2024-2025學(xué)年新教材高中物理第七章萬有引力與宇宙航行4宇宙航行訓(xùn)練含解析新人教版必修2

PAGE2-宇宙航行【基礎(chǔ)鞏固】1.(多選)一顆人造地球衛(wèi)星以初速度v放射后,可繞地球做勻速圓周運(yùn)動,若使放射速度增大為2v,則該衛(wèi)星可能 ()A.繞地球做勻速圓周運(yùn)動B.繞地球運(yùn)動,軌道變?yōu)闄E圓C.不繞地球運(yùn)動,成為太陽的人造行星D.擺脫太陽引力的束縛,飛到太陽系以外的宇宙答案:CD2.地球上相距很遠(yuǎn)的兩位視察者,都發(fā)覺自己的正上方有一顆人造衛(wèi)星,相對自己靜止不動,則這兩位視察者的位置以及兩顆人造衛(wèi)星到地球中心的距離可能是 ()A.一人在南極,一人在北極,兩衛(wèi)星到地球中心的距離肯定相等B.一人在南極,一人在北極,兩衛(wèi)星到地球中心的距離可以不等,但應(yīng)成整數(shù)倍C.兩人都在赤道上,兩衛(wèi)星到地球中心的距離肯定相等D.兩人都在赤道上,兩衛(wèi)星到地球中心的距離可以不等,但應(yīng)成整數(shù)倍答案:C3.(多選)北斗導(dǎo)航系統(tǒng)的部分衛(wèi)星如圖所示,每顆衛(wèi)星的運(yùn)動可視為勻速圓周運(yùn)動.下列說法正確的是 ()A.在軌道運(yùn)行的兩顆衛(wèi)星A、B的周期相等B.在軌道運(yùn)行的兩顆衛(wèi)星A、C的線速度大小vA<vCC.在軌道運(yùn)行的兩顆衛(wèi)星B、C的角速度大小ωB<ωCD.在軌道運(yùn)行的兩顆衛(wèi)星A、B的向心加速度大小aA<aB答案:ABC4.(多選)我國在軌運(yùn)行的氣象衛(wèi)星有兩類,如圖所示.一類是極地軌道衛(wèi)星——“風(fēng)云1號”,繞地球做勻速圓周運(yùn)動的周期為12h;另一類是地球同步軌道衛(wèi)星——“風(fēng)云2號”,運(yùn)行周期為24h.下列說法正確的是 ()A.“風(fēng)云1號”的線速度大于“風(fēng)云2號”的線速度B.“風(fēng)云1號”的向心加速度大于“風(fēng)云2號”的向心加速度C.“風(fēng)云1號”的放射速度大于“風(fēng)云2號”的放射速度D.“風(fēng)云1號”“風(fēng)云2號”相對地面均靜止答案:AB5.假設(shè)地球的質(zhì)量不變,地球的第一宇宙速度為v,若地球的半徑增大到原來半徑的2倍,那么地球的第一宇宙速度應(yīng)變?yōu)?()A.2v B.22vC.12v答案:B6.恒星演化發(fā)展到肯定階段,可能演化成為中子星,中子星的半徑較小,一般在7km~20km,但它的密度大得驚人.若中子星的半徑為10km,密度為1.2×1017kg/m3,引力常量G=6.67×10-11N·m2/kg2,那么該中子星的第一宇宙速度約為 ()A.6km/s B.3×102km/sC.3×103km/s D.6×104km/s答案:D【拓展提高】7.登上火星是人類的幻想.地球和火星的公轉(zhuǎn)視為勻速圓周運(yùn)動,忽視行星自轉(zhuǎn)影響.依據(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6.4×1066.0×10241.5×1011火星3.4×1066.4×10232.3×1011A.火星的公轉(zhuǎn)周期較小B.火星做圓周運(yùn)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:火星和地球都繞太陽做勻速圓周運(yùn)動,萬有引力供應(yīng)向心力,因r火>r地,由Gmm太r2=m4π2T2r=ma知,T=2πr3Gm太,故T火>T地,選項(xiàng)A錯誤;向心加速度a=Gm太r2,則a火<a地,故選項(xiàng)B正確;地球表面的重力加速度g地=Gm地R地2,火星表面的重力加速度g火=Gm火答案:B8.如圖所示,一顆人造衛(wèi)星原來在橢圓軌道1繞地球運(yùn)行,在P點(diǎn)變軌后進(jìn)入軌道2做勻速圓周運(yùn)動.下列說法正確的是 ()A.不論在軌道1還是軌道2運(yùn)行,衛(wèi)星在P點(diǎn)的速度都相同B.不論在軌道1還是軌道2運(yùn)行,衛(wèi)星在P點(diǎn)的加速度都相同C.衛(wèi)星在軌道1的任何位置都具有相同加速度D.衛(wèi)星在軌道2的任何位置都具有相同加速度解析:在P點(diǎn),衛(wèi)星沿軌道1運(yùn)行時(shí),地球?qū)θ嗽煨l(wèi)星的引力大于人造衛(wèi)星做圓周運(yùn)動須要的向心力,即F引>mv12r;衛(wèi)星沿軌道2運(yùn)行時(shí),地球?qū)θ嗽煨l(wèi)星的引力剛好能供應(yīng)人造衛(wèi)星做圓周運(yùn)動須要的向心力,即F引=mv22r,故v1<v答案:B9.如圖所示,在同一軌道平面上的幾個人造地球衛(wèi)星A、B、C繞地球做勻速圓周運(yùn)動,某一時(shí)刻它們恰好在同始終線上.下列說法正確的是 ()A.依據(jù)v=gR可知,運(yùn)行速度滿意vA>vB>vCB.運(yùn)轉(zhuǎn)角速度滿意ωA>ωB>ωCC.向心加速度滿意aA<aB<aCD.運(yùn)動一周后,A最先回到圖示位置解析:衛(wèi)星運(yùn)動過程中,萬有引力充當(dāng)向心力,故有Gmm地r2=mv2r,解得v=Gm地r,即軌道半徑越大,線速度越小,所以vA<vB<vC,由于C的線速度最大,所以C最先回到初始位置,選項(xiàng)A、D錯誤;依據(jù)公式Gmm地r2=mω2r,解得ω=Gm地r3,即軌道半徑越大,角速度越小,所以ωA<ωB<ωC,選項(xiàng)B錯誤;依據(jù)公式Gmm答案:C【挑戰(zhàn)創(chuàng)新】10.(多選)據(jù)報(bào)道,天文學(xué)家發(fā)覺一顆迄今為止與地球最類似的太陽系外的行星,這顆行星公轉(zhuǎn)周期約為37年,它的半徑大約是地球的2倍,重力加速度與地球的相近.下列說法正確的是 ()A.飛船在這顆行星表面旁邊運(yùn)行時(shí)的速度小于7.9km/sB.該行星的平均密度約是地球平均密度的1C.該行星的質(zhì)量約為地球質(zhì)量的2倍D.在地球上放射航天器到達(dá)該行星,航天器的放射速度至少要達(dá)到第三宇宙速度解析:由于物體在星球表面上飛行的速度v=gR,等于第一宇宙速度大小,7.9km/s是地球表面的物體運(yùn)行的速度,故這顆行星與地球的第一宇宙速度之比