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课时作业
(十二)宇宙航行[基础训练]以下关于宇宙速度的说法中正确的是()L第一宇宙速度是人造地球卫星在圆轨道运行时的最大速度A.第一宇宙速度是人造地球卫星在圆轨道运行时的最小速度B.人造地球卫星在圆轨道运行时的速度可以等于第二宇宙速度C.D.地球上的物体无论具有多大的速度都不可能脱离太阳的束缚答案解析根据山卷可得人造地球卫星的线速度少A G^=誓,故轨道半径越大,卫星的运行速度越小,而第一宇宙速度是卫星沿地球表面运动时的速度,所以第一宇宙速度是人造地球卫星在圆轨道上运行的最大速度,故项正确,项错误.当卫星的速度大A B于或等于第二宇宙速度时,卫星脱离地球的吸引而进入绕太阳运行的轨道,故人造地球卫星在圆轨道上运行时的速度一定小于第二宇宙速度,故项错误.当物体的速度大于等于第三宇宙速度时,C
16.7km/s物体将脱离太阳的束缚,故项错误.D.假设地球的质量不变,而地球的半径增大到原来半径的倍,那22么从地球发射人造卫星的第一宇宙速度的大小应为原来的()倍击倍倍倍A.g B4D.2答案解析因第一宇宙速度即为地球的近地卫星的线速度,此B时卫星的轨道半径近似的认为是地球的半径,且地球对卫星的万有引力充当向心力,故公式堂=誓成立,解得彩=、修,因此,当不变,M增加为时,减小为原来的方倍,即选项正确.R2K B(多选)可以发射一颗这样的人造地球卫星,使其圆轨道()
3.与地球表面上某一纬度线(非赤道)是共面同心圆A.与地球表面上某一经度线所决定的圆是共面同心圆B.与地球表面上的赤道线是共面同心圆,且卫星相对于地球表面C.是静止的与地球表面上的赤道线是共面同心圆,但卫星相对于地球表面D.是运动的答案解析发射人造地球卫星,必须使卫星受到的地球对CD它的万有引力提供向心力,所以不可能与地球表面上某一纬度线(非赤道)是共面同心圆,因为此时卫星受到的万有引力与轨道半径有一非零的夹角,所以选项错.由于地球自转与卫星轨道面重合的经度A线不断变化,因此与地球表面上某一经度线所决定的圆只同心而不共面,所以选项错.选项是可以的,选项也是可以的,只是卫星B C D不是地球同步卫星.是地球赤道上一栋建筑,是在赤道平面内做匀速圆周运动的
4.〜卫星,是地球同步卫星,已知到地心的距离是的两倍,某一时b刻从刚好位于的正上方(如图所示),经、b、的大致位48h,a置是图中的()A BCD答案解析方、都是地球的卫星,由于地球对它们的万有引B力提供向心力,是可以比较的.〃、是在同一平面内以相同角速度转c动的,也是可以比较的.在某时刻在的正上方,则以后永远在C4Q的正上方;对方和根据G^^=nr^r r=2rb推知T=2y/2Tb,又由c,9c9c力得/弋圈,所以正确.2Tc=T%=2X
25.66B(天津高考)年月日,“天问一号”探测器着
5.2021・2021515陆火星取得成功,迈出了我国星际探测征程的重要一步,在火星上首次留下国人的印迹.“天问一号”探测器成功发射后,顺利被火星捕获,成为我国第一颗人造火星卫星.经过轨道调整,探测器先沿椭圆轨道运行,之后进入称为火星停泊轨道的椭圆轨道运行,如图所示,I n两轨道相切于近火点则“天问一号”探测器()P,在轨道上处于受力平衡状态A.II在轨道运行周期比在时短B.I H从轨道进入在尸处要加速c.I n沿轨道向尸飞近时速度增大D.I答案解析“天问一号”探测器在轨道上做变速圆周运动,D n受力不平衡,故错误;根据开普勒第三定律可知,轨道的半长轴A I大于轨道的半长轴,故在轨道运行周期比在时长,故错误;n I n B“天问一号”探测器从轨道进入做近心运动,需要的向心力要小।II于提供的向心力,故要在点点火减速,故错误;在轨道向尸飞p CI近时,万有引力做正功,动能增大,速度增大,故正确.D.美国宇航局年月日宣布,他们发现了太阳系外第一颗62011125类似地球的、可适合居住的行星——“开普勒一其直径约为地226”,球的倍.至今其确切质量和表面成分仍不清楚,假设该行星的密度
2.4和地球相当,根据以上信息,估算该行星的第一宇宙速度等于()X103m/s B.
7.9X103m/sX104m/s D.
1.9X104m/sGAf4答案解析在任何天体表面重力加速度且=次~=功加此第一D3宇宙速度=倔=切加/,因为行星密度与地球密度相等,所以二y;・-=k,所以/=
1.9X104m/s.V K(多选)已知地球半径为R,地球同步卫星的轨道半径为匚假设
7.地球赤道上的物体随地球自转的向心加速度为防,第一宇宙速度为5,地球近地卫星的周期为“;假设地球同步卫星的运行速率为力,加速度为〃周期为2,72则下列比值中正确的是()Vi V\RQA£=B.£*=知苧=伊ai RTi⑺答案解析由牛顿第二定律和圆周运动的知识可得BDvi斤।Mmi vi27t\G~-=nilCll=〃22-^~=故选项、正确.B D(陕西咸阳模拟汝口图所示,我国“北斗卫星导航系统”
8.2021・由颗静止轨道卫星和颗非静止轨道卫星组成,卫星轨道半径大小530不同,其运行速度、周期等参量也不相同,下面说法正确的是()卫星轨道半径越大,环绕速度越大A.卫星的线速度小于
9.
7.9km/s卫星轨道半径越小,向心加速度越小C.卫星轨道半径越小,运动的角速度越小D.答案解析人造地球卫星在绕地球做圆周运动时,由地球对B卫星的引力提供圆周运动的向心力,故有G^^-=irr^=ma=m(o2r得、/^,誓,、、错误;近地卫星线速度为由于静0=Q=A CD
7.9km/s,止轨道卫星运行的半径大于近地轨道的半径,所以其线速度小于
7.9故正确.km/s,B[能力提升](多选)有、b、、四颗地球卫星,还未发射,在地球10C dQ赤道上随地球表面一起转动,方处于地面附近的近地轨道上做圆周运动,是地球同步卫星,是高空探测卫星,各卫星排列位置如图所c d示,则有()A.a的向心加速度等于重力加速度gB.b在相同时间内转过的弧长最长在内转过的圆心角是玲C・c4hD.d的运动周期可能是30h答案解析受到万有引力和地面的支持力,由于支持力BCD等于重力,与万有引力大小接近,所以向心加速度远小于重力加速度,选项错误;由一知力的线速度大于和而和的角速度相等,A1d,c由得女>“,所以〃的线速度最大,则在相同O=C”时间内转过的弧长最长,选项正确;为同步卫星,周期〜B c4=244hI/TI在内转过的圆心角0=不2以=可,选项正确;由丁=\/方彳h,4h・C知的周期最大,所以>则的周期可能是选项d Td,=24h,d30h,正确.D(多选)如图所示,“嫦娥一号”探月卫星被月球捕获后,首先
10.稳定在椭圆轨道上运动,其中、两点分别是轨道的近月点和I PI远月点,是卫星绕月做圆周运动的轨道,轨道和在尸点相切,n In贝!()1卫星在轨道上运动时,在P点的线速度大于在点的线速度A.I B.卫星在轨道上运动时,在P点的加速度小于在点的加速度卫星I c沿轨道运动到尸点时的加速度大于沿轨道运动到尸点时的加速度In卫星要从轨道进入轨道需在P点减速D.I II,答案解析根据开普勒第二定律知,“嫦娥一号”卫星在AD轨道上运动时,在点的线速度大于在点的线速度,故正确;I PA根据万有引力定律和牛顿第二定律得G^=〃也,卫星的加速度为Q=厂,则知卫星在轨道上运动时,在点的加速度大于在点的加速I P度,故错误;卫星在轨道上运动到尸点所受的万有引力等于在B II轨道上运动到点所受的万有引力,根据牛顿第二定律知,错误;I PC卫星在轨道上到达尸点时必须减速,使其受到的万有引力大于做圆I周运动所需要的向心力,从而进入轨道故正确.II,D如图所示,甲、乙两颗卫星以相同的轨道半径分别绕质量为1L M和2M的行星做匀速圆周运动,下列说法正确的是()甲的向心加速度比乙的小A.甲的运行周期比乙的小B.甲的角速度比乙的大C.甲的线速度比乙的大D.答案解析甲、乙两卫星分别绕质量为和的行星做匀A M2M速圆周运动,万有引力提供各自做匀速圆周运动的向心力.由牛顿第二定律有Gr^~=ma=nr^r=nia^r=iTr^,可得〃=彳辛,T=27t\f^M9券,.由已知条件可得0Ta乙,丁甲丁乙,CD甲V0乙,V vVc,故正确选项为A.年月日傍晚我国自行研制的“神舟七号”载人飞船
12.2008928经历个多小时的太空飞行,在预定轨道绕地球飞行圈后成功返回.6845设“神舟七号”载人飞船在圆轨道上绕地球运行〃圈所用的时间为,,若地球表面的重力加速度为地球半径为求g,R,飞船的圆轨道离地面的高度;1飞船在圆轨道上运行的速率.2答案胪耍(iR/S-R
(2)t MtnMm.47r2联立得飞船的圆轨道离地高度为h=解析(l)r=~,G(R+%y=+h),G—后——m g9历=^^=^^.2-R..某网站报道最近南亚某国发射了一颗人造环月卫星,卫星的13质量为环绕周期为小时.一位同学对该新闻的真实性产生怀100kg,1疑,并准备对该数据进行验证.他记不清引力常量的数值且手边没有可查找的资料,但他记得月球半径约为地球半径的:,地球半径为6400月球表面重力加速度约为地球表面重力加速度的/地球km,表面重力加速度约为他由上述数据经过推导分析,进一步认定10m//这是一则假新闻.请依据上述数据写出他的论证过程及结论.答案见解析解析假设为近月卫星,月球质量为其对卫星的万有引力是卫星运动的向心力,卫星质量为机,则有在月球表面:/6X
6.4X106代入数据T=2s=
6.15X103sR4X10G2A警f闹月
①=
102.5min,叫月
②即绕月球运行的卫星的最小周期为远大于报道中的
102.5min,(小时),故可判断其为假新闻.60min l由
①②可。