教版（2019）高中物理必修二步练：74宇宙航行
选择题
1 质量造卫星轨道绕球做匀速圆周运动具（ ）
A．周期 B．速度 C．加速度 D．心力
2 已知某天体第宇宙速度 8 kms该星球半径 R距离该星球表面高度 3R 轨道做匀速圆周运动宇宙飞船运行速度（ ）
A． 22 kms B． 42 kms C． 4 kms D． 8 kms
3 球第宇宙速度约 8 kms某行星质量球 6 倍半径球 15 倍该行星第宇宙速度约（ ）
A． 16 kms B． 32 kms C． 46 kms D． 2 kms
4 列说法正确（ ）
A．球步卫星质量定相
B．轨运行步卫星中物体处完全失重状态受重力零
C．球第宇宙速度造球卫星圆轨道运行速度
D．球第宇宙速度面发射造球卫星发射速度
5 国航空航天技术已居世界前列图示飞行器 P 绕某星球做匀速圆周运动星球相飞行器张角 θ已知万引力常量 G列说法正确（ ）
A．轨道半径越周期越
B．测周期张角星球均密度
C．测周期张角星球质量
D．测周期轨道半径星球均密度
6 图示中国北斗卫星导航系统中国行研制全球卫星导航系统中静止轨道步卫星中球轨道卫星已知中球轨道卫星轨道高度 5000∼15000 km列说法正确（ ）
A．中球轨道卫星线速度静止轨道步卫星线速度
B．述两种卫星运行速度 79 kms
C．中球轨道卫星绕球圈时间 24 时
D．静止轨道步卫星定位北京空
7 2019 年 1 月 3 日 10 时 26 分嫦娥四号探测器成功月球背面着陆标志着国探月航天工程达新高度图示嫦娥四号达月球背面巡视器已知球月球半径约 41 表面重力加速度约 61球月球相较列说法中接实际（ ）
A．球密度月球密度 32
B．球质量月球质量 641
C．球第宇宙速度月球第宇宙速度 81
D．苹果球表面受引力月球表面受引力 601
8 2016 年 8 月 16 日凌晨命名墨子号中国首颗量子科学实验卫星开启星际旅国世界首次实现卫星面间量子通信构建天体化量子保密通信科学实验体系图示墨子号卫星工作高度约 500 km轨道绕球做匀速圆周运动时间 t（t 运动周期）运动弧长 s球中心连线扫角度 θ 弧度引力常量 G列关墨子号说法正确（ ）
A．线速度第宇宙速度
B．质量 s3Gt2θ
C．环绕周期 2πtθ
D．心加速度球步卫星心加速度
9 图建筑厄瓜尔境赤道纪念碑设某造球卫星赤道空飞行卫星轨道面球赤道重合飞行高度低球步卫星已知卫星轨道半径 r飞行方球转方相设球转角速度 ω0球半径 R球表面重力加速度 g某时刻卫星通赤道纪念碑正方该卫星长时间次位置？（ ）
A． 2πgR2r3 B． 2πω0+gR2r3 C． 2πω0gR2r3 D． 2πgR2r3ω0
10 嫦娥三号探测器长征三号乙运载火箭西昌卫星发射中心发射首次实现月球软着陆月面巡视勘察假设嫦娥三号先分图示环月圆轨道椭圆轨道运行（ ）
A．已知嫦娥三号环月圆轨道半径运行周期引力常量算出月球密度
B．嫦娥三号环月圆轨道变轨椭圆轨道时应 P 点发动机点火减速
C．嫦娥三号环月椭圆轨道运行时 P 点速度 Q 点速度
D．嫦娥三号进入环月椭圆轨道关闭发动机探测器 Q 点运行 P 点程中机械增加
11 北斗卫星导航系统中国行研制全球卫星导航系统图示北斗卫星导航系统中两颗工作卫星 1 2 均绕心做时针方匀速圆周运动轨道半径 r某时刻两颗工作卫星分位圆轨道 A B 两位置已知球表面附重力加速度 g球半径 R计卫星间相互作力判断中正确（ ）
A．卫星 1 喷气定追卫星 2
B．卫星 1 位置 A 运动位置 B 需时间 πr3Rrg
C．卫星 1 2 绕球做匀速圆周运动心力定相等
D．卫星 1 圆轨道位置 A 变轨进入椭圆轨道卫星 1 圆轨道位置 A 加速度椭圆轨道位置 A 加速度
12 国首颗量子科学实验卫星 2016 年 8 月 16 日 1 点 40 分成功发射量子卫星成功运行国世界首次实现卫星面间量子通信构建天体化量子保密通信科学实验体系假设量子卫星轨道赤道面图示已知量子卫星轨道半径球半径 m 倍步卫星轨道半径球半径 n 倍图中 P 点球赤道点知（ ）
A．步卫星量子卫星运行周期 n3m3
B．步卫星 P 点速率 1n
C．量子卫星步卫星速率 nm
D．量子卫星 P 点速率 n3m
13 2016 年 11 月 24 日国成功发射天链号 04 星天链号 04 星国发射第 4 颗球步卫星天链号 02 星 03 星实现组网运行国神舟飞船空间实验室天宫二号提供数中继测控服务图1 天宫二号绕球稳定运行轨道2 天链号绕球稳定运行轨道列说法正确（ ）
A．天链号 04 星发射速度 112 kms
B．天链号 04 星运行速度天宫二号运行速度
C．便测控天链号 04 星相面静止北京飞控中心正方
D．技术进步天链号 04 星运行速度天链号 02 星运行速度
14 果水星金星绕太阳运动视匀速圆周运动水星金星条直线开始计时图示天文学家测相时间水星转角度 θ1金星转角度 θ2（θ1 θ2 均锐角）条件求（ ）
A．水星金星绕太阳运动周期
B．水星金星密度
C．水星金星太阳距离
D．水星金星绕太阳运动心加速度
15 2018 年 12 月 8 日 2 时 23 分嫦娥四号探测器搭长征三号乙运载火箭开始奔月旅首次实现类探测器月球背面软着陆12 月 12 日 16 时 45 分号探测器成功实施月制动利完成太空刹车月球捕获进入月点约 100 km 环月轨道图示列说法正确（ ）
A．嫦娥四号发射速度第二宇宙速度
B．嫦娥四号 100 km 环月轨道运行通 P 点时加速度椭圆环月轨道运行通 P 点时加速度相
C．嫦娥四号 100 km 环月轨道运动周期等椭圆环月轨道运动周期
D．嫦娥四号月转移轨道 P 点时 100 km 环月轨道 P 点时速度相
16 假设发射两颗探月卫星 A B图示环月飞行距月球表面高度分 200 km 100 km环月运行均视匀速圆周运动（ ）
A． B 环月运行时心加速度 A
B． B 环月运行速度 A
C． B 环月运行周期 A
D． B 环月运行角速度 A
17 图示北斗导航系统中部分卫星轨道示意图已知 a b c 三颗卫星均做圆周运动a 球步卫星（ ）
A．卫星 a 加速度 b 加速度
B．卫星 a 角速度 c 角速度
C．卫星 a 运行速度第宇宙速度
D．卫星 b 周期 24 h
二填空题
18 判断列说法正误
面附发射火星探测器速度应 112 kms19 低轨道卫星加速运动距离面更高轨道绕球做匀速圆周运动该卫星速率 加速度 （选填增变减）
20 某行星绕太阳运动似作匀速圆周运动已知行星运动轨道半径 R周期 T万引力恒量 G该行星线速度 v 太阳质量 M 表示
21 卫星绕某行星表面附做匀速圆周运动线速度 v假设宇航员该行星表面弹簧测力计测量质量 m 物体重力物体静止时弹簧测力计示数 F该行星表面重力加速度 行星半径约
22 知球表面重力加速度约月球表面重力加速度 6 倍球半径约月球半径 4 倍考虑球月球转影响球质量月球质量约 球表面圆轨逆运行航天器月球表面圆轨道行航天器线速度约
三解答题
23 新冠疫情全世界带灾难国抗疫取显著成效已基复工复产特航天事业进展稳步根新闻报道：国 2020 年 7 8 月长征五号火箭执行首次火星探测务果火星质量 M半径 R万引力常量 G探测卫星火星表面附环绕火星飞行时求：
(1) 探测卫星飞行速度
(2) 探测卫星绕火星运行圈时间
24 已知球半径 R球表面重力加速度 g考虑球转影响
(1) 推导第宇宙速度 v1 表达式
(2) 卫星绕球做匀速圆周运动运行轨道距离面高度 h求卫星运行周期 T
25 2013 年 6 月 13 日搭载聂海胜张晓光王亚 3 名航天员神舟十号飞船天宫号目标飞行器成功实现动交会接接距离面高度 h球半径 R球表面重力加速度 g万引力常量 G求：
(1) 球质量
(2) 推导第宇宙速度
(3) 接天宫号线速度
26 图示宇航员某质量分布均匀星球表面斜坡 P 点水方初速度 v0 抛出球测球时间 t 落斜坡点 Q斜面倾角 α已知该星球半径 R引力常量 G忽略星球转影响求：
(1) 该星球表面重力加速度
(2) 该星球密度
(3) 该星球第宇宙速度
答案
选择题
1D 2C 3A 4C 5B 6C 7A 8C 9C 10B 11B 12D 13B 14B 15B 16C 17B
二填空题
18√
19减
202πRT4π2R3GT2
21Fmmv2F
22961261
三解答题
23
(1) GMR
(2) 2πRRGM
24
(1) 山卫星质量 m球质量 M考球转影响球表面物体受重力等球物体引力 GMmR2mg
整理 GMR2g ⋯⋯①
卫星表附匀速圆周运动受万引力提供心力 GMmR2mv2R ⋯⋯②
①式代入②式 v1gR
(2) 2π(R+h)RR+hg
25
(1) gR2G
(2) gR
(3) gR2R+h
26
(1) 2v0tanαt
(2) 3v0tanα2πRtG
(3) 2v0Rtanαt
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选择题
1 质量造卫星轨道绕球做匀速圆周运动具（ ）
A．周期 B．速度 C．加速度 D．心力
2 已知某天体第宇宙速度 8 kms该星球半径 R距离该星球表面高度 3R 轨道做匀速圆周运动宇宙飞船运行速度（ ）
A． 22 kms B． 42 kms C． 4 kms D． 8 kms
3 球第宇宙速度约 8 kms某行星质量球 6 倍半径球 15 倍该行星第宇宙速度约（ ）
A． 16 kms B． 32 kms C． 46 kms D． 2 kms
4 列说法正确（ ）
A．球步卫星质量定相
B．轨运行步卫星中物体处完全失重状态受重力零
C．球第宇宙速度造球卫星圆轨道运行速度
D．球第宇宙速度面发射造球卫星发射速度
5 国航空航天技术已居世界前列图示飞行器 P 绕某星球做匀速圆周运动星球相飞行器张角 θ已知万引力常量 G列说法正确（ ）
A．轨道半径越周期越
B．测周期张角星球均密度
C．测周期张角星球质量
D．测周期轨道半径星球均密度
6 图示中国北斗卫星导航系统中国行研制全球卫星导航系统中静止轨道步卫星中球轨道卫星已知中球轨道卫星轨道高度 5000∼15000 km列说法正确（ ）
A．中球轨道卫星线速度静止轨道步卫星线速度
B．述两种卫星运行速度 79 kms
C．中球轨道卫星绕球圈时间 24 时
D．静止轨道步卫星定位北京空
7 2019 年 1 月 3 日 10 时 26 分嫦娥四号探测器成功月球背面着陆标志着国探月航天工程达新高度图示嫦娥四号达月球背面巡视器已知球月球半径约 41 表面重力加速度约 61球月球相较列说法中接实际（ ）
A．球密度月球密度 32
B．球质量月球质量 641
C．球第宇宙速度月球第宇宙速度 81
D．苹果球表面受引力月球表面受引力 601
8 2016 年 8 月 16 日凌晨命名墨子号中国首颗量子科学实验卫星开启星际旅国世界首次实现卫星面间量子通信构建天体化量子保密通信科学实验体系图示墨子号卫星工作高度约 500 km轨道绕球做匀速圆周运动时间 t（t 运动周期）运动弧长 s球中心连线扫角度 θ 弧度引力常量 G列关墨子号说法正确（ ）
A．线速度第宇宙速度
B．质量 s3Gt2θ
C．环绕周期 2πtθ
D．心加速度球步卫星心加速度
9 图建筑厄瓜尔境赤道纪念碑设某造球卫星赤道空飞行卫星轨道面球赤道重合飞行高度低球步卫星已知卫星轨道半径 r飞行方球转方相设球转角速度 ω0球半径 R球表面重力加速度 g某时刻卫星通赤道纪念碑正方该卫星长时间次位置？（ ）
A． 2πgR2r3 B． 2πω0+gR2r3 C． 2πω0gR2r3 D． 2πgR2r3ω0
10 嫦娥三号探测器长征三号乙运载火箭西昌卫星发射中心发射首次实现月球软着陆月面巡视勘察假设嫦娥三号先分图示环月圆轨道椭圆轨道运行（ ）
A．已知嫦娥三号环月圆轨道半径运行周期引力常量算出月球密度
B．嫦娥三号环月圆轨道变轨椭圆轨道时应 P 点发动机点火减速
C．嫦娥三号环月椭圆轨道运行时 P 点速度 Q 点速度
D．嫦娥三号进入环月椭圆轨道关闭发动机探测器 Q 点运行 P 点程中机械增加
11 北斗卫星导航系统中国行研制全球卫星导航系统图示北斗卫星导航系统中两颗工作卫星 1 2 均绕心做时针方匀速圆周运动轨道半径 r某时刻两颗工作卫星分位圆轨道 A B 两位置已知球表面附重力加速度 g球半径 R计卫星间相互作力判断中正确（ ）
A．卫星 1 喷气定追卫星 2
B．卫星 1 位置 A 运动位置 B 需时间 πr3Rrg
C．卫星 1 2 绕球做匀速圆周运动心力定相等
D．卫星 1 圆轨道位置 A 变轨进入椭圆轨道卫星 1 圆轨道位置 A 加速度椭圆轨道位置 A 加速度
12 国首颗量子科学实验卫星 2016 年 8 月 16 日 1 点 40 分成功发射量子卫星成功运行国世界首次实现卫星面间量子通信构建天体化量子保密通信科学实验体系假设量子卫星轨道赤道面图示已知量子卫星轨道半径球半径 m 倍步卫星轨道半径球半径 n 倍图中 P 点球赤道点知（ ）
A．步卫星量子卫星运行周期 n3m3
B．步卫星 P 点速率 1n
C．量子卫星步卫星速率 nm
D．量子卫星 P 点速率 n3m
13 2016 年 11 月 24 日国成功发射天链号 04 星天链号 04 星国发射第 4 颗球步卫星天链号 02 星 03 星实现组网运行国神舟飞船空间实验室天宫二号提供数中继测控服务图1 天宫二号绕球稳定运行轨道2 天链号绕球稳定运行轨道列说法正确（ ）
A．天链号 04 星发射速度 112 kms
B．天链号 04 星运行速度天宫二号运行速度
C．便测控天链号 04 星相面静止北京飞控中心正方
D．技术进步天链号 04 星运行速度天链号 02 星运行速度
14 果水星金星绕太阳运动视匀速圆周运动水星金星条直线开始计时图示天文学家测相时间水星转角度 θ1金星转角度 θ2（θ1 θ2 均锐角）条件求（ ）
A．水星金星绕太阳运动周期
B．水星金星密度
C．水星金星太阳距离
D．水星金星绕太阳运动心加速度
15 2018 年 12 月 8 日 2 时 23 分嫦娥四号探测器搭长征三号乙运载火箭开始奔月旅首次实现类探测器月球背面软着陆12 月 12 日 16 时 45 分号探测器成功实施月制动利完成太空刹车月球捕获进入月点约 100 km 环月轨道图示列说法正确（ ）
A．嫦娥四号发射速度第二宇宙速度
B．嫦娥四号 100 km 环月轨道运行通 P 点时加速度椭圆环月轨道运行通 P 点时加速度相
C．嫦娥四号 100 km 环月轨道运动周期等椭圆环月轨道运动周期
D．嫦娥四号月转移轨道 P 点时 100 km 环月轨道 P 点时速度相
16 假设发射两颗探月卫星 A B图示环月飞行距月球表面高度分 200 km 100 km环月运行均视匀速圆周运动（ ）
A． B 环月运行时心加速度 A
B． B 环月运行速度 A
C． B 环月运行周期 A
D． B 环月运行角速度 A
17 图示北斗导航系统中部分卫星轨道示意图已知 a b c 三颗卫星均做圆周运动a 球步卫星（ ）
A．卫星 a 加速度 b 加速度
B．卫星 a 角速度 c 角速度
C．卫星 a 运行速度第宇宙速度
D．卫星 b 周期 24 h
二填空题
18 判断列说法正误
面附发射火星探测器速度应 112 kms
20 某行星绕太阳运动似作匀速圆周运动已知行星运动轨道半径 R周期 T万引力恒量 G该行星线速度 v 太阳质量 M 表示
21 卫星绕某行星表面附做匀速圆周运动线速度 v假设宇航员该行星表面弹簧测力计测量质量 m 物体重力物体静止时弹簧测力计示数 F该行星表面重力加速度 行星半径约
22 知球表面重力加速度约月球表面重力加速度 6 倍球半径约月球半径 4 倍考虑球月球转影响球质量月球质量约 球表面圆轨逆运行航天器月球表面圆轨道行航天器线速度约
三解答题
23 新冠疫情全世界带灾难国抗疫取显著成效已基复工复产特航天事业进展稳步根新闻报道：国 2020 年 7 8 月长征五号火箭执行首次火星探测务果火星质量 M半径 R万引力常量 G探测卫星火星表面附环绕火星飞行时求：
(1) 探测卫星飞行速度
(2) 探测卫星绕火星运行圈时间
24 已知球半径 R球表面重力加速度 g考虑球转影响
(1) 推导第宇宙速度 v1 表达式
(2) 卫星绕球做匀速圆周运动运行轨道距离面高度 h求卫星运行周期 T
25 2013 年 6 月 13 日搭载聂海胜张晓光王亚 3 名航天员神舟十号飞船天宫号目标飞行器成功实现动交会接接距离面高度 h球半径 R球表面重力加速度 g万引力常量 G求：
(1) 球质量
(2) 推导第宇宙速度
(3) 接天宫号线速度
26 图示宇航员某质量分布均匀星球表面斜坡 P 点水方初速度 v0 抛出球测球时间 t 落斜坡点 Q斜面倾角 α已知该星球半径 R引力常量 G忽略星球转影响求：
(1) 该星球表面重力加速度
(2) 该星球密度
(3) 该星球第宇宙速度
答案
选择题
1D 2C 3A 4C 5B 6C 7A 8C 9C 10B 11B 12D 13B 14B 15B 16C 17B
二填空题
18√
19减
202πRT4π2R3GT2
21Fmmv2F
22961261
三解答题
23
(1) GMR
(2) 2πRRGM
24
(1) 山卫星质量 m球质量 M考球转影响球表面物体受重力等球物体引力 GMmR2mg
整理 GMR2g ⋯⋯①
卫星表附匀速圆周运动受万引力提供心力 GMmR2mv2R ⋯⋯②
①式代入②式 v1gR
(2) 2π(R+h)RR+hg
25
(1) gR2G
(2) gR
(3) gR2R+h
26
(1) 2v0tanαt
(2) 3v0tanα2πRtG
(3) 2v0Rtanαt
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