高中物理鲁科版 过关检测必修2　人造卫星与宇宙航行 Word版含解析

　人造卫星与宇宙航行 1.(2017朝阳期中)继“天宫一号”之后,2016年9月15日我国在酒泉卫星发射中心又成功发射了“天宫二号”空间实验室。“天宫一号”的轨道是距离地面370千米的近圆轨道;“天宫二号”的轨道是距离地面393千米的近圆轨道,后继发射的“神舟十一号”与之对接。下列说法正确的是(　　) A.在各自的轨道上正常运行时,“天宫二号”比“天宫一号”的速度大 B.在各自的轨道上正常运行时,“天宫二号”比地球同步卫星的周期长 C.在低于“天宫二号”的轨道上,“神舟十一号”需要先加速才能与之对接 D.“神舟十一号”只有先运行到“天宫二号”的轨道上,然后再加速才能与之对接 答案　C　根据万有引力提供向心力,GMmr2=mv2r?v=GMr,因为“天宫一号”的轨道半径比“天宫二号”的轨道半径小,所以“天宫二号”比“天宫一号”的速度小,选项A错误;同步卫星距离地面36 000 km,根据GMmr2=m4π2T2r?T=4π2r3GM,可知“天宫二号”比地球同步卫星的周期短,选项B错误;在低于“天宫二号”的轨道上,“神舟十一号”加速会做离心运动,才能与之对接,选项C正确;若“神舟十一号”先运行到“天宫二号”的轨道上,然后再加速会做离心运动,不可能与之对接,选项D错误。 2.(2018丰台期末)2017年9月12日,天舟1号货运飞船顺利完成了与天宫2号空间实验室的自主快速交会对接。在对接前的某段时间内,若天宫2号和天舟1号分别处在不同的圆形轨道上逆时针运行,如图所示。下列说法正确的是(　　) A.天宫2号的运行速率大于天舟1号的运行速率 B.天宫2号的运行周期大于天舟1号的运行周期 C.天宫2号的向心加速度大于天舟1号的向心加速度 D.天舟1号适当减速才可能与天宫2号实现对接 答案　B　设地球质量为M,绕地球运动的物体质量为m,轨道半径为r,由万有引力定律可知GMmr2=mv2r=m4π2rT2=ma,因r天舟mv12r,要做向心运动,而对在近似正圆轨道上的“天宫二号”有GMm'r2=m'v22r,所以v2>v1,想对接“神舟十一号”要适当加速,不需要改变速度方向。 4.(2017西城期末)天宫二号在距地面h高度处绕地球做匀速圆周运动。2016年10月19日,神舟十一号飞船发射成功,与天宫二号空间站圆满完成自动交会对接。已知地球质量为M,半径为R,引力常量为G。 (1)求天宫二号在轨运行线速度v的大小; (2)求天宫二号在轨运行周期T; (3)若天宫二号在轨运行周期T=90分钟,在赤道上空由西向东运动。请结合计算,分析说明天宫二号中的航天员在24小时之内能看到几次日出。 答案　(1)GMR+h　(2)2π(R+h)R+hGM　(3)16次 解析　(1)设天宫二号质量为m,根据万有引力定律和牛顿第二定律 GMm(R+h)2=mv2R+h 解得v=GMR+h (2)根据周期公式T=2π(R+h)v或GMm(R+h)2=m4π2T2(R+h) 解得周期T=2π(R+h)R+hGM (3)一天之内,可认为地球相对于太阳的位置近似不变,所以天宫二号绕行地球一圈,可看到1次日出。因为在24小时之内天宫二号绕地球的圈数n=tT=24小时1.5小时=16,所以一天之内能看 ... ...