我國(guó)成為世界上第三個(gè)獨(dú)立擁有全球衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)的國(guó)家。北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)由地球同步靜止軌道衛(wèi)星、與同步靜止軌道衛(wèi)星具有相同周期的地球同步傾斜軌道衛(wèi)星，以及比它們軌道低一些的中軌道衛(wèi)星組成。它們均為圓軌道衛(wèi)星，軌道分布情況如圖所示，根據(jù)以上信息，下列說法正確的有（）A．地球同步傾斜軌道衛(wèi)星運(yùn)行的速度大于第一宇宙速度B．可以發(fā)射一顆地球同步傾斜軌道衛(wèi)星，每天同一時(shí)間經(jīng)過北京上空同一位置C．中軌道衛(wèi)星與同步軌道衛(wèi)星相比，中軌道衛(wèi)星速度較小D．所有衛(wèi)星繞地球做圓周運(yùn)動(dòng)的圓心都一定是地球的地心三、解答題16．把地球簡(jiǎn)化為一個(gè)質(zhì)量均勻的球體，現(xiàn)有一個(gè)質(zhì)量為m的衛(wèi)星繞地球做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，證明如果選擇無窮遠(yuǎn)處引力勢(shì)能為0，該衛(wèi)星的引力勢(shì)能為，其中M為地球質(zhì)量，r為衛(wèi)星到地心的距離，G為萬有引力常數(shù)。17．預(yù)計(jì)我國(guó)將在2030年前后實(shí)現(xiàn)航天員登月計(jì)劃，航天員登上月球后進(jìn)行相關(guān)的科學(xué)探測(cè)與實(shí)驗(yàn).已知月球的半徑為R，宇航員在月球表面高為h處?kù)o止釋放一小球，經(jīng)過時(shí)間t落地。萬有引力常量為G，求：（1）