格物学 力学万有引力定律的常见应用

第二宇宙速度和第三宇宙速度-万有引力定律的常见应用知识点月考进阶自测题答案-海南省等高中物理,平均正确率44.00000000000001%

2025-08-30
第二宇宙速度和第三宇宙速度-万有引力定律的常见应用知识点月考进阶自测题答案-海南省等高中物理,平均正确率44.00000000000001%
1、['第一宇宙速度', '第二宇宙速度和第三宇宙速度', '判断系统机械能是否守恒', '开普勒行星运动定律']

正确率40.0%svg异常,非svg图片

C

A.宇宙飞船天问一号在椭圆轨道上运动的周期小于地球公转的周期

B.在与火星会合前,宇宙飞船天问一号的加速度小于火星公转的向心加速度

C.宇宙飞船天问一号在无动力飞行飞向火星的过程中,引力势能增大,动能减小,机械能守恒

D.宇宙飞船天问一号在地球上的发射速度介于第一宇宙速度和第二宇宙速度之间

2、['天体质量和密度的计算', '第一宇宙速度', '第二宇宙速度和第三宇宙速度', '超重与失重问题']

正确率40.0%我国在航天领域处于世界领先地位$$\mathbf{. 2 0 2 1}$$年$${{4}}$$月$${{2}{9}}$$日$${{1}{1}}$$时$${{2}{3}}$$分,中国“长征”$${{5}{B}}$$运载火箭搭载中国首个空间站核心舱发射成功!而国际空间站或将于$${{2}{0}{2}{4}}$$年退役,届时中国空间站有望成为全世界唯一在轨运行的空间站.已知引力常量为$${{G}{,}}$$下列说法正确的是(

C

A.因空间站距地表太远,地球引力很微弱,所以空间站内的宇航员处于完全失重状态

B.因受地球引力而绕地球做椭圆轨道运动的太空垃圾,其速度必然不大于第一宇宙速度

C.若测出空间站在地球周围做圆轨道运动的线速度$${{v}}$$和角速度$${{ω}{,}}$$则可据此估算出地球质量

D.在地球表面发射该空间站时的发射速度可以等于第二宇宙速度

3、['第一宇宙速度', '第二宇宙速度和第三宇宙速度', '卫星变轨问题', '开普勒行星运动定律']

正确率40.0%svg异常,非svg图片

C

A.发射速度介于$$7. 9 \mathrm{k m / s}$$与$${\bf1 1. 2 k m / s}$$之间

B.从$${{P}}$$点转移到$${{Q}}$$点的时间小于$${{6}}$$个月

C.在环绕火星的停泊轨道运行的周期比在调相轨道上小

D.在地火转移轨道运动时的速度均大于地球绕太阳的速度

4、['环绕天体运动参量的分析与计算', '第一宇宙速度', '第二宇宙速度和第三宇宙速度', '万有引力定律的其他应用']

正确率40.0%$${{2}{0}{1}{1}}$$年$${{8}}$$月$${{1}{2}}$$日,我国在西昌卫星发射中心,将巴基斯坦通信卫星$$1 R ( P a k s a t-1 R )$$成功送入地球同步轨道,发射任务获得圆满成功.关于成功定点后的$${{“}{1}{R}{”}}$$卫星,下列说法中正确的是$${{(}{)}}$$

A

A.离地面的高度一定,相对地面保持静止

B.运行速度大于第一宇宙速度,小于第二宇宙速度

C.绕地球运动的周期比月球绕地球运行的周期大

D.向心加速度与静止在赤道上物体的向心加速度大小相等

5、['天体质量和密度的计算', '环绕天体运动参量的分析与计算', '第二宇宙速度和第三宇宙速度', '卫星变轨问题', '开普勒行星运动定律']

正确率60.0%svg异常,非svg图片

D

A.该卫星的发射速度一定要大于第二宇宙速度$$1 1. 2 K m / s$$

B.该卫星沿椭圆轨道$${{I}}$$从$${{A}}$$点运动到$${{B}}$$点过程中,速度减小,机械能也减小

C.该卫星在轨道$${{I}}$$上运动行的周期大于在轨道$${{I}{I}}$$上运行的周期

D.测量出该卫星在轨道$${{I}{I}}$$上运行的线速度和周期,即可计算地球的质量

6、['第一宇宙速度', '第二宇宙速度和第三宇宙速度', '万有引力定律的其他应用']

正确率40.0%使物体脱离行星的引力束缚,不再绕该行星运行,从行星表面发射所需的最小速度称为第二宇宙速度,行星的第二宇宙速度$${{v}_{2}}$$与第一宇宙速度$${{v}_{1}}$$的关系是$$v_{2}=\sqrt2 v_{1}$$.已知某行星的半径为地球半径的三倍,它表面的重力加速度为地球表面重力加速度的$$\frac{1} {6},$$不计其它行星的影响和地球自转对其表面重力加速度的影响.已知地球的第一宇宙速度为$$8 k m / s$$,则该行星的第二宇宙速度为$${{(}{)}}$$

B

A.$${{4}}$$$${{k}{m}{/}{s}}$$

B.$${{8}}$$$${{k}{m}{/}{s}}$$

C.$$4 \sqrt{2} k m / s$$

D.$$8 \sqrt{2} k m / s$$

7、['环绕天体运动参量的分析与计算', '第二宇宙速度和第三宇宙速度', '卫星变轨问题']

正确率40.0%svg异常,非svg图片

A

A.可以求出$${{“}}$$嫦娥一号$${{”}}$$绕月球做圆周运动的速度

B.可以求出月球对$${{“}}$$嫦娥一号$${{”}}$$卫星的引力

C.$${{“}}$$嫦娥一号$${{”}}$$卫星在控制点处应加速

D.$${{“}}$$嫦娥一号$${{”}}$$在地面的发射速度大于$$1 1. 2 m / s$$

8、['环绕天体运动参量的分析与计算', '第一宇宙速度', '第二宇宙速度和第三宇宙速度', '线速度、角速度和周期、转速']

正确率40.0%$${{2}{0}{1}{8}}$$年$${{4}}$$月$${{2}}$$日$${{8}}$$时$${{1}{5}}$$分左右,天宫一号再入大气层并最终落于南太平洋中部区域,作为中国第一个目标飞行器,天宫一号于$${{2}{0}{1}{1}}$$年$${{9}}$$月$${{2}{9}}$$日$${{2}{1}}$$时$${{1}{6}}$$分$${{0}{3}}$$秒在酒泉卫星发射中心发射。天宫一号在离地面$$3 4 3 k m$$的轨道做圆周运动,轨道所处的空间存在极其稀薄的大气,$${{2}{0}{1}{6}}$$年$${{3}}$$月$${{2}{1}}$$日,超期服役两年半的天宫一号(已在轨工作$${{1}{6}{3}{0}}$$天)正式终止了数据服务。关于天宫一号,下列说法正确的是(

D

A.天宫一号运行速度的大小介于第一宇宙速度和第二宇宙速度之间

B.如不加干预,在运行一段时间后,天宫一号的动能一定会减少

C.处于失重状态,说明航天员不受地球引力作用

D.如不加干预,天宫一号的轨道高度将缓慢降低

9、['第一宇宙速度', '第二宇宙速度和第三宇宙速度']

正确率60.0%下列关于三种宇宙速度的说法中正确的是(

B

A.地球的第一宇宙速度是人造地球卫星绕地球做圆周运动的最小运行速度

B.地球的第二宇宙速度是在地面附近使物体可以挣脱地球引力束缚,成为绕太阳运行的人造小行星的最小发射速度

C.人造卫星绕地球在圆轨道上运行时的速度介于地球的第一宇宙速度和第二宇宙速度之间

D.美国发射的凤凰号火星探测卫星,其发射速度大于地球的第三宇宙速度

10、['天体质量和密度的计算', '第一宇宙速度', '第二宇宙速度和第三宇宙速度', '万有引力和重力的关系']

正确率40.0%潘多拉是电影$${《}$$阿凡达$${》}$$虚构的一个天体,其属于阿尔法半人马星系,即阿尔法半人马星系$${{B}{−}{4}}$$号行星,大小与地球相差无几(半径与地球半径近似相等$${{)}}$$,若把电影中的虚构视为真实的,地球人登上该星球后发现:自己在该星球上体重只有在地球上体重的$${{n}}$$倍$$( n < 1 )$$,由此可以判断:

D

A.潘多拉星球上的重力加速度是地球表面重力加速度的$${{1}{/}{n}}$$倍

B.潘多拉星球上的质量是地球质量的$${{1}{/}{n}}$$倍

C.若在潘多拉星球上发射卫星,最小发射速度是地球第一宇宙速度的$${{n}}$$倍

D.若在潘多拉星球上发射卫星,第二宇宙速度是$$1 1. 2 \sqrt{n} K m / S$$

1. 题目分析:天问一号从地球飞向火星,需考虑轨道特性与能量变化。

A. 错误。椭圆轨道半长轴决定周期,天问一号轨道半长轴大于地球公转轨道半径,故周期应大于地球公转周期。

B. 错误。加速度由万有引力决定,$$a = \frac{{GM}}{{r^2}}$$,天问一号在转移轨道上距离太阳比火星更近时,r更小,加速度可能更大。

C. 正确。无动力飞行仅受引力,机械能守恒;飞向火星过程中距离太阳增加,引力势能增大,动能减小。

D. 正确。逃逸地球但未脱离太阳系,发射速度应介于第一宇宙速度(7.9 km/s)和第二宇宙速度(11.2 km/s)之间。

答案:CD

2. 题目分析:中国空间站相关物理概念辨析。

A. 错误。失重是因引力提供向心力,并非引力微弱;空间站高度约400km,地球引力仍约为地表90%。

B. 错误。椭圆轨道上速度变化,近地点速度可能大于第一宇宙速度。

C. 正确。由$$v = \omega r$$和$$G\frac{{Mm}}{{r^2}} = m\frac{{v^2}}{{r}}$$联立可得$$M = \frac{{v^3}}{{G \omega}}$$。

D. 错误。第二宇宙速度为逃逸地球速度,空间站仍绕地球运行,发射速度应小于11.2km/s。

答案:C

3. 题目分析:火星探测轨道转移问题。

A. 正确。如第1题D选项,发射速度介于7.9km/s和11.2km/s之间。

B. 正确。转移轨道为椭圆,周期可根据开普勒第三定律计算,通常小于6个月。

C. 正确。停泊轨道半径小于调相轨道,由$$T = 2\pi \sqrt{\frac{{r^3}}{{GM}}}$$知周期更小。

D. 错误。转移轨道上远日点速度小于地球公转速度。

答案:ABC

4. 题目分析:地球同步卫星特性。

A. 正确。同步卫星高度约36000km,相对地面静止。

B. 错误。同步卫星速度约3.1km/s,小于第一宇宙速度7.9km/s。

C. 错误。同步卫星周期为24小时,月球周期约27.3天,故卫星周期更小。

D. 错误。同步卫星向心加速度$$a = \omega^2 r$$,赤道上物体$$a' = \omega^2 R$$,因r > R,故a > a'。

答案:A

5. 题目分析:卫星变轨问题。

A. 错误。第二宇宙速度为逃逸速度,卫星仍绕地球运行,发射速度应小于11.2km/s。

B. 错误。从A到B为远地点,速度减小,但仅受引力,机械能守恒。

C. 正确。轨道I半长轴大于轨道II半径,由开普勒第三定律知周期更大。

D. 正确。由$$v = \frac{{2\pi r}}{{T}}$$和$$G\frac{{Mm}}{{r^2}} = m\frac{{v^2}}{{r}}$$联立得$$M = \frac{{v^3 T}}{{2\pi G}}$$。

答案:CD

6. 题目分析:宇宙速度计算。已知:$$R_p = 3R_e$$, $$g_p = \frac{{1}}{{6}}g_e$$, $$v_{1e} = 8km/s$$。

第一宇宙速度:$$v_1 = \sqrt{{gR}}$$

第二宇宙速度:$$v_2 = \sqrt{{2}} v_1$$

行星第一宇宙速度:$$v_{1p} = \sqrt{{g_p R_p}} = \sqrt{{\frac{{1}}{{6}}g_e \times 3R_e}} = \sqrt{{\frac{{1}}{{2}}g_e R_e}} = \frac{{1}}{{\sqrt{{2}}}} \sqrt{{g_e R_e}} = \frac{{1}}{{\sqrt{{2}}}} v_{1e}$$

代入$$v_{1e} = 8$$: $$v_{1p} = \frac{{8}}{{\sqrt{{2}}}} = 4\sqrt{{2}} km/s$$

第二宇宙速度:$$v_{2p} = \sqrt{{2}} v_{1p} = \sqrt{{2}} \times 4\sqrt{{2}} = 4 \times 2 = 8 km/s$$

答案:B

7. 题目分析:嫦娥一号探月问题。

A. 错误。需知月球质量或半径才能求速度。

B. 错误。需知卫星质量才能求引力。

C. 正确。控制点加速可实现轨道跃迁。

D. 错误。11.2km/s为逃逸地球速度,嫦娥一号未脱离地球引力,发射速度应小于此值。

答案:C

8. 题目分析:天宫一号轨道衰减问题。

A. 错误。天宫一号高度343km,速度约7.7km/s,小于第一宇宙速度7.9km/s。

B. 错误。大气阻力使轨道降低,但高度降低时引力做正功,动能增加。

C. 错误。失重是因引力提供向心力,航天员仍受地球引力。

D. 正确。大气阻力使机械能减少,轨道高度缓慢降低。

答案:D

9. 题目分析:宇宙速度概念辨析。

A. 错误。第一宇宙速度是最小发射速度,最大运行速度。

B. 正确。第二宇宙速度使物体挣脱地球引力成为太阳系内天体。

C. 错误。人造卫星速度均小于第一宇宙速度。

D. 错误。火星探测发射速度介于第二和第三宇宙速度之间。

答案:B

10. 题目分析:潘多拉星球参数推导。已知:$$R_p = R_e$$, 体重比为n倍(n<1)。

由$$mg = G\frac{{Mm}}{{R^2}}$$得:$$\frac{{g_p}}{{g_e}} = \frac{{M_p}}{{M_e}} \cdot \frac{{R_e^2}}{{R_p^2}} = \frac{{M_p}}{{M_e}}$$

体重比:$$\frac{{mg_p}}{{mg_e}} = \frac{{g_p}}{{g_e}} = n$$,故$$\frac{{M_p}}{{M_e}} = n$$

A. 错误。$$g_p = n g_e$$,为n倍而非1/n。

B. 错误。质量比为n倍而非1/n。

C. 正确。第一宇宙速度$$v_1 = \sqrt{{gR}}$$,故$$\frac{{v_{1p}}}{{v_{1e}}} = \sqrt{{\frac{{g_p}}{{g_e}}}} = \sqrt{{n}}$$。

D. 错误。第二宇宙速度$$v_2 = \sqrt{{2}} v_1$$,地球第二宇宙速度为11.2km/s,故潘多拉第二宇宙速度为$$11.2 \times \sqrt{{n}} km/s$$。

答案:C

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