2020-2021学年高中物理题组训练：6.5-宇宙航行(人教版必修2).docx

5 宇宙航行(时间：60分钟)题组一对三个宇宙速度的理解1下列说法正确的是()A第一宇宙速度是从地面上放射人造地球卫星的最小放射速度B第一宇宙速度是在地球表面四周环绕地球运转的卫星的最大速度C第一宇宙速度是同步卫星的环绕速度D卫星从地面放射时的放射速度越大，则卫星距离地面的高度就越大，其环绕速度则可能大于第一宇宙速度答案AB解析第一宇宙速度是人造地球卫星的最小放射速度，也是卫星绕地球运转的最大速度，离地越高，卫星绕地球运转的速度越小2下列关于绕地球运行的卫星的运动速度的说法中正确的是()A肯定等于7.9 km/sB肯定小于7.9 km/sC大于或等于7.9 km/s，而小于11.2 km/sD只需大于7.9 km/s答案B解析卫星在绕地球运行时，万有引力供应向心力，由此可得v，所以轨道半径r越大，卫星的环绕速度越小，实际的卫星轨道半径大于地球半径R，所以环绕速度肯定小于第一宇宙速度，即vr2，故“天宫一号”的运行速度较小，选项A错误；依据Gmr得T2 ，故“天宫一号”的运行周期较长，选项B正确；依据Gm2r，得，故“天宫一号”的角速度较小，选项C错误；依据Gma，得a，故“天宫一号”的加速度较小，选项D错误6火星有两颗卫星，分别是火卫一和火卫二，它们的轨道近似为圆已知火卫一的周期为7小时39分，火卫二的周期为30小时18分，则两颗卫星相比()A火卫一距火星表面较近B火卫二的角速度较大C火卫一的运动速度较大D火卫二的向心加速度较大答案AC解析由mamr得：a，v，r，则T大时，r大，a小，v小，且由知T大，小，故正确选项为A、C.7在圆轨道上质量为m的人造地球卫星，它到地面的距离等于地球的半径R，地球表面的重力加速度为g，则()A卫星运动的线速度为B卫星运动的周期为4C卫星的向心加速度为gD卫星的角速度为答案BD解析万有引力供应向心力，有Gm又g，故v，A错；T4，B对；a，C错； ，D对题组三地球同步卫星8关于我国放射的“亚洲一号”地球同步通讯卫星的说法，正确的是 ()A若其质量加倍，则轨道半径也要加倍B它在北京上空运行，故可用于我国的电视广播C它以第一宇宙速度运行D它运行的角速度与地球自转角速度相同答案D解析由Gm得r，可知轨道半径与卫星质量无关，A错；同步卫星的轨道平面必需与赤道平面重合，即在赤道上空运行，不能在北京上空运行，B错；第一宇宙速度是卫星在最低圆轨道上运行的速度，而同步卫星在高轨道上运行，其运行速度小于第一宇宙速度，C错；所谓“同步”就是卫星保持与地面赤道上某一点相对静止，所以同步卫星的角速度与地球自转角速度相同，D对9地球上相距很远的两位观看者，都发觉自己的正上方有一颗人造卫星，相对自己静止不动，则这两位观看者的位置以及两颗人造卫星到地球中心的距离可能是()A一人在南极，一人在北极，两卫星到地球中心的距离肯定相等B一人在南极，一人在北极，两卫星到地球中心的距离可以不等，但应成整数倍C两人都在赤道上，两卫星到地球中心的距离肯定相等D两人都在赤道上，两卫星到地球中心的距离可以不等，但应成整数倍答案C解析观看者看到的都是同步卫星，卫星在赤道上空，到地心的距离相等10已知地球质量为M，半径为R，自转周期为T，地球同步卫星质量为m，引力常量为G.有关同步卫星，下列表述正确的是()A卫星距地面的高度为B卫星的运行速度小于第一宇宙速度C卫星运行时受到的向心力大小为GD卫星运行的向心加速度小于地球表面的重力加速度答案BD解析依据万有引力供应向心力，Gm(HR)，卫星距地面的高度为HR，A错；依据Gm，可得卫星的运行速度v，而第一宇宙速度为，故B对；卫星运行时受到的向心力大小为F向G，C错；依据Gma向，可得卫星运行的向心加速度为a向G，而地球表面的重力加速度为gG，D对题组四综合应用11宇航员在月球上做自由落体试验，将某物体由距月球表面高h处释放，经时间t后落到月球表面(设月球半径为R)据上述信息推断，飞船在月球表面四周绕月球做匀速圆周运动所必需具有的速率为()A. B.C. D.答案B解析设月球表面的重力加速度为g，由物体“自由落体”可得hgt2，飞船在月球表面四周做匀速圆周运动可得Gm，在月球表面四周mg，联立得v，故B正确12已知地球半径为R，地球表面的重力加速度为g，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，运动轨道距离地面高度为h，求卫星的运行周期T.答案(1)v(2)T2解析(1)依据重力供应向心力可知mgm得v(2)在地表，物体受到的重力等于地球对它的引力mgG卫星绕地球做匀速圆周运动的向心力来自于地球对它的引力Gm(Rh)得T213已知地球的半径是6.4106 m，地球的自转周期是24 h，地球的质量是5.981024 kg，引力常量G6.6710 11 Nm2/kg2，若要放射一颗地球同步卫星，试求：(1)地球同步卫星的轨道半径r；(2)地球同步卫星的环绕速度v，并与第一宇宙速度比较大小关系答案(1)4.2107 m(2)3.1103 m/s小于第一宇宙速度解析(1)依据万有引力供应向心力得m2r，则r m4.2107 m(2)依据m得：v m/s3.1103 m/s3.1 km/s7.9 km/s14据报载：某国放射了一颗质量为100 kg，周期为1 h的人造环月卫星，一位同学记不住引力常量G的数值，且手边没有可查找的资料，但他记得月球半径为地球半径的，月球表面重力加速度为地球表面重力加速度的，经过推理，他认定该报道是则假新闻，试写出他的论证方案(地球半径约为6.4103 km，g地取9.8 m/s2)答案见解析解析对环月卫星，依据万有引力定律和牛顿其次定律得mr，解得T2则rR月时，T有最小值，又g月故Tmin222代入数据解得Tmin1.73 h环月卫星最小周期为1.73 h，故该报道是则假新闻