3.4 人造衛(wèi)星 宇宙速度(練習(xí)題)-2015-2016學(xué)年高一物理下冊(解析版)

1、北京大興區(qū)營養(yǎng)工程同步物理必修2第3章第4節(jié)人造衛(wèi)星宇宙速度（練習(xí)題）1關(guān)于地球的第一宇宙速度，下列表述正確的是：（）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)【答案】A【解析】第一宇宙速度是衛(wèi)星繞地球做圓周運(yùn)動(dòng)的最小發(fā)射速度，也是繞地球運(yùn)動(dòng)衛(wèi)星的最大環(huán)繞速M(fèi)mv2度，A正確；第二宇宙速度才叫逃逸速度，故B、C錯(cuò)誤；在近地軌道上有：G=mg=m，由于R2R為近地軌道所以有：r二R，故有v=、；=JgR，D錯(cuò)誤。2兩顆人造衛(wèi)星繞地球做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，對軌道半徑較大的衛(wèi)星，下列說法正確的是：（）A. 線速度一定大B.角

2、速度一定大C.周期一定大D.動(dòng)能一定大【答案】C_Mmv24兀2【解析】衛(wèi)星繞地球做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，向心力由萬有引力提供，G=m=m2r=mrr2rT2Mm1可知軌道半徑較大的衛(wèi)星線速度小，角速度小，周期大，由公式G二三mv2知?jiǎng)幽苄。珹、B、D錯(cuò),2r2C正確。3. 如圖所示，人造衛(wèi)星A、B在同一平面內(nèi)繞地球做勻速圓周運(yùn)動(dòng)。則這兩顆衛(wèi)星相比：（）A.衛(wèi)星A的線速度較大C.衛(wèi)星A的角速度較大B. 衛(wèi)星A的周期較大D.衛(wèi)星A的加速度較大答案】BMmmv2【解析】根據(jù)G=4兀2!GM=m2r=mr=ma可知v二T2rGM|4兀2r2GMe=,T=,a=可知，半徑越大，線速度越小，周期越大，角速度越小

3、，加速度越小,r2GMr2選項(xiàng)B正確。4. “嫦娥三號(hào)”的環(huán)月軌道可近似看成是圓軌道。觀察“嫦娥三號(hào)”在環(huán)月軌道上的運(yùn)動(dòng)，發(fā)現(xiàn)每經(jīng)過時(shí)間t通過的弧長為1,該弧長對應(yīng)的圓心角為e(弧度)，如圖所示。已知引力常量為G,由此可推導(dǎo)出月球的質(zhì)量為：()13130112A.B.C.D.G012Gt2G012G012【答案】A11【解析】“嫦娥三號(hào)”運(yùn)轉(zhuǎn)線速度為：v二，運(yùn)轉(zhuǎn)半徑為：r二，根據(jù)萬有引力定律可得：t0Mmv2v2r13G=m，解得：M=，選項(xiàng)A正確。r2rG012G5. 若取地球的第一宇宙速度為8km/s，某行星的質(zhì)量是地球的18倍，半徑是地球的2倍，這行星的第一宇宙速度為：()A.16km/

4、sB.24km/sC.32km/sD.72km/s【答案】BMmv2【解析】設(shè)地球質(zhì)量M,行星質(zhì)量18M,地球半徑r,行星半徑2r,由G=m解得衛(wèi)星在圓軌道運(yùn)行的線速度為v=GMrr2r所以v地球=:空,v行星=，解得v行星=3v地球=24km/s，選擇B。r2r6. 某人造衛(wèi)星繞地球做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，設(shè)地球半徑為R,地面重力加速度為go下列說法正確的是：()a.人造衛(wèi)星的最小周期為兀:RJgRB.衛(wèi)星在距地面高度R處的繞行速度為違一1C. 衛(wèi)星在距地面高度R處的加速度為4gD. 以上說法都不正確【答案】CMmMm4兀2Jr【解析】根據(jù)G=mg和G=mr,乍得：T=2兀；,所以當(dāng)r=R時(shí)，衛(wèi)星周

5、期最小,r2r2/2RMmv2j2gR所以最小周期為：T=2-，故A錯(cuò)誤；根據(jù)G（2R）2=m2R，及GM=gR2解得：尸二，故B錯(cuò)誤；根據(jù)公式g=GM可得當(dāng)r=2R時(shí)，g=GM2=4g，故C正確，D錯(cuò)誤。R24R247星球上的物體脫離星球引力所需要的最小速度稱為該星球的第二宇宙速度，星球的第二宇宙速度v2與第一宇宙速度V的關(guān)系是v=2v。已知某星球的半徑為r,它表面的重力加速度為地球表面重力加2121速度g的1/6，不計(jì)其他星球的影響，則該星球的第二宇宙速度為：（）A.丫書B.；3grC、：6grD.3gr【答案】BMmv2GM【解析】該星球表面的第一宇宙速度滿足：G=m，即v=.；乂在星球

6、表面：r2rrGm=mg，則v=Jgr=gr，則該星球的第二宇宙速度為v=$2v=石gr，選項(xiàng)B正確。8.一同學(xué)為探月宇航員估算環(huán)繞月球做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的衛(wèi)星的最小周期，想出了一種方法：在月球表面以初速度v0豎直上拋一個(gè)物體，測出物體上升的最大高度為h假設(shè)物體只受月球引力作用，又已知該月球的直徑為d，則衛(wèi)星繞月球做圓周運(yùn)動(dòng)的最小周期為：（）兀dA*門h02兀d5萬C.dhv0D.dhv0【答案】D【解析】設(shè)月球表面的重力加速度為g，通過在月球表面豎直上拋運(yùn)動(dòng)可以得出月球表面的重力加速度,由題意可知月球的半徑為R=耳2v2根據(jù)豎直上拋公式-2gh=0-v02得出月球表面的重力加速度g=2-Mmv2

7、根據(jù)萬有引力提供向心力列方程得：周期最小，根據(jù)牛頓第二定律得出：g=mg=m，當(dāng)衛(wèi)星在月球表面做近月飛行時(shí)圓周運(yùn)動(dòng)的2JMm4兀2（d、2兀；G=m，聯(lián)立兩方程可以求出最小周期卩=vdh,d丫T212丿vo2J所以D項(xiàng)正確；A、B、C項(xiàng)正確。9已知某星球的質(zhì)量是地球質(zhì)量的81倍，半徑是地球半徑的9倍。在地球上發(fā)射一顆衛(wèi)星，其第一宇宙速度為7.9km/s,則在某星球上發(fā)射一顆人造衛(wèi)星，其發(fā)射速度最小【答案】23.7km/sMmv2IGM【解析】萬有引力等于衛(wèi)星做圓周運(yùn)動(dòng)的向心力，則G=m，解得v=，故R2RVRv:MR星=|星-*=“vMR地丫地星1；,，81x9=3故v星=3v地=237km/s。10.英國某媒體推測：在2020年之前，人類有望登上火星，而登上火星的第一人很可能是中國人。假如你有幸成為人類登陸火星的第一人，乘坐我國自行研制的、代表世界領(lǐng)先水平的神舟x號(hào)宇宙飛船,通過長途旅行，可以親眼目睹了美麗的火星。為了熟悉火星的環(huán)境，你的飛船繞火星做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，離火星表面的高度為H,飛行了n圈，測得所用的時(shí)間為t.已知火星半徑為R,試求火星表面重力加速度g.答案】g=4n2n2(R+H)312R2【解析】設(shè)火星和飛船的質(zhì)量分