人造衛(wèi)星宇宙速度測(cè)試題及答案提示

1、高中一年級(jí)（下學(xué)期）物理學(xué)科測(cè)試試卷（人造衛(wèi)星 宇宙速度）測(cè)試時(shí)間：120分鐘 滿分：100分班級(jí)_姓名_成績(jī)_一、選擇題（每題3分，共36分）1宇宙飛船進(jìn)人一個(gè)圍繞太陽(yáng)運(yùn)行的近乎圓形軌道上運(yùn)動(dòng)，如果軌道半徑是地球軌道半徑的9倍，那么宇宙飛船繞太陽(yáng)運(yùn)行的周期是 （ ）（A）3年 （B）9年 （C）27年 （D）81年2人造衛(wèi)星由于受大氣阻力，軌道半徑逐漸減小，則線速度和周期變化情況為 （ ） （A）線速度增大，周期增大 （B）線速度增大，周期減?。–）線速度減小，周期增大 （D）線速度減小，周期減小3某一顆人造衛(wèi)星（同步）距地面高度為h，設(shè)地球半徑為R，自轉(zhuǎn)周期為T，地面處的重力加速度為g，則

2、該同步衛(wèi)星線速度大小為 （ ） （A） （B） 2（h R）T （C） （D） 4如圖所示，發(fā)射地球同步衛(wèi)星時(shí)，先將衛(wèi)星發(fā)射至近地圓軌道1，然后經(jīng)點(diǎn)火，使其沿橢圓軌道2運(yùn)行，最后再次點(diǎn)火，將衛(wèi)星送人同步圓軌道3。軌道1、2相切于Q點(diǎn)，軌道2、3相切于P點(diǎn)，則當(dāng)衛(wèi)星分別在1、2、3軌道上正常運(yùn)行時(shí)，以下說(shuō)法正確的是（ ） （A）衛(wèi)星在軌道3上的速率大于在軌道1上的速率 （B）衛(wèi)星在軌道3上的角速度小于在軌道1上的角速度 （C）衛(wèi)星在軌道1上經(jīng)過(guò)Q點(diǎn)時(shí)的加速度大于在軌道2上經(jīng)過(guò)Q點(diǎn)時(shí)的加速度（D）衛(wèi)星在軌道2上經(jīng)過(guò)P點(diǎn)時(shí)的加速度大于它在軌道3上經(jīng)過(guò)P點(diǎn)的加速度5兩顆人造地球衛(wèi)星質(zhì)量之比是12，軌道

3、半徑之比是31，則下述說(shuō)法中，正確的是（ ） （A）它們的周期之比是1 （B）它們的線速度之比是1（C）它們的向心加速度之比是19 （D）它們的向心力之比是196假如一做圓周運(yùn)動(dòng)的人造地球衛(wèi)星的軌道半徑增大到原來(lái)的2倍，仍做圓周運(yùn)動(dòng)，則（ ） （A）根據(jù)公式vr，可知衛(wèi)星運(yùn)動(dòng)的線速度將增大到原來(lái)的2倍 （B）根據(jù)公式F= mv2/r，可知衛(wèi)星所需的向心力減小到原來(lái)的12 （C）根據(jù)公式FGMm/r2，可知地球提供的向心力將減小到原來(lái)的14（D）根據(jù)上述B和C中給出的公式，可知衛(wèi)星運(yùn)動(dòng)的線速度減小到原來(lái)的27同步衛(wèi)星是指相對(duì)于地面不動(dòng)的人造地球衛(wèi)星，它 （ ） （A）可以在地面上任一點(diǎn)的正上方，

4、但離地心的距離是一定的 （B）只能在赤道的正上方，但離地心的距離可按需要選擇不同的值 （C）可以在地面上任一點(diǎn)的正上方，且離地心的距離可按需要選擇不同的值（D）只能在赤道的正上方，且離地心的距離是一定的8關(guān)于人造地球衛(wèi)星與宇宙飛船的下列說(shuō)法中正確的是 （ ） （A）如果知道人造地球衛(wèi)星的軌道半徑和它的周期，再利用萬(wàn)有引力恒量，就可算出地球質(zhì)量 （B）兩顆人造地球衛(wèi)星，只要他們的繞行速率相等，不管它們的質(zhì)量、形狀差別有多大，它們的繞行半徑和繞行周期就一定是相同的 （C）原來(lái)在同一軌道上沿同一方向繞行的人造衛(wèi)星一前一后，若要后一衛(wèi)星追上前面衛(wèi)星并發(fā)生碰撞，只要將后者速率增大一些即可 （D）一只繞火

5、星飛行的宇宙飛船，宇航員從艙內(nèi)慢慢走出，并離開飛船，飛船因質(zhì)量減小所受萬(wàn)有引力減小，故飛行速度減小9在一個(gè)半徑為R的行星表面以初速度v0豎直上拋一個(gè)物體，上升的最大高度為h，若發(fā)射一個(gè)環(huán)繞該星球表面運(yùn)行的衛(wèi)星，則此衛(wèi)星環(huán)繞速度的值為 （ ）（A）（B）（C）（D）條件不充分，無(wú)法求出10假設(shè)同步衛(wèi)星的軌道半徑是地球赤道半徑的n倍，則 （ ）（A）同步衛(wèi)星的向心加速度是地球赤道上物體的向心加速度的1/n倍（B）同步衛(wèi)星的向心加速度是地球赤道上物體的重力加速度的1/n2倍（C）同步衛(wèi)星的向心加速度是地球赤道上物體的重力加速度的n倍（D）同步衛(wèi)星的向心加速度是地球赤道上物體的向心加速度的n2倍11關(guān)

6、于人造地球衛(wèi)星，下列說(shuō)法中正確的是 （ ）（A）最小周期為（R是地球半徑，g為地球表面的重力加速度）（B）同步人造地球衛(wèi)星的周期為24小時(shí)（C）人造地球衛(wèi)星中的彈簧秤不能測(cè)任何物體的重量（D）人造地球衛(wèi)星的環(huán)繞速度為12關(guān)于第一宇宙速度，下列說(shuō)法中正確的是 （ ）（A）它是人造地球衛(wèi)星繞地球飛行的最小速度（B）它是近地圓形軌道上人造地球衛(wèi)星的運(yùn)行速度（C）它是能使衛(wèi)星進(jìn)入近地圓形軌道的最小發(fā)射速度（D）它是衛(wèi)星在橢圓軌道上運(yùn)行時(shí)的近地點(diǎn)的速度13（選做）據(jù)觀察，某行星的外圍有一模糊不清的環(huán)，為了判斷該環(huán)是連續(xù)物還是衛(wèi)星群，又測(cè)出了環(huán)中各層的線速度v的大小與該層至行星中心的距離R，以下判斷中正確

7、的是（ ）（A）若v與R成正比，則環(huán)是連續(xù)物（B）若v與R成反比，則環(huán)是連續(xù)物（C）若v2與R成反比，則環(huán)是衛(wèi)星群（D）若v2與R成正比，則環(huán)是衛(wèi)星群14（選做）可以發(fā)射一顆這樣的人造地球衛(wèi)星，使其圓軌道 （ ）（A）與地球表面上某一緯度線（非赤道）是共面同心圓（B）與地球表面上某一經(jīng)度線所決定的圓是共面同心圓（C）與地球表面上的赤道線是共面同心圓，且衛(wèi)星相對(duì)地球表面是靜止的（D）與地球表面上的赤道線是共面同心圓，且衛(wèi)星相對(duì)地球表面是運(yùn)動(dòng)的二、填空題（每題4分，共24分）15宇宙飛船正在離地面高度hR地的軌道上繞地球做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，宇宙飛船的向心加速度a向=_g地，在飛船艙內(nèi)用彈簧秤懸掛一個(gè)質(zhì)

8、量為m的物體，則彈簧秤的示數(shù)為_。16若取地球的第一宇宙速度為8kms，某行星的質(zhì)量是地球的6倍，半徑是地球的1.5倍，則這行星的第一宇宙速度為_。17地球繞太陽(yáng)運(yùn)行的平均角速度為每晝夜約為10，地球離太陽(yáng)的平均距離約為1.5108km，那么太陽(yáng)的質(zhì)量為_。18某一星球半徑與地球的半徑之比為1:2，質(zhì)量之比為1:10，假如某人分別在此星球上和地球上跳高，則這人在此星球上和在地球上豎直跳起的最大高度之比是_。19有一行星，它的質(zhì)量和半徑都是地球的一半，物體在這個(gè)行星上的重力是地球上的重力的_倍，在這個(gè)行星表面將此物體以19.6m/s的速度豎直上拋，物體上升的最大高度為_m，上升到最大高度的時(shí)間是

9、_s。20已知地球半徑為R，表面重力加速度為g，萬(wàn)有引力恒量為G，若不計(jì)地球自轉(zhuǎn)的影響，地球的平均密度為_。三、計(jì)算題（每題8分，共40分）21兩個(gè)人造地球衛(wèi)星，其軌道半徑比R1:R22:1，求：（1）向心加速度之比（2）線速度之比（3）角速度之比（4）運(yùn)動(dòng)周期之比。22證明：要想發(fā)射一顆80min繞地球一周的衛(wèi)星是不可能的，已知地球質(zhì)量M6.01024kg，地球半徑R=6.4106m，萬(wàn)有引力常量G 6.67 10-11Nm2kg2。23某行星上一晝夜的時(shí)間t6min，在該行星赤道處的彈簧秤示數(shù)比在行星兩極處少10%，求：這個(gè)行星的平均密度。（G 6.67 10-11Nm2kg2）24地球和

10、月球的質(zhì)量之比為81:1，半徑之比為4:1，求在地球上和月球上發(fā)射衛(wèi)星所需最小速度之比。25試求赤道上空同步衛(wèi)星離地面的高度h和運(yùn)動(dòng)線速度v各是多少？已知地球質(zhì)量M=6.01024 kg，地球的赤道半徑 R6.4106m，引力常量 G 6.67 10-11N m2kg2，地球自轉(zhuǎn)周期T24h。26（選做）兩顆衛(wèi)星在同一軌道平面內(nèi)繞地球做繞向相同的勻速圓周運(yùn)動(dòng)，設(shè)地球平均半徑為R，a衛(wèi)星離地面高為R，b衛(wèi)星離地面高為3R，若某時(shí)該兩衛(wèi)星正好同時(shí)通過(guò)地面同一點(diǎn)正上方，試求從兩衛(wèi)星位于地面同一點(diǎn)正上方開始，兩衛(wèi)星第一次出現(xiàn)最遠(yuǎn)距離的時(shí)間是a衛(wèi)星周期的幾倍？27（選做）2000年1月26日我國(guó)發(fā)射了一

11、顆同步衛(wèi)星，其定點(diǎn)位置與東經(jīng)980的經(jīng)線在同一平面內(nèi)，若把甘肅省嘉峪關(guān)處的經(jīng)度和緯度近似取為東經(jīng)980和北緯400，已知地球半徑R、地球自轉(zhuǎn)周期T、地球表面重力加速度g（視為常量）和光速c，試求該同步衛(wèi)星發(fā)出的微波信號(hào)傳到嘉峪關(guān)處的接收站所需的時(shí)間（要求用題給的已知量的符號(hào)表示）。28（選做）一個(gè)登月的宇航員，能否用一個(gè)彈簧秤和一個(gè)質(zhì)量為m的砝碼，估測(cè)出月球的質(zhì)量和密度？如果能，說(shuō)明估測(cè)方法并寫出表達(dá)式。（月球半徑為R）29（選做）1999年11月20日，我國(guó)成功地發(fā)射了第一艘實(shí)驗(yàn)飛船“神州”1號(hào)。清晨6時(shí)30分，火箭點(diǎn)火升高；6時(shí)40分，飛船進(jìn)入預(yù)定軌道；21日2時(shí)50分，飛船在軌道上運(yùn)行約

12、13圈半后，接受返回指令離開軌道從宇宙空間開始返回；21日3時(shí)41分，成功降落在我國(guó)內(nèi)蒙古中部。若飛船是沿圓形軌道運(yùn)動(dòng)，飛船運(yùn)動(dòng)的周期是多大？軌道半徑是多大？繞行速度是多少？（已知地球的半徑R6.4106m，地面的重力加速度g=10m/s2）30（選做）在某星球上，宇航員用彈簧秤稱得質(zhì)量為m的砝碼的重量為F，乘宇宙飛船在靠近該星球的表面空間飛行，測(cè)得其環(huán)繞周期是T。根據(jù)上述數(shù)據(jù)，試求該星球的質(zhì)量。試卷（四）參考答案一、選擇題1BD 2B 3BC 4B 5BC 6CD 7D 8AB 9A 10B 11ABC 12BC 13AC 14CD二、填空題151/4；0 1616km/s 17210kg 1852 192；9.8；1 20 三、計(jì)算題21（1）1