人教版物理必修2同步练习：7.4 宇宙航行（能力提升）

2023年10月26日，神舟十七号载人飞船与天和核心舱进行了对接，“太空之家”迎来汤洪波、唐胜杰、江新林3名中国航天史上最年轻的乘组入驻。如图为神舟十七号的发射与交会对接过程示意图，图中①为飞船的近地圆轨道，其轨道半径为 ， ②为椭圆变轨轨道，③为天和核心舱所在的圆轨道，其轨道半径为 ， P、Q分别为②轨道与①、③轨道的交会点。关于神舟十七号载人飞船与天和核心舱交会对接过程，下列说法正确的是（    ）

2019年4月10日，事件视界望远镜（EHT）项目团队发布了人类历史上的首张黑洞照片，我国科学家也参与其中做出了巨大贡献。经典的“黑洞”理论认为，当恒星收缩到一定程度时，会变成密度非常大的天体，这种天体的逃逸速度非常大，大到光从旁边经过时都不能逃逸，也就是其第二宇宙速度大于等于光速，此时该天体就变成了一个黑洞。若太阳演变成一个黑洞后的密度为 、半径为 ，设光速为 ，第二宇宙速度是第一宇宙速度的 倍，引力常量为G，则 的最小值是（   ）

 2023年10月24日4时3分，我国在西昌卫星发射中心成功将遥感三十九号卫星送入太空。遥感三十九号卫星能够实现全球无死角观测，意义重大。遥感三十九号卫星、地球同步卫星绕地球飞行的轨道如图所示。已知地球半径为R，自转周期为T₀ ， 遥感三十九号卫星轨道高度为h，地球同步卫星轨道的高度为h₀ ， 引力常量为G。下列说法正确的是（　　）

《天问》是战国时期诗人屈原创作的一首长诗，全诗问天问地问自然，表现了作者对传统的质疑和对真理的探索精神．我国探测飞船“天问一号”发射成功飞向火星，屈原的“天问”梦想成为现实，也标志着我国深空探测迈向一个新台阶．如图所示，“天问一号”经过变轨成功进入近火圆轨道，其中轨道1是圆轨道，轨道2是椭圆轨道，轨道3是近火圆轨道，已知火星的平均密度为 ， 火星的半径为R ， 轨道1的半径为r ， 引力常量为G ， 下列说法正确的是（ ）

 2023年11月23日《中国日报》消息，11月23日18时00分04秒，我国在西昌卫星发射中心使用长征二号丁运载火箭及远征三号上面级成功将互联网技术试验卫星发射升空，卫星顺利进入预定轨道，发射任务取得圆满成功。如果互联网技术试验卫星的轨道半径为r，周期为T，地球的半径为R，引力常量为G，则（ ）

地球的公转轨道接近圆，哈雷彗星的运动轨道是一个非常扁的椭圆（如图所示）。天文学家哈雷成功预言了哈雷彗星的回归。哈雷彗星最近出现的时间是1986年，预计下次飞近地球将在2061年左右。若哈雷彗星在近日点与太阳中心的距离为 ， 线速度大小为 ， 角速度大小为 ， 加速度大小为；在远日点与太阳中心的距离为 ， 线速度大小为 ， 角速度大小为 ， 加速度大小为；地球绕太阳做圆周运动的半径为。下列说法正确的是（ ）

 处理废弃卫星的方法之一是将报废的卫星推到更高的轨道——“墓地轨道”，这样它就远离正常卫星，继续围绕地球运行。我国实践21号卫星（SJ—21）曾经将一颗失效的北斗导航卫星从拥挤的地球同步轨道上拖拽到了“墓地轨道”上。拖拽过程如图所示，轨道1是同步轨道，轨道2是转移轨道，轨道3是墓地轨道，则下列说法正确的是（　　）

  

人类首次发现了引力波来源于距地球之外13亿光年的两个黑洞质量分别为26个和39个太阳质量互相绕转最后合并的过程。设两个黑洞、绕其连线上的点做匀速圆周运动，如图所示。黑洞的轨道半径大于黑洞的轨道半径，两个黑洞的总质量为 ， 两个黑洞间的距离为 ， 其运动周期为 ， 则（ ）

如图所示，两个星体的质量均为m，O为两星体连线的中点，连线的垂直平分线为MN，可视为质点的一颗小行星从O点沿OM方向运动（到无穷远），则小行星所受到的万有引力大小F随距离r的大致变化为（   ）

宇宙间存在一些离其他恒星较远的三星系统，其中有一种三星系统如图所示，三颗质量均为m的星体位于等边三角形的三个顶点，三角形边长为L ， 忽略其他星体对它们的引力作用，三星在同一平面内绕三角形中心O做匀速圆周运动，引力常量为G ， 下列说法正确的是（　　）

双星系统由两颗相距较近的恒星组成，每个恒星的线度远小于两个星体之间的距离，而且双星系统一般远离其他天体。如图所示，两颗星球组成的双星，在相互之间的万有引力作用下，绕连线上的O点做周期相同的匀速圆周运动。现测得两颗星之间的距离为L ， 设质量分别用m₁、m₂表示，且m₁：m₂=5：2。则可知（　　）

太阳系外行星P和行星Q可能适宜人类居住，P半径是Q半径的 ， 若分别在P和Q距地面高为h处水平抛出小球，小球平抛运动水平位移x随抛出速度变化的函数图象如图所示，忽略空气阻力，忽略行星自转。下列判断正确的是（ ）

 我国已成功实现多次载人飞船与空间站径向交会对接，其过程可简化为飞船被送入预定轨道后，进行多次变轨，到了空间站下方几十公里后进行远距离导引，到更近的“中瞄点”后进行近距离导引，飞船一边进行姿态调整，一边靠近空间站，在空间站正下方约200米处调整为垂直姿态，再逐步向核心舱靠近，完成对接。下列说法正确的是（　　）

2023年7月9日19时，我国在酒泉卫星发射中心使用“长征二号”丙运载火箭，成功将卫星互联网技术试验卫星发射升空，卫星顺利进入预定轨道。若该卫星在距地球表面高度为的轨道上做匀速圆周运动的周期为 ， 地球的半径为 ， 引力常量为 ， 忽略地球的自转，则下列说法正确的是

2022年8月20日01时37分，在西昌卫星发射中心使用长征二号丁运载火箭，成功将“遥感三十五号04”组卫星发射升空，“遥感三十五号04”卫星顺利进入预定轨道，2022年9月6日12时19分，又成功将“遥感三十五号05”卫星发射升空，已知“遥感三十五号04”卫星距离地面的高度为h₁ ， 环绕周期为T₀ ， “遥感三十五号05”卫星距离地面的高度为 ， 地球的半径为R，万有引力常量为G。则下列说法正确的是（   ）

2021年10月16日我国的神舟十三号载人飞船成功发射，并于当天与距地表约400km的空间站完成径向交会对接。径向交会对接是指飞船沿与空间站运动方向垂直的方向和空间站完成交会对接。交会对接过程中神舟十三号载人飞船大致经历了以下几个阶段：进入预定轨道后经过多次变轨的远距离导引段，到达空间站后下方52km处；再经过多次变轨的近距离导引段到达距离空间站后下方更近的“中瞄点”；到达“中瞄点”后，边进行姿态调整，边靠近空间站，在空间站正下方200米处调整为垂直姿态（如图所示）；姿态调整完成后逐步向核心舱靠近，完成对接。已知在点火过程中忽略燃料引起的质量变化，根据上述材料，结合所学知识，判断以下说法正确的是（　　）

两个天体组成双星系统，它们在相互之间的万有引力作用下，绕连线上某点做周期同匀速圆周运动。科学家在地球上用望远镜观测由两个小行星构成的双星系统，看到一个亮度周期性变化的光点，这是因为当其中一个天体挡住另一个天体时，光点亮度会减弱。科学家用航天器以某速度撞击该双星系统中较小的小行星，撞击后，科学家观测到光点明暗变化的时间间隔变短。不考虑撞击后双星系统的质量变化。根据上述材料，下列说法正确的是（　　）

如图所示，两个星球A和B在引力作用下都绕O点做匀速圆周运动，星球A和B的距离为L。已知A、B和O点三点始终共线，A和B分别在O点的两侧，引力常量为G ， 星球A的质量为 ， 星球A的轨道半径为 ， 两星球均可视为质点。则（　　）

  

宇宙中存在一些离其他恒星较远的四颗星组成的四星系统，若四星系统中每个星体的质量均为、半径均为 ， 四颗星稳定分布在边长为的正方形的四个顶点上，如图所示。已知引力常量为 ， 忽略其他星体对它们的引力作用，则下列说法正确的是（   ）

 

人类对未知事物的好奇和科学家们的不懈努力，使人类对宇宙的认识越来越丰富。

2022年10月12日，中国空间站“天宫课堂”第三课开讲，这是中国航天员首次在问天实验舱内进行授课.已知中国空间站离地高度为h，运行周期为T，地球半径为R，引力常量为G.求：

        一个登月的宇航员，能否用一个弹簧秤和一个质量为的砝码，估计测出月球的质量和密度？如果能，说明估测方法并写出表达式．设月球半径为 ， 设弹簧秤示数为 ．

请阅读下列材料，回答下列小题。

2016年，中国空间站建设捷报频传。9月15日在酒泉卫星发射中心成功发射“天宫二号”空间实验室，天宫二号发射后，成功进入高度约380公里的轨道运行，在神舟十一号载人飞船发射前，天宫二号将调整轨道至高度393公里的对接轨道，做好与神舟十一号载人飞船交会对接的准备。

10月17日，搭载着航天员景海鹏、陈冬的神舟十一号载人飞船成功发射，并完成与天宫二号的自动交会对接，形成组合体，航天员进驻天宫二号，组合体在轨飞行33天，期间，2名航天员按计划开展了一系列科学实验，11月17日，神舟十一号飞船与天宫二号空间实验室成功实施分离，航天员景海鹏、陈冬踏上返回之旅。

11月8日，神舟十一号返回舱顺利着陆．

【探月工程】月球是围绕地球旋转的球形天体，同时也是地球唯一的天然卫星。月球是第一个人类曾经登陆过的地外天体。探月工程是利用航天器对月球进行的各种探测。中国探月工程又称“嫦娥工程”。2022年4月24日上午10时，“中国航天日”启动仪式线上举办。国家航天局公布的信息显示，探月工程四期、小行星探测重大任务正式启动工程研制，中国航天行星际探测不断拓展新征程。

我国天文学家通过 ， 在武仙座球状星团中发现一个脉冲双星系统．如图所示，假设在太空中有恒星、双星系统绕点做顺时针匀速圆周运动，运动周期为 ， 它们的轨道半径分别为、 ， ， 为的卫星，绕做逆时针匀速圆周运动，周期为忽略与之间的引力，与之间的引力远大于与之间的引力．万有引力常量为 ， 求：

如图所示，A是地球的同步卫星，另一卫星B的圆形轨道位于赤道平面内，离地面高度为h，已知地球半径为R，地球表面的重力加速度为g，引力常量为G，O为地球中心。

双星是由两颗绕着其连线上某一点旋转的恒星组成，对于其中一颗星来说，另一颗就是其“伴星”，如图所示。如果甲、乙两颗星体质量分别为m₁、m₂ ， 它们之间的距离为L，不考虑其他天体对它们的作用，引力常量为G。求：