高中物理 課時作業(yè)十一宇宙航行含解析新人教必修2

課時作業(yè)(十一)宇宙航行一、單項選擇題1．若人造地球衛(wèi)星在高度不同的軌道上繞地球做勻速圓周運動，則下列說法正確的是()A．人造地球衛(wèi)星做勻速圓周運動的線速度均小于或等于第一宇宙速度7.9km/sB．人造地球衛(wèi)星的運行半徑越大，運行周期就越短C．地球同步衛(wèi)星的周期大于月球繞地球轉(zhuǎn)動的周期D．地球同步衛(wèi)星可相對地面靜止在北京的上空答案：A2．如圖，若兩顆人造衛(wèi)星a和b均繞地球做勻速圓周運動，a、b到地心O的距離分別為r1、r2，線速度大小分別為v1、v2，則()A.＝B.＝C.＝2D.＝2解析：對人造衛(wèi)星，根據(jù)萬有引力提供向心力＝m，可得v＝.所以對于a、b兩顆人造衛(wèi)星有＝，故選項A正確．答案：A3．中國計劃在2020年發(fā)射火星探測器，并在10年后實現(xiàn)火星的采樣返回．已知火星的質(zhì)量約為地球的，火星的半徑約為地球的.下列關于火星探測器的說法正確的是()A．發(fā)射速度只要大于第一宇宙速度即可B．發(fā)射速度只有達到第三宇宙速度才可以C．發(fā)射速度應大于第二宇宙速度，可以小于第三宇宙速度D．火星探測器環(huán)繞火星運行的最大速度約為第一宇宙速度的2倍解析：火星探測器前往火星，脫離地球引力束縛，還在太陽系內(nèi)，發(fā)射速度應大于第二宇宙速度，可以小于第三宇宙速度，故A、B錯誤，C正確．由G＝m得v＝，已知火星的質(zhì)量約為地球的，火星的半徑約為地球的，則火星的第一宇宙速度約為地球第一宇宙速度的，火星探測器環(huán)繞火星運行的最大速度為火星的第一宇宙速度，故D錯誤．答案：C4．(2017·金華高一檢測)2015年12月，我國暗物質(zhì)粒子探測衛(wèi)星“悟空”發(fā)射升空進入高為5.0×102km的預定軌道．“悟空”衛(wèi)星和地球同步衛(wèi)星的運動均可視為勻速圓周運動．已知地球半徑R＝6.4×103km.下列說法正確的是()A．“悟空”衛(wèi)星的線速度比同步衛(wèi)星的線速度小B．“悟空”衛(wèi)星的角速度比同步衛(wèi)星的角速度小C．“悟空”衛(wèi)星的運行周期比同步衛(wèi)星的運行周期小D．“悟空”衛(wèi)星的向心加速度比同步衛(wèi)星的向心加速度小解析：同步地球衛(wèi)星距地表36000km，由v＝可知，“悟空”的線速度要大，所以A錯．由ω＝可知，“悟空”的角速度要大，即周期要小，由a＝可知，“悟空”的向心加速度要大，因此B、D錯，C對．答案：C5．登上火星是人類的夢想．“嫦娥之父”歐陽自遠透露：中國計劃于2020年登陸火星．地球和火星公轉(zhuǎn)視為勻速圓周運動，忽略行星自轉(zhuǎn)影響．根據(jù)下表，火星和地球相比()行星 半徑/m 質(zhì)量/kg 軌道半徑/m地球 6.4×106 6.0×1024 1.5×1011火星 3.4×106 6.4×1023 2.3×1011A.火星的公轉(zhuǎn)周期較小B．火星做圓周運動的加速度較小C．火星表面的重力加速度較大D．火星的第一宇宙速度較大解析：根據(jù)G＝mr，得＝，結合表中數(shù)據(jù)，可算出火星的公轉(zhuǎn)周期較大，A錯；根據(jù)G＝ma，得a＝G，可判斷火星的加速度較小，B對；根據(jù)g＝G，可算出火星表面的重力加速度較小，C錯；第一宇宙速度v＝，可算出火星的第一宇宙速度較小，D錯．答案：B6．在地球的衛(wèi)星中有兩類衛(wèi)星的軌道比較特殊，一是極地衛(wèi)星，二是同步衛(wèi)星．已知某極地衛(wèi)星的運行周期為12h，則下列關于對極地衛(wèi)星和同步衛(wèi)星的描述正確的是()A．該極地衛(wèi)星的運行速度一定小于同步衛(wèi)星的運行速度B．該極地衛(wèi)星的向心加速度一定大于同步衛(wèi)星的向心加速度C．該極地衛(wèi)星的發(fā)射速度一定大于同步衛(wèi)星的發(fā)射速度D．該極地衛(wèi)星和同步衛(wèi)星均與地面相對靜止解析：由G＝m＝ma得v＝，a＝，同步衛(wèi)星的周期為24h，則同步衛(wèi)星的周期大于極地衛(wèi)星的周期，由周期與軌道半徑的關系知，同步衛(wèi)星的軌道半徑較大，則同步衛(wèi)星的線速度較小，加速度較小，故A錯誤、B正確；同步衛(wèi)星的高度高，所以同步衛(wèi)星的發(fā)射速度大，C錯誤；極地衛(wèi)星不是地球同步衛(wèi)星，所以相對于地面不靜止，D錯誤．答案：B7．一探月衛(wèi)星的軌道是圓形的，且貼近月球表面，已知月球的質(zhì)量約為地球質(zhì)量的，月球半徑約為地球半徑的，地球上的第一宇宙速度約為7.9km/s，則該探月衛(wèi)星繞月運行的速率約為()A．0.4km/sB．1.8km/sC．11km/sD．36km/s解析：對于環(huán)繞地球或月球的人造衛(wèi)星，其所受萬有引力即為它們做圓周運動所需向心力，即G＝m，所以v＝，第一宇宙速度指的是最小發(fā)射速度，同時也是近地衛(wèi)星的環(huán)繞速度，對于近地衛(wèi)星來說，其軌道半徑近似等于地球半徑，所以＝＝＝，所以v月＝v地＝×7.9km/s＝1.8km/s.故正確答案為B.答案：B二、多項選擇題8．(2017·景德鎮(zhèn)高一檢測)如圖所示，三顆人造衛(wèi)星正在圍繞地球做勻速圓周運動，則下列有關說法中正確的是()A．衛(wèi)星可能的軌道為a、b、cB．衛(wèi)星可能的軌道為a、cC．同步衛(wèi)星可能的軌道為a、cD．同步衛(wèi)星可能的軌道為a解析：衛(wèi)星繞地球做勻速圓周運動的圓心必須與地心重合，所以衛(wèi)星可能的軌道為a、c，選項A錯誤、B正確；同步衛(wèi)星位于赤道的上方，可能的軌道為a，選項C錯誤、D正確．答案：BD9．關于人造地球衛(wèi)星，下列說法正確的是()A．運行的軌道半徑越大，線速度也越大B．其發(fā)射速度可以達到16.7km/sC．衛(wèi)星繞地球做勻速圓周運動的速度不能大于7.9km/sD．衛(wèi)星在降落過程中向下減速時處于超重狀態(tài)解析：由v＝知，衛(wèi)星的軌道半徑越大，線速度越小，A錯．人造地球衛(wèi)星的發(fā)射速度在7.9km/s到11.2km/s之間，B錯．衛(wèi)星繞地球做勻速圓周運動的速度小于或等于7.9km/s，C對．衛(wèi)星向下減速時的加速度方向向上，處于超重狀態(tài)，D對．答案：CD10．設兩人造地球衛(wèi)星的質(zhì)量比為1:2，到地球球心的距離比為1:3，則它們的()A．周期比為3:1B．線速度比為:1C．向心加速度比為1:9D．向心力之比為9:2解析：設地球質(zhì)量為M、人造地球衛(wèi)星質(zhì)量m，由F萬＝F向得＝m得v＝，故＝＝，選項B正確；由a＝得＝2＝，選項C錯誤；由F向＝ma得＝＝×＝，選項D正確；由T＝2π得＝＝，選項A錯誤．答案：BD三、非選擇題11．已知海王星和地球的質(zhì)量之比為M:m＝16:1，它們的半徑比為R:r＝4:1，求：(1)海王星和地球的第一宇宙速度之比；(2)海王星表面和地球表面的重力加速度之比．解析：(1)設衛(wèi)星的質(zhì)量為m′，對繞海王星和繞地球運動的衛(wèi)星，分別有G＝，G＝聯(lián)立解得＝＝2.(2)對海王星表面的物體，有G＝m″g1對地球表面的物體，有G＝m″g2聯(lián)立解得g1:g2＝＝1.答案：(1)2:1(2)1:112．如圖所示，A是地球的同步衛(wèi)星，另一衛(wèi)星B的圓形軌道位于赤道平面內(nèi)，離地面高度為h.已知地球半徑為R，地球自轉(zhuǎn)角速度為ω0，地球表面的重力加速度為g，O為地球中心．(1)求衛(wèi)星B的運行周期；(2)如衛(wèi)星B繞行方向與地球自轉(zhuǎn)方