專題五 宇宙速度和人造衛(wèi)星.doc

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B. C. D. 答案：B5（2010廣州高一檢測）據(jù)報(bào)道，嫦娥二號探月衛(wèi)星將于2010年發(fā)射，其環(huán)月飛行的高度距離月球表面100km，所探測到的有關(guān)月球的數(shù)據(jù)將比環(huán)月飛行高度距離月球表面200km的嫦娥一號更加翔實(shí)。若衛(wèi)星環(huán)月運(yùn)行均可視為勻速圓周運(yùn)動，運(yùn)行軌道如圖5所示。則A嫦娥二號環(huán)月運(yùn)行的周期比嫦娥一號更大B嫦娥二號環(huán)月運(yùn)行的周期比嫦娥一號更小C嫦娥二號環(huán)月運(yùn)行時向心加速度比嫦娥一號更大D嫦娥二號環(huán)月運(yùn)行時向心加速度與嫦娥一號更小答案：BC北abc6（2010姜堰高一檢測）如圖所示的三個人造地球衛(wèi)星，則說法正確的是（ ）衛(wèi)星可能的軌道為a、b、c 衛(wèi)星可能的軌道為a、c同步衛(wèi)星可能的軌道為a、c 同步衛(wèi)星可能的軌道為aA是對的B是對的C是對的D是對的【解析】選B。對于衛(wèi)星的軌道問題，我們應(yīng)明確：任意地球衛(wèi)星的中心都是以地心為中心的，可以與赤道在同一個平面內(nèi)或過極地。而同步衛(wèi)星的軌道必須與赤道在同一個平面內(nèi)且距地面的高度確定，即所由同步衛(wèi)星的軌道都是相同的。由以上分析可知B項(xiàng)正確。7.（2010廣東四校聯(lián)考）在圓軌道上運(yùn)行的國際空間站里，一宇航員靜止（相對空間艙）“站”于艙內(nèi)朝向地球一側(cè)的“地面”上，如圖所示，下列說法正確的是 （ ）A. 宇航員此時處于受力平衡狀態(tài)B. 空間站的運(yùn)行速度一定小于7.9km/sC. 宇航員與“地面”之間無彈力作用 D. 若宇航員將手中一小球無初速（相對于空間艙）釋放，該小球?qū)⒙涞健暗亍泵娲鸢福築C。8（2010常州高一檢測）據(jù)中新社3月10日消息，我國將于2011年上半年發(fā)射“天宮一號”目標(biāo)飛行器，2011年下半年發(fā)射“神舟八號”飛船并與“天宮一號”實(shí)現(xiàn)對接。某同學(xué)得知上述消息后，畫出“天宮一號”和“神舟八號”繞地球做勻速圓周運(yùn)動的假想圖如圖所示，A代表“天宮一號”，B代表“神舟八號”，地球AB虛線為各自的軌道。由此假想圖，可以判定（ ）AA的運(yùn)行速率小于B的運(yùn)行速率BA的周期大于B的周期CA的向心加速度大于B的向心加速度DB適度加速有可能與A實(shí)現(xiàn)對接【解析】選A、B、D。由，知，因，由此可知A、B正確，C錯誤。若B適當(dāng)加速將會做離心運(yùn)動，將可能與A對接，D正確。9.（2010綿陽高一檢測）通信衛(wèi)星大多是相對地球“靜止”的同步衛(wèi)星，如圖所示在地球周圍均勻地配置三顆同步通信衛(wèi)星，就覆蓋了全部地球表面，可以實(shí)現(xiàn)全球通信。下列說法中正確的是（ ）A同步衛(wèi)星運(yùn)行的線速度大于第一宇宙速度B同步衛(wèi)星繞地球運(yùn)行的軌道根據(jù)需要可以經(jīng)過綿陽上空C同步衛(wèi)星運(yùn)行的加速度大于地球表面的物體自轉(zhuǎn)的加速度D同步衛(wèi)星運(yùn)行的角速度與地球自轉(zhuǎn)的角速度相答案：C、D。10. （2010濟(jì)南模擬）美國太空總署（NASA）為探測月球是否存在水分，于2009年10月9日利用一支火箭和一顆衛(wèi)星連續(xù)撞擊月球據(jù)天文學(xué)家測量，月球的半徑約為l 800 km,月球表面的重力加速度約為地球表面重力加速度的1/6，月球表面在陽光照射下的溫度可達(dá)127 ，而此時水蒸氣分子的平均速率達(dá)2 km/s，下列說法正確的是（ ）A衛(wèi)星撞月前應(yīng)先在原繞月軌道上減速B衛(wèi)星撞月前應(yīng)先在原繞月軌道上加速C由于月球的第一宇宙速度大于2 kms，所以月球表面可能有水D由于月球的第一宇宙速度小于2 kms，所以月球表面在陽光照身下不可能有水【解析】選A、D。要想使衛(wèi)星落到月球上，則衛(wèi)星應(yīng)先減速，從而做近心運(yùn)動，這樣衛(wèi)星會到達(dá)地面，故A正確，B錯誤。知月球表面的重力加速度為，地球表面的第一宇宙速度為且，則月球表面的，可知C錯，D正確。故選A、D。11. （2010濟(jì)寧高一檢測）2008年9月27日，“神舟七號”宇航員翟志剛順利完成出艙活動任務(wù)，他的第一次太空行走（如圖所示）標(biāo)志著中國航天事業(yè)全新時代的到來若“神舟七號”繞地球做勻速圓周運(yùn)動，其軌道半徑為r，另有一顆衛(wèi)星繞地球做勻速圓周運(yùn)動的半徑為2r，則可以確定（ ）A翟志剛出艙后不再受地球引力B翟志剛出艙取回外掛實(shí)驗(yàn)樣品，若樣品脫手，則樣品做自由落體運(yùn)動C“神舟七號”與衛(wèi)星的加速度大小之比為4：lD“神舟七號”與衛(wèi)星的線速度大小之比為1：4答案：C12. （2010泰安高一檢測）我國成功實(shí)施了“神舟”七號載人航天飛行并實(shí)現(xiàn)了航天員首次出艙。若飛船先沿橢圓軌道1飛行，后在遠(yuǎn)地點(diǎn)343km處點(diǎn)火加速，由橢圓軌道1變成高度為343km的圓軌道2，在圓軌道2上飛船的運(yùn)行周期約為90min。下列判斷正確的是 ( )A飛船變軌前后的速度大小相等B飛船在圓軌道上時航天員出艙前后都處于失重狀態(tài)C飛船在此圓軌道上運(yùn)動的角速度等于同步衛(wèi)星運(yùn)動的角速度D飛船變軌前通過橢圓軌道遠(yuǎn)地點(diǎn)時的加速度大于變軌后沿圓軌道運(yùn)動的加速度【解析】選B。飛船在變軌前后線速度發(fā)生變化，故A錯誤。在圓形軌道上運(yùn)動的衛(wèi)星處于完全失重狀態(tài)，故B正確。在圓軌道2上飛船的運(yùn)行周期約為90min，由此可知C錯誤。因都是由萬有引力產(chǎn)生加速度，故飛船變軌前通過橢圓軌道遠(yuǎn)地點(diǎn)時的加速度等于變軌后沿圓軌道運(yùn)動的加速度，可知D錯誤。13.（2010煙臺高一檢測）英國新科學(xué)家（New Scientist）雜志評選出了2008年度世界8項(xiàng)科學(xué)之最，在XTEJ1650-500雙星系統(tǒng)中發(fā)現(xiàn)的最小黑洞位列其中，若某黑洞的半徑R約45km，質(zhì)量M和半徑R的關(guān)系滿足（其中c為光速，大小為3108m/s，G為引力常量），則該黑洞表面重力加速度的數(shù)量級為（ ）A.108m/s2 B.1010m/s2 C.1012m/s2 D.1014m/s2 【解析】選C。本體為信息給予題，解題時注意挖掘題目給出的信息。天體表面的重力近似等于萬有引力，即，得。由知，m/s，故選C。14.（2010無錫高一檢測）為紀(jì)念伽利略將望遠(yuǎn)鏡用于天文觀測400周年，2009年被定為以“探索我的宇宙”為主題的國際天文年我國發(fā)射的“嫦娥一號”衛(wèi)星經(jīng)過一年多的繞月運(yùn)行，完成了既定任務(wù)，于2009年3月1日16時13分成功撞月如圖為“嫦娥一號”衛(wèi)星撞月的模擬圖，衛(wèi)星在控制點(diǎn)開始進(jìn)入撞月軌道假設(shè)衛(wèi)星繞月球做圓周運(yùn)動的軌道半徑為R，周期為T，引力常量為G.根據(jù)題中信息，以下說法正確的是( ) A可以求出月球表面的重力加速度B可以求出月球?qū)Α版隙鹨惶枴毙l(wèi)星的引力C“嫦娥一號”衛(wèi)星在控制點(diǎn)處應(yīng)減速D“嫦娥一號”在地面的發(fā)射速度大于11.2 km/s【解析】選C。根據(jù)Gm2R，已知衛(wèi)星的T、R和引力常量G，可以求月球的質(zhì)量m1；因?yàn)椴恢馈版隙鹨惶枴毙l(wèi)星的質(zhì)量，故無法知道月球?qū)Α版隙鹨惶枴毙l(wèi)星的引力，B項(xiàng)錯誤；在控制點(diǎn)，衛(wèi)星要做向心運(yùn)動，故需要減速，C項(xiàng)正確；11.2 km/s是第二宇宙速度，是衛(wèi)星脫離地球引力的束縛成為太陽的人造行星的最小發(fā)射速度，而“嫦娥一號”衛(wèi)星并不能脫離地球引力的范圍，故其發(fā)射速度小于11.2 km/s，D項(xiàng)錯誤15.（2010吉林高一檢測）設(shè)地球的自轉(zhuǎn)角速度為0，地球半徑為R，地球表面重力加速度為g。某人造衛(wèi)星在赤道上空做勻速圓周運(yùn)動，軌道半徑為r，且r5R，飛行方向與地球的自轉(zhuǎn)方向相同。在某時刻，該人造衛(wèi)星通過赤道上某建筑物的正上方，則到下一次通過該建筑物正上方所需時間為( )A B C D【解析】選A。因r5R且飛行方向與地球的自轉(zhuǎn)方向相同，得，又知且，聯(lián)立得，故選A。二非選擇題16.（2010長春高一檢測）歐盟和我國合作的“伽利略”全球衛(wèi)星定位系統(tǒng)的空間部分由平均分布在三個軌道平面上的30顆軌道衛(wèi)星構(gòu)成，每個軌道平面上有10顆衛(wèi)星，從而實(shí)現(xiàn)高精度的導(dǎo)航定位現(xiàn)假設(shè)“伽利略”系統(tǒng)中每顆衛(wèi)星均圍繞地心O做勻速圓周運(yùn)動，軌道半徑為r，一個軌道平面上某時刻10顆衛(wèi)星所在位置如圖所示，相鄰衛(wèi)星之間的距離相等，衛(wèi)星1和衛(wèi)星3分別位于軌道上A、B兩位置，衛(wèi)星按順時針運(yùn)行地球表面重力加速度為g，地球的半徑為R，不計(jì)衛(wèi)星間的相互作用力求衛(wèi)星1由A位置運(yùn)行到B位置所需要的時間【解析】設(shè)地球質(zhì)量為M，衛(wèi)星質(zhì)量為m，每顆衛(wèi)星的運(yùn)行周期為T，萬有引力常量為G，由萬有引力定律和牛頓定律有Gmr2 地球表面重力加速度為gG聯(lián)立式可得T 衛(wèi)星1由A位置運(yùn)行到B位置所需要的時間為tT聯(lián)立式可得t .答案： 17.（2010吉林高一檢測）神奇的黑洞是近代引力理論所預(yù)言的一種特殊天體，探尋黑洞的方案之一是觀測雙星系統(tǒng)的運(yùn)動規(guī)律。天文學(xué)家觀測河外星系大麥哲倫云時，發(fā)現(xiàn)了LMCX-3雙星系統(tǒng)，它由可見星A和不可見的暗星B構(gòu)成。兩星視為質(zhì)點(diǎn)，不考慮其它天體的影響，A、B圍繞兩者連線上的O點(diǎn)做勻速圓周運(yùn)動，它們之間的距離保持不變。引力常量為G，由觀測能夠得到可見星A的速率和運(yùn)行周期T。（1）可見星A所受暗星B的引力可等效為位于O點(diǎn)處質(zhì)量為的星體（視為質(zhì)點(diǎn)）對它的引力，設(shè)A和B的質(zhì)量分別為、，試求（用、表示）；（2）求暗星B的質(zhì)量與可見星A的速率、運(yùn)行周期T和質(zhì)量之間的關(guān)系式。（即表示、T、G、之間的關(guān)系）【解析】（1）設(shè)A、B的圓軌道半徑分別為、，由題意知，A、B做勻速圓周運(yùn)動的角速度相同，設(shè)其為。由牛頓運(yùn)動定律，有 設(shè)A、B之間的距離為，又，由上述各式得 由萬有引力定律，有，將代入得 令 比較可得 （2）由牛頓第二定律，有 又可見星A的軌道半徑 由式解得 答案：（1） （2）18.（2010江西白鷺洲中學(xué)高一檢測）“神舟六號”載人飛船于2005年10月12日上午9點(diǎn)整在酒泉航天發(fā)射場發(fā)射升空由長征運(yùn)載火箭將飛船送入近地點(diǎn)為A、遠(yuǎn)地點(diǎn)為B的橢圓軌道上，