【中學(xué)教材全解】高中物理 第6章 第5節(jié) 宇宙航行課時練案 新人教版必修2.doc

第5節(jié) 宇宙航行題組1 人造衛(wèi)星（時間：10分鐘 分值：20分）1.4分（多選）關(guān)于人造地球衛(wèi)星及其中物體的超重、失重問題，下列說法中正確的是（ ）a.在發(fā)射過程中向上加速時，產(chǎn)生超重現(xiàn)象b.在降落過程中向下減速時，產(chǎn)生超重現(xiàn)象c.進(jìn)入軌道做勻速圓周運動時，產(chǎn)生失重現(xiàn)象d.失重是由于地球?qū)πl(wèi)星內(nèi)物體的作用力減小而引起的2.4分（單選）假如一做圓周運動的人造地球衛(wèi)星的軌道半徑增大到原來的2倍，仍做圓周運動，則下列說法正確的是（ ）根據(jù)公式，可知衛(wèi)星運動的線速度將增大到原來的2倍根據(jù)公式，可知衛(wèi)星所需的向心力將減小到原來的根據(jù)公式，可知地球提供的向心力將減小到原來的根據(jù)上述和給出的公式，可知衛(wèi)星運動的線速度將減小到原來的a. b. c. d.圖6-5-13.4分（2013廣東高考單選）如圖6-5-1，甲、乙兩顆衛(wèi)星以相同的軌道半徑分別繞質(zhì)量為和2的行星做勻速圓周運動。下列說法正確的是（ ）a.甲的向心加速度比乙的小b.甲的運行周期比乙的小c.甲的角速度比乙的大d.甲的線速度比乙的大圖6-5-24.4分（多選）“天宮一號”是我國第一個目標(biāo)飛行器，于2011年9月29日21時16分3秒在酒泉衛(wèi)星發(fā)射中心發(fā)射，隨后發(fā)射的“神舟八號”無人飛船與它成功對接。它們的運行軌跡如圖6-5-2所示，假設(shè)“天宮一號”繞地球做圓周運動的軌道半徑為，周期為，引力常量為，則以下說法正確的是（ ）a.根據(jù)題中條件可以計算出地球的質(zhì)量b.根據(jù)題中條件可以計算出地球?qū)Α疤鞂m一號”的引力大小c.在近地點處，“神舟八號”的速度比“天宮一號”的大d.要實現(xiàn)“神舟八號”與“天宮一號”在近地點處安全對接，需在靠近處制動減速5.4分（2012上海高考）人造地球衛(wèi)星做半徑為，線速度大小為的勻速圓周運動。當(dāng)其角速度變?yōu)樵瓉淼暮?，運動半徑為 ，線速度大小為 。題組2 三個宇宙速度（時間：10分鐘 分值：18分）6.4分（多選）關(guān)于第一宇宙速度，下列說法中正確的是（ ）a.它是人造地球衛(wèi)星繞地球運行的最小速度b.它是人造地球衛(wèi)星在近地圓軌道上的繞行速度c.它是能使衛(wèi)星進(jìn)入近地圓軌道的最小發(fā)射速度d.它是衛(wèi)星在橢圓軌道上運行時近地點的速度7.4分（單選）星球上的物體脫離星球引力所需的最小速度稱為第二宇宙速度。星球的第二宇宙速度與第一宇宙速度的關(guān)系是。已知某星球的半徑為，它表面的重力加速度為地球表面重力加速度的。不計其他星球的影響，則該星球的第二宇宙速度為（ ）a. b. c. d.8.10分已知地球的半徑為，地球表面的重力加速度為，不考慮地球自轉(zhuǎn)的影響。（1）推導(dǎo)第一宇宙速度的表達(dá)式；（2）若衛(wèi)星繞地球做勻速圓周運動，運行軌道距離地面的高度為，求衛(wèi)星的運行周期。題組3 綜合拓展提升（時間：15分鐘 分值：28分）9.4分（單選）在地球（看成質(zhì)量均勻分布的球體）上空有許多同步衛(wèi)星，下列說法中正確的是（ ）a.它們的質(zhì)量可能不同b.它們的速率可能不同c.它們的加速度大小可能不同d.它們離地心的距離可能不同10.4分（多選）地球同步衛(wèi)星到地心的距離可由求出。已知式中的單位是,的單位是,的單位是，則（ ）a.是地球半徑，是地球自轉(zhuǎn)的周期，是地球表面處的重力加速度b.是地球半徑，是同步衛(wèi)星繞地心運動的周期，是同步衛(wèi)星的加速度c.是赤道周長，是地球的自轉(zhuǎn)周期，是同步衛(wèi)星的加速度d.是地球半徑，是同步衛(wèi)星繞地心運動的周期，是地球表面處的重力加速度11.4分（單選）北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)是我國自行研制開發(fā)的三維衛(wèi)星定位與通信系統(tǒng)，它包括5顆同步衛(wèi)星和30顆非靜止軌道衛(wèi)星，其中還有備用衛(wèi)星在各自軌道上做勻速圓周運動。設(shè)地球的半徑為，同步衛(wèi)星的軌道半徑約為。如果某一備用衛(wèi)星的運行周期約為地球自轉(zhuǎn)周期的，則該備用衛(wèi)星離地球表面的高度約為（ ）a.0.65b.1.65c.2.3d.3.312.4分（2013四川高考改編單選）迄今發(fā)現(xiàn)的二百余顆太陽系外行星大多不適宜人類居住,繞恒星“gliese581”運行的行星“gliese581c”卻很值得我們期待.該行星的溫度在0 到40 之間、質(zhì)量是地球的6倍、直徑是地球的1.5倍、公轉(zhuǎn)周期為13個地球日.“gliese581”的質(zhì)量是太陽質(zhì)量的0.31.設(shè)該行星與地球均視為質(zhì)量分布均勻的球體，繞其中心天體做勻速圓周運動,則( )a.在該行星和地球上發(fā)射衛(wèi)星的第一宇宙速度相同b.如果人到了該行星,其體重是地球上的2倍c.該行星與“gliese581”的距離是日地距離的d.如果人到了該行星，其體重是地球上的13.12分一顆人造衛(wèi)星在離地面高度等于地球半徑的圓形軌道上運行，已知地球的第一宇宙速度為7.9 km/s，求：（1）這顆衛(wèi)星運行的線速度為多大？（2）它繞地球運動的向心加速度為多大？（3）質(zhì)量為1 kg的儀器放在衛(wèi)星內(nèi)的平臺上，儀器受到的重力為多大？它對平臺的壓力有多大？參考答案1.abc 解析：超重、失重是從重力和彈力的大小關(guān)系而定義的，當(dāng)向上加速時超重，向下減速時（加速度方向向上）也超重，故選項a、b正確；衛(wèi)星做勻速圓周運動時，萬有引力（或重力）完全提供向心力，使衛(wèi)星及衛(wèi)星內(nèi)的物體產(chǎn)生向心加速度，并處于完全失重狀態(tài)，故選項c正確，選項d錯誤。2.d 解析：人造衛(wèi)星繞地球做勻速圓周運動的向心力由地球?qū)πl(wèi)星的萬有引力提供，由知軌道半徑增大到原來的2倍，地球提供的向心力等于衛(wèi)星所需的向心力，將變?yōu)樵瓉淼?，錯誤，正確；由得知增加到原來的2倍時，速度變?yōu)樵瓉淼?，錯誤，正確。故選項d正確。3.a 解析：根據(jù)得，故甲衛(wèi)星的向心加速度小，選項a正確；根據(jù)得2,故甲的運行周期大，選項b錯誤；根據(jù),得，故甲運行的角速度小，選項c錯誤；根據(jù),得，故甲運行的線速度小，選項d錯誤。4.acd 解析：地球?qū)Α疤鞂m一號”的萬有引力提供向心力，得，選項a正確；由于“天宮一號”的質(zhì)量未知，不能求出地球?qū)Α疤鞂m一號”的引力大小，選項b錯誤；在點“神舟八號”的速度比“天宮一號”的大，要實現(xiàn)安全對接（兩者的速度相等），需對“神舟八號”制動減速，選項c、d正確。5.2 解析：根據(jù),，整理得;由得2。6.bc 解析：第一宇宙速度是衛(wèi)星的最小發(fā)射速度，也是衛(wèi)星環(huán)繞地球做圓周運動的最大繞行速度，選項a錯誤，選項b、c正確；衛(wèi)星沿橢圓軌道運行時，在近地點做離心運動，說明近地點的速度大于第一宇宙速度，選項d錯誤。7.c 解析：在星球表面附近，有，所以該星球的第一宇宙速度。又，得，故選項c正確。 （2） 解析：（1）設(shè)衛(wèi)星的質(zhì)量為，地球的質(zhì)量為，地球表面處物體的質(zhì)量為。在地球表面附近滿足則衛(wèi)星受到的萬有引力提供其做圓周運動的向心力，則將式代入式，得。（2）結(jié)合式衛(wèi)星受到的萬有引力為由萬有引力提供向心力得聯(lián)立兩式，解得。9.a 解析：衛(wèi)星所受的萬有引力提供向心力，同步衛(wèi)星的周期24 h，由 知，也為定值，即離地心的距離相同。又由可看出速率也為定值。衛(wèi)星的加速度大小為，因為為定值，故加速度大小也為定值。10.ad 解析：由萬有引力提供地球同步衛(wèi)星的向心力，可得,故。式中為地球的質(zhì)量，為同步衛(wèi)星繞地心運動的周期，亦是地球自轉(zhuǎn)的周期。對地面上的物體，有故。其中為地球表面的重力加速度，為地球的半徑。由式得。11.a 解析：設(shè)備用衛(wèi)星離地面的高度為，衛(wèi)星做圓周運動的向心力由萬有引力提供。聯(lián)立兩式解得。12.b 解析：由題意知，行星、地球的質(zhì)量之比,半徑之比，公轉(zhuǎn)周期之比，中心天體質(zhì)量之比。根據(jù)，得第一宇宙速度之比 ,選項a錯誤；根據(jù),得到人的體重之比，選項b正確，選項d錯誤；根據(jù),得與中心天體的距離之比,選項c錯誤。13.（1）5.6 km/s （2）2.45 （3）2.45 n 0解析：（1）衛(wèi)