2020-2021学年人教版高中物理必修2-第6章-第5节--宇宙航行课时练案.docx

第5节 宇宙航行题组1 人造卫星（时间：10分钟 分值：20分）1.4分（多选）关于人造地球卫星及其中物体的超重、失重问题，下列说法中正确的是（ ）A.在放射过程中向上加速时，产生超重现象B.在降落过程中向下减速时，产生超重现象C.进入轨道做匀速圆周运动时，产生失重现象D.失重是由于地球对卫星内物体的作用力减小而引起的2.4分（单选）假如一做圆周运动的人造地球卫星的轨道半径增大到原来的2倍，仍做圆周运动，则下列说法正确的是（ ）依据公式，可知卫星运动的线速度将增大到原来的2倍依据公式，可知卫星所需的向心力将减小到原来的依据公式，可知地球供应的向心力将减小到原来的依据上述和给出的公式，可知卫星运动的线速度将减小到原来的A. B. C. D.图6-5-13.4分（2021广东高考单选）如图6-5-1，甲、乙两颗卫星以相同的轨道半径分别绕质量为和2的行星做匀速圆周运动。下列说法正确的是（ ）A.甲的向心加速度比乙的小B.甲的运行周期比乙的小C.甲的角速度比乙的大D.甲的线速度比乙的大图6-5-24.4分（多选）“天宫一号”是我国第一个目标飞行器，于2011年9月29日21时16分3秒在酒泉卫星放射中心放射，随后放射的“神舟八号”无人飞船与它成功对接。它们的运行轨迹如图6-5-2所示，假设“天宫一号”绕地球做圆周运动的轨道半径为，周期为，引力常量为，则以下说法正确的是（ ）A.依据题中条件可以计算出地球的质量B.依据题中条件可以计算出地球对“天宫一号”的引力大小C.在近地点处，“神舟八号”的速度比“天宫一号”的大D.要实现“神舟八号”与“天宫一号”在近地点处平安对接，需在靠近处制动减速5.4分（2022上海高考）人造地球卫星做半径为，线速度大小为的匀速圆周运动。当其角速度变为原来的后，运动半径为 ，线速度大小为 。题组2 三个宇宙速度（时间：10分钟 分值：18分）6.4分（多选）关于第一宇宙速度，下列说法中正确的是（ ）A.它是人造地球卫星绕地球运行的最小速度B.它是人造地球卫星在近地圆轨道上的绕行速度C.它是能使卫星进入近地圆轨道的最小放射速度D.它是卫星在椭圆轨道上运行时近地点的速度7.4分（单选）星球上的物体脱离星球引力所需的最小速度称为其次宇宙速度。星球的其次宇宙速度与第一宇宙速度的关系是。已知某星球的半径为，它表面的重力加速度为地球表面重力加速度的。不计其他星球的影响，则该星球的其次宇宙速度为（ ）A. B. C. D.8.10分已知地球的半径为，地球表面的重力加速度为，不考虑地球自转的影响。（1）推导第一宇宙速度的表达式；（2）若卫星绕地球做匀速圆周运动，运行轨道距离地面的高度为，求卫星的运行周期。题组3 综合拓展提升（时间：15分钟 分值：28分）9.4分（单选）在地球（看成质量均匀分布的球体）上空有很多同步卫星，下列说法中正确的是（ ）A.它们的质量可能不同B.它们的速率可能不同C.它们的加速度大小可能不同D.它们离地心的距离可能不同10.4分（多选）地球同步卫星到地心的距离可由求出。已知式中的单位是,的单位是,的单位是，则（ ）A.是地球半径，是地球自转的周期，是地球表面处的重力加速度B.是地球半径，是同步卫星绕地心运动的周期，是同步卫星的加速度C.是赤道周长，是地球的自转周期，是同步卫星的加速度D.是地球半径，是同步卫星绕地心运动的周期，是地球表面处的重力加速度11.4分（单选）北斗卫星导航系统是我国自行研制开发的三维卫星定位与通信系统，它包括5颗同步卫星和30颗非静止轨道卫星，其中还有备用卫星在各自轨道上做匀速圆周运动。设地球的半径为，同步卫星的轨道半径约为。假如某一备用卫星的运行周期约为地球自转周期的，则该备用卫星离地球表面的高度约为（ ）A.0.65B.1.65C.2.3D.3.312.4分（2021四川高考改编单选）迄今发觉的二百余颗太阳系外行星大多不适宜人类居住,绕恒星“Gliese581”运行的行星“Gliese581c”却很值得我们期盼.该行星的温度在0 到40 之间、质量是地球的6倍、直径是地球的1.5倍、公转周期为13个地球日.“Gliese581”的质量是太阳质量的0.31.设该行星与地球均视为质量分布均匀的球体，绕其中心天体做匀速圆周运动,则( )A.在该行星和地球上放射卫星的第一宇宙速度相同B.假如人到了该行星,其体重是地球上的2倍C.该行星与“Gliese581”的距离是日地距离的D.假如人到了该行星，其体重是地球上的13.12分一颗人造卫星在离地面高度等于地球半径的圆形轨道上运行，已知地球的第一宇宙速度为7.9 km/s，求：（1）这颗卫星运行的线速度为多大？（2）它绕地球运动的向心加速度为多大？（3）质量为1 kg的仪器放在卫星内的平台上，仪器受到的重力为多大？它对平台的压力有多大？参考答案1.ABC 解析：超重、失重是从重力和弹力的大小关系而定义的，当向上加速时超重，向下减速时（加速度方向向上）也超重，故选项A、B正确；卫星做匀速圆周运动时，万有引力（或重力）完全供应向心力，使卫星及卫星内的物体产生向心加速度，并处于完全失重状态，故选项C正确，选项D错误。2.D 解析：人造卫星绕地球做匀速圆周运动的向心力由地球对卫星的万有引力供应，由知轨道半径增大到原来的2倍，地球供应的向心力等于卫星所需的向心力，将变为原来的，错误，正确；由得知增加到原来的2倍时，速度变为原来的，错误，正确。故选项D正确。3.A 解析：依据得，故甲卫星的向心加速度小，选项A正确；依据得2,故甲的运行周期大，选项B错误；依据,得，故甲运行的角速度小，选项C错误；依据,得，故甲运行的线速度小，选项D错误。4.ACD 解析：地球对“天宫一号”的万有引力供应向心力，得，选项A正确；由于“天宫一号”的质量未知，不能求出地球对“天宫一号”的引力大小，选项B错误；在点“神舟八号”的速度比“天宫一号”的大，要实现平安对接（两者的速度相等），需对“神舟八号”制动减速，选项C、D正确。5.2 解析：依据,，整理得;由得2。6.BC 解析：第一宇宙速度是卫星的最小放射速度，也是卫星环绕地球做圆周运动的最大绕行速度，选项A错误，选项B、C正确；卫星沿椭圆轨道运行时，在近地点做离心运动，说明近地点的速度大于第一宇宙速度，选项D错误。7.C 解析：在星球表面四周，有，所以该星球的第一宇宙速度。又，得，故选项C正确。 （2） 解析：（1）设卫星的质量为，地球的质量为，地球表面处物体的质量为。在地球表面四周满足则卫星受到的万有引力供应其做圆周运动的向心力，则将式代入式，得。（2）结合式卫星受到的万有引力为由万有引力供应向心力得联立两式，解得。9.A 解析：卫星所受的万有引力供应向心力，同步卫星的周期24 h，由 知，也为定值，即离地心的距离相同。又由可看出速率也为定值。卫星的加速度大小为，由于为定值，故加速度大小也为定值。10.AD 解析：由万有引力供应地球同步卫星的向心力，可得,故。式中为地球的质量，为同步卫星绕地心运动的周期，亦是地球自转的周期。对地面上的物体，有故。其中为地球表面的重力加速度，为地球的半径。由式得。11.A 解析：设备用卫星离地面的高度为，卫星做圆周运动的向心力由万有引力供应。联立两式解得。12.B 解析：由题意知，行星、地球的质量之比,半径之比，公转周期之比，中心天体质量之比。依据，得第一宇宙速度之比 ,选项A错误；依据,得到人的体重之比，选项B正确，选项D错误；依据,得与中心天体的距离之比,选项C错误。13.（1）5.6 km/s （2）2.45 （3）2.45 N 0解析：（1）卫星近地运行时，有卫星离地面的高度为时，有由以上两式得 km/s5.6 km/s。（2）卫星离地面的高度为时，有靠近地面时，有解得2.45 。（3）在卫星内，仪器的重力等于地球对它的万有引力，则12.45 N=2.45 N由于卫星内仪器的重力完全用于供应其做圆周运动的向心力，仪器处于完全失重状态，所以仪器对平台的压力为0。