2014屆高三物理一輪復(fù)習(xí) 第20講人造衛(wèi)星宇宙速度課時作業(yè)（含詳解）

1、2014屆高三物理一輪復(fù)習(xí)課時作業(yè)及詳細解析：第20講人造衛(wèi)星宇宙速度.1北京時間2013年9月29日晚21時16分，中國在酒泉衛(wèi)星發(fā)射中心載人航天發(fā)射場，用“長征二號F”T1運載火箭，將中國全新研制的首個目標飛行器“天宮一號”發(fā)射升空關(guān)于“天宮一號”的發(fā)射和運行，下列說法正確的是()A“天宮一號”由“長征二號F”T1運載火箭加速離地升空時，處于超重狀態(tài)B“天宮一號”由“長征二號F”T1運載火箭加速離地升空時，處于失重狀態(tài)C“天宮一號”在預(yù)定工作軌道穩(wěn)定運行時，處于平衡狀態(tài)D“天宮一號”在預(yù)定工作軌道穩(wěn)定運行時，處于完全失重狀態(tài)22013·內(nèi)江模擬 近年來，我國已陸續(xù)發(fā)射了七顆“神舟

2、”號系列飛船，當飛船在離地面幾百千米的圓形軌道上運行時，需要進行多次軌道維持，軌道維持就是通過控制飛船上發(fā)動機的點火時間和推力，使飛船能保持在同一軌道上穩(wěn)定運行如果不進行軌道維持，飛船的軌道高度就會逐漸降低，則以下說法中不正確的是()A當飛船的軌道高度逐漸降低時，飛船的周期將逐漸變短B當飛船的軌道高度逐漸降低時，飛船的線速度逐漸減小C當飛船離地面的高度降低到原來的時，其向心加速度將會變?yōu)樵瓉淼?倍D對飛船進行軌道維持時，應(yīng)向飛船運動的反方向噴氣3據(jù)報道：“嫦娥二號”探月衛(wèi)星于2013年10月1日在西昌衛(wèi)星發(fā)射中心發(fā)射升空，在太空中飛行5天后于6日上午成功變軌，使衛(wèi)星從地月轉(zhuǎn)移軌道進入周期約為1

3、2小時的橢圓繞月軌道，之后經(jīng)過多次變軌進入距月球表面100 km的圓形環(huán)月軌道，其探測到的數(shù)據(jù)將比環(huán)月飛行高度為200 km的“嫦娥一號”衛(wèi)星更加詳實這是我國探月工程中重要的一步，為下一步的“落月工程”提供了必要的科研數(shù)據(jù)已知月球表面的重力加速度為地球表面重力加速度的，月球半徑為地球半徑的，則下列說法正確的是()A“嫦娥二號”環(huán)月飛行的速度比“嫦娥一號”更小B衛(wèi)星內(nèi)部隨衛(wèi)星一起飛行的儀器處于失重狀態(tài)，因而不受重力C月球第一宇宙速度約為1.8 km/sD“嫦娥二號”的發(fā)射速度大于11.2 km/s42013·昆明檢測 A、B兩地球衛(wèi)星均在同一軌道平面內(nèi)繞地球做勻速圓周運動，它們運動的軌

4、道半徑之比rArB14，A的周期為T0，某一時刻A、B兩衛(wèi)星相距最近，則此時刻開始到A、B相距最遠經(jīng)歷的時間可能是()A.T0B.T0C.T0D.T052013·海淀一模 我國研制并成功發(fā)射的“嫦娥二號”探測衛(wèi)星，在距月球表面高度為h的軌道上做勻速圓周運動，運行的周期為T.若以R表示月球的半徑，則()A衛(wèi)星運行時的向心加速度為B衛(wèi)星運行時的線速度為C物體在月球表面自由下落的加速度為D月球的第一宇宙速度為62013·云南一模 中國正在實施北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)建設(shè)工作，將相繼發(fā)射五顆靜止軌道衛(wèi)星和十三顆非靜止軌道衛(wèi)星，到2020年左右，建成覆蓋全球的北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)中國北斗衛(wèi)星導(dǎo)航

5、系統(tǒng)官方網(wǎng)站2013年1月22日發(fā)布消息說，五天前成功發(fā)射的中國北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)第三顆組網(wǎng)衛(wèi)星，經(jīng)過四次變軌，于北京時間當天凌晨一時四十七分，成功定點于東經(jīng)一百六十度的赤道上空關(guān)于成功定點后的“北斗導(dǎo)航衛(wèi)星”，下列說法正確的是()A離地面高度一定，相對地面靜止B運行速度大于7.9 km/s小于11.2 km/sC繞地球運行的角速度比月球繞地球運行的角速度小D向心加速度與靜止在赤道上物體的向心加速度大小相等7“神舟七號”飛船繞地球運轉(zhuǎn)一周需要時間約90 min，“嫦娥二號”衛(wèi)星在工作軌道繞月球運轉(zhuǎn)一周需要時間約118 min(“神舟七號”和“嫦娥二號”的運動都可視為勻速圓周運動)。 已知“嫦娥二

6、號”衛(wèi)星與月球中心的距離約為“神舟七號”飛船與地球中心距離的.根據(jù)以上數(shù)據(jù)可求得()A月球與地球的質(zhì)量之比B“嫦娥二號”衛(wèi)星與“神舟七號”飛船的質(zhì)量之比C月球與地球的第一宇宙速度之比D月球表面與地球表面的重力加速度之比82013·許昌聯(lián)考 在四川汶川的抗震救災(zāi)中，我國自主研制的“北斗一號”衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)，在抗震救災(zāi)中發(fā)揮了巨大作用北斗導(dǎo)航系統(tǒng)又被稱為“雙星定位系統(tǒng)”，具有導(dǎo)航、定位等功能“北斗”系統(tǒng)中兩顆工作衛(wèi)星均繞地心O在同一軌道上做勻速圓周運動，軌道半徑為r，某時刻兩顆工作衛(wèi)星分別位于軌道上的A、B兩位置(如圖K201所示)若衛(wèi)星均順時針運行，地球表面處的重力加速度為g，地球半徑為

7、R，不計衛(wèi)星間的相互作用力則以下判斷中錯誤的是()圖K201A這兩顆衛(wèi)星的加速度大小相等，均為B衛(wèi)星1向后噴氣就一定能追上衛(wèi)星2C衛(wèi)星1由位置A運動到位置B所需的時間為D衛(wèi)星1由位置A運動到位置B的過程中萬有引力做功為零92013年9月25日，我國利用“神舟七號”飛船將航天員翟志剛、劉伯明、景海鵬成功送入太空.9月26日4時04分，“神舟七號”飛船成功變軌，由原來的橢圓軌道變?yōu)榫嗟孛娓叨葹閔(約340 km)的圓形軌道已知飛船的質(zhì)量為m，地球半徑為R，地面處的重力加速度為g，地球自轉(zhuǎn)的角速度為，則下列說法正確的是()圖K202A飛船由橢圓軌道變?yōu)閳A形軌道時，需要在橢圓的遠地點處使飛船減速B飛船

8、做勻速圓周運動時，運行速度小于7.9 km/sC飛船在圓軌道上運動時，航天員將不受重力作用D飛船在圓軌道上運動時的動能Ek需滿足的條件是m(Rh)22<Ek<mg(Rh)102013·兗州檢測 已知地球半徑為R，地球表面的重力加速度為g，地球自轉(zhuǎn)的周期為T，試求地球同步衛(wèi)星的向心加速度大小11某物體在地面上受到的重力為160 N，將它放在衛(wèi)星中，在衛(wèi)星以加速度ag隨火箭向上加速上升的過程中，當物體與衛(wèi)星中的支持物的相互擠壓力為90 N時，求此時衛(wèi)星距地球表面的高度(地球半徑R6.4×103 km，g10 m/s2)12偵察衛(wèi)星在通過地球兩極上空的圓軌道上運行，它

9、的運行軌道距地面高度為h，要使衛(wèi)星在一天的時間內(nèi)將地面上赤道各處在日照條件的情況下全都拍攝下來，衛(wèi)星在通過赤道上空時，衛(wèi)星上的攝像機至少應(yīng)拍攝地面上赤道圓周的弧長是多少？設(shè)地球半徑為R，地面處的重力加速度為g，地球自轉(zhuǎn)的周期為T.課時作業(yè)（二十）【基礎(chǔ)熱身】1AD解析 “天宮一號”由“長征二號F”T1運載火箭加速離地升空時，處于超重狀態(tài)，選項A正確、B錯誤；“天宮一號”在預(yù)定工作軌道穩(wěn)定運行時，處于完全失重狀態(tài)，選項C錯誤、D正確2BC解析 飛船軌道降低的過程中，仍看作圓周運動，由萬有引力提供向心力，有Gmrmman.由此可知：軌道越低，則周期越短，線速度越大，選項A正確、B錯誤；上式中r為運

10、行半徑，即rRh，離地面高度降低為原來的，向心加速度不會變?yōu)樵瓉淼?倍，選項C錯誤；要維持飛船軌道不變，需要向后噴氣，以補充飛船速度的減小，選項D正確3C解析 由萬有引力提供向心力，有Gm，可得探測衛(wèi)星的運行速度v.由此可知：軌道半徑越大，速度越小，選項A錯誤；衛(wèi)星內(nèi)部的儀器雖然處于完全失重狀態(tài)，但仍受萬有引力(也常被稱為重力)的作用，選項B錯誤；第一宇宙速度v，g為星球表面重力加速度，R為星球半徑，可得，則vMv11.8 km/s，選項C正確；發(fā)射速度大于11.2 km/s(第二宇宙速度)，就會脫離地球引力，繞太陽運轉(zhuǎn)，選項D錯誤4AC解析 由萬有引力提供向心力，有Gm2r，解得：8，當二者

11、轉(zhuǎn)過的角度差等于(2n1)時二者相距最遠，即AtBt(2n1)，又A，得：·2n1，當n0時，tT0；當n1時；tT0；當n2時，tT0，故選項A、C正確【技能強化】5D解析 “嫦娥二號”衛(wèi)星的運行軌道半徑rRh，向心加速度a2r，選項A錯誤；同理v，選項B錯誤；若在月球表面附近衛(wèi)星的運轉(zhuǎn)周期為T，則GmgmR，而題中的周期為軌道半徑rRh時的周期，選項C錯誤；設(shè)第一宇宙速度為v，則有：Gm，在rRh的軌道上，有Gm(Rh)，兩式聯(lián)立可得，v，選項D正確6A解析 “定點”的物理意義是同步，同步衛(wèi)星相對于地面靜止，高度一定，選項A正確；衛(wèi)星繞地球做勻速圓周運動的最大速度為7.9 km/

12、s，高度越大，速度越小，選項B錯誤；同步衛(wèi)星的周期為24h，月球繞地球運動的周期約為27天，選項C錯誤；在地球赤道上靜止的物體的向心加速度a12R(R為地球半徑)，同步衛(wèi)星的向心加速度a22r(r為軌道半徑)，兩者具有的角速度相同，rR，故a1 a2，選項D錯誤7A解析 由萬有引力提供向心力，有：Gmr，設(shè)“神舟七號”飛船繞地球運轉(zhuǎn)半徑為r1，“嫦娥二號”衛(wèi)星繞月球運轉(zhuǎn)半徑為r2，地球的質(zhì)量為Me、月球的質(zhì)量Mm，則有：·，選項A正確，選項B錯誤；第一宇宙速度即衛(wèi)星在中心星體表面做圓周運動的線速度，有Gm，解得：，由于地球半徑和月球半徑的比值未知，故選項C錯誤；同理在星球表面的重力加

13、速度滿足mgG，可知不能求出重力加速度之比，選項D錯誤8B解析 對衛(wèi)星在圓形軌道上有Gma，對地球表面附近有Gmg，得衛(wèi)星加速度a，選項A正確；衛(wèi)星做勻速圓周運動，萬有引力提供向心力，與速度垂直，不做功，選項D正確；衛(wèi)星1向后噴氣加速后，做離心運動，偏向高軌道，不可能追上衛(wèi)星2，選項B錯誤；對衛(wèi)星1有Gmg、Gm2r、t，解得t ，選項C正確9BD解析 飛船沿軌道1運行到P點時，運行速度滿足：m<G，在軌道2上做圓周運動mG，因此需要在P點加速，選項A錯誤；衛(wèi)星在地球表面運行時運行速度最大，大小為7.9 km/s，選項B正確；飛船在任意位置都受到萬有引力作用，習(xí)慣稱之為“重力”，選項C錯誤；飛船在軌道2上運動時的動能Ekmv2m2(Rh)2，在軌道2上飛船的角速度 大于地球自轉(zhuǎn)的角速度(也是同步衛(wèi)星的角速度)，即有Ekm(Rh)22，飛船在圓形軌道運行時，有Gm，在地表附近時，有Gmg，聯(lián)立可得Ekmg<mg(Rh)，選項D正確10.解析 設(shè)地球同步衛(wèi)星離地面高度為h，萬有引力提供其做圓周運動的向心力，由牛頓第二定律有Gmam(Rh)在地球表面附近，有mgG解得a111.92×104 km解析 設(shè)衛(wèi)星隨火箭上升離地球表面的高度為h，火箭上物體受支持物的支持力為FN，重力為mg，根據(jù)牛頓第二定律得：FNmgma在高h處物體的重力為Gmg在地球表面時物體的重力