教科版物理必修2 第三章 第4節(jié) 人造衛(wèi)星 宇宙速度2 深度剖析三個宇宙速度（同步練習(xí)）

1、.答題時間：30分鐘1. 歐洲天文學(xué)家發(fā)現(xiàn)了可能合適人類居住的行星“格里斯581c。該行星的質(zhì)量是地球的m倍，直徑是地球的n倍。設(shè)在該行星外表及地球外表發(fā)射人造衛(wèi)星的最小發(fā)射速度分別為v1、v2，那么v1/v2的比值為 A. B. m/n C. D.2. 我國首次載人飛船從2003年10月15日9時繞地球飛行14圈后，歷時21小時于10月16日上午6時左右平安返回到內(nèi)蒙古主著陸場，假設(shè)飛船的運(yùn)動近似地看作近地勻速圓周運(yùn)動，地球?qū)︼w船的萬有引力提供飛船做圓周運(yùn)動的向心力，引力常量G6.67×1011Nm2/kg2，那么以下說法正確的選項是 A. 要使載人飛船從近地圓軌道返回地球，飛船需

2、點火加速B. 載人飛船在近地圓軌道上的運(yùn)行速度可能大于第一宇宙速度C. 通過以上數(shù)據(jù)可算出地球質(zhì)量D. 通過以上數(shù)據(jù)可算出地球的平均密度3. 舉世矚目的“神舟六號航天飛船的成功發(fā)射和順利返回，顯示了我國航天事業(yè)獲得的宏大成就，地球的質(zhì)量為M，引力常量為G，設(shè)飛船繞地球做勻速圓周運(yùn)動的軌道半徑為r，那么飛船在圓軌道上運(yùn)行的速率為 A. B. C. D. 4. 關(guān)于地球的第一宇宙速度，以下表述正確的選項是 A. 第一宇宙速度又叫環(huán)繞速度B. 第一宇宙速度又叫脫離速度C. 第一宇宙速度又叫逃逸速度D. 第一宇宙速度跟地球的半徑無關(guān)5. 多項選擇在發(fā)射地球同步衛(wèi)星的過程中，衛(wèi)星首先進(jìn)入橢圓軌道，然后在

3、Q點通過改變衛(wèi)星速度，讓衛(wèi)星進(jìn)入地球同步軌道。那么 A. 該衛(wèi)星的發(fā)射速度必定大于11.2km/sB. 衛(wèi)星在同步軌道上的運(yùn)行速度大于7.9km/s C. 在軌道上，衛(wèi)星在P點的速度大于在Q點的速度D. 衛(wèi)星在Q點通過加速實現(xiàn)由軌道進(jìn)入軌道6. 如下圖，宇航員站在某質(zhì)量分布均勻的星球外表一斜坡上P點，沿程度方向以初速度拋出一個小球，測得小球經(jīng)時間t落到斜坡上另一點Q，斜面的傾角為，該星球的半徑為R。不考慮其他可能存在的阻力。求該星球上的第一宇宙速度。7. 海王星和地球的質(zhì)量比M1：M216：1，它們的半徑比R1：R24：1。求：1海王星和地球的第一宇宙速度之比v1：v2；2海王星外表和地球外表

4、重力加速度之比g1：g2。1. D 解析：據(jù)題意，設(shè)地球質(zhì)量為M，地球直徑為D，那么在地球外表發(fā)生人造衛(wèi)星的最小發(fā)射速度為：；該行星質(zhì)量為mM，直徑為nD，該行星上發(fā)生人造衛(wèi)星最小發(fā)生速度為：；所以這兩個速度之比為：，應(yīng)選項D正確。2. D 解析：飛船的著陸過程是一個軌道半徑不斷減小的過程，假設(shè)給飛船加速，飛船需要的向心力增大，而萬有引力不變，造成“供小于“需，飛船將做離心運(yùn)動，軌道半徑不斷增大，故A錯誤。由得：第一宇宙速度，飛船的最小軌道半徑為地球半徑，第一宇宙速度是飛船運(yùn)行的最大速度，故B錯誤；由得：地球質(zhì)量，式中軌道半徑地球半徑R未知，無法計算地球質(zhì)量，故C錯誤；地球的平均密度，周期可通

5、過條件求出，故D正確。3. D解析：研究飛船繞地球做勻速圓周運(yùn)動，根據(jù)萬有引力提供向心力，列出等式：，解得：，D正確。4. A 解析：第一宇宙速度是衛(wèi)星繞地球做圓周運(yùn)動的最小發(fā)射速度，也是繞地球運(yùn)動的最大環(huán)繞速度，A正確，B、C錯誤；在近地軌道上有：，由于為近地軌道，所以有：，故有，D錯誤。5. CD 解析：11.2km/s是衛(wèi)星脫離地球束縛的發(fā)射速度，而同步衛(wèi)星仍然繞地球運(yùn)動，故A錯誤；7.9km/s即第一宇宙速度是近地衛(wèi)星的環(huán)繞速度，也是最大的圓周運(yùn)動的環(huán)繞速度，而同步衛(wèi)星的軌道半徑要大于近地衛(wèi)星的軌道半徑，根據(jù)的表達(dá)式可以發(fā)現(xiàn)，同步衛(wèi)星運(yùn)行的線速度一定小于第一宇宙速度，故B錯誤；在軌道上，由P點向Q點運(yùn)動，速度逐漸減小，故C正確；從橢圓軌道到同步軌道，衛(wèi)星在Q點是做逐漸遠(yuǎn)離圓心的運(yùn)動，要實現(xiàn)這個運(yùn)動衛(wèi)星所需向心力必須大于萬有引力，所以應(yīng)給衛(wèi)星加速，增加所需的向心力。所以衛(wèi)星在Q點通過加速實現(xiàn)由軌道進(jìn)入軌道，故D正確。6. 解：小球做平拋運(yùn)動那么：，由幾何關(guān)系得： 聯(lián)立得：設(shè)星球的質(zhì)量M，近地衛(wèi)星的質(zhì)量m，近地衛(wèi)星的速度即為第一宇宙速度，設(shè)為v，那么：在星球外表上，一