新课标2021年高一物理暑假作业10《宇宙速度》.docx

【KS5U原创】新课标2021年高一物理暑假作业10宇宙速度学校:_姓名：_班级：_考号：_一、选择题（本题共8道小题）1.一卫星绕某一行星表面四周做匀速圆周运动，其线速度大小为v假设宇航员在该行星表面上用弹簧测力计测量一质量为m的物体重力，物体静止时，弹簧测力计的示数为N已知引力常量为G，则这颗行星的质量为（）A. B. C. D. 2.a、b两颗人造地球卫星分别在如图所示的两个不同的轨道上运行，下列说法中正确的是( )Aa卫星的运行速度比第一宇宙速度大Bb卫星的运行速度较小Cb卫星的向心加速度较大Da卫星受到的向心力较大3.地球的第一宇宙速度约为8 km/s，某行星的质量是地球质量的2 倍，半径是地球半径的8倍，则该行星的第一宇宙速度约为A2 km/s B4 km/s C16 km/s D32 km/s4.我国连续放射了多颗“北斗一号”导航定位卫星.预示着我国通讯技术的不断提高。该卫星处于地球的同步轨道，假设卫星质量为m，离地高度为h.地球半径为R，地面四周重力加速度为g，则下列不正确的是（ ）A.该卫星运行周期为24 h B.该卫星的居处的重力加速度是C.该卫星周期与近地卫星周期之比是 D.该卫生运动动能是 5.亚洲号卫星是我国放射的通讯卫星，它是地球同步卫星，设地球自转角速度确定，下面关于亚洲号卫星的说法正确的是（）A 它绕地球运动的角速度等于地球自转的角速度B 它沿着与赤道成确定角度的轨道运动C 运行的轨道半径可以有不同的取值D 假如需要可以放射到北京上空6.图中的甲是地球赤道上的一个物体,乙是“神舟十号”宇宙飞船(周期约90min),丙是地球的同步卫星,它们运行的轨道示意图如图所示,它们都绕地心做匀速圆周运动。下列有关说法中正确的是()A.它们运动的向心加速度大小关系是a乙a丙a甲B.它们运动的线速度大小关系是v乙v丙v甲C.已知甲运动的周期T甲=24h,可计算出地球的密度=D.已知乙运动的周期T乙及轨道半径r乙,可计算出地球质量M=7.地球的第一宇宙速度约为8km/s，某行星的质量是地球的6倍，半径是地球的l.5倍，该行星上的第一宇宙速度约为( ) A2km/s B16km/s C32km/s D46km/s8.关于同步卫星绕地球运行的规律有（ ）A周期等于12 h B周期等于24 hC速度等于79 kms D速度大于79 kms二、计算题（本题共3道小题）9.已知物体从地球上的逃逸速度（其次宇宙速度）v2=，其中G、ME、RE分别是引力常量、地球的质量和半径.已知G=6.6710-11 Nm2/kg2,c=2.9979108 m/s.求下列问题：(1)逃逸速度大于真空中光速的天体叫做黑洞，设某黑洞的质量等于太阳的质量M=1.981030 kg，求它的可能最大半径（这个半径叫Schwarzchild半径）（2）在目前天文观测范围内，物质的平均密度为10-27 kg/m3,假如认为我们的宇宙是这样一个均匀大球体，其密度使得它的逃逸速度大于光在真空中的速度c,因此任何物体都不能脱离宇宙，问宇宙的半径至少多大？10.已知地球质量为M，半径为R，一质量为m的卫星围绕地球运行轨道半径为r，求：（地球质量为M=5.891024kg，地球半径为R=6.37106m,G=6.6710-11N.m2/kg2）(1)卫星围绕地球运行速度v计算式（具体过程）；(2)推导出第一宇宙速度的大小v1。11.在某个半径为R=105 m的行星表面，对于一个质量m=1kg的砝码，用弹簧秤称量，其重力的大小G=1.6 N。请计算该星球的第一宇宙速度v1是多大?(不考虑行星的自转)试卷答案1.B 解：G=mg 所以g=依据万有引力供应向心力得：解得：M= 故选B2.B3.B4.C5.A、同步卫星是指与地球相对静止的卫星这种卫星绕地球转动的角速度与地球自转的角度速度相同，故A正确B它们只能在赤道的正上方，它若在除赤道所在平面外的任意点，假设实现了“同步”，那它的运动轨道所在平面与受到地球的引力就不在一个平面上，这是不行能的所以它不行能沿着与赤道成确定角度的轨道运动，故B错误C由万有引力供应向心力得由于T一样，所以半径一样，所以各国放射的这种卫星轨道半径都一样，故C错误D它们只能在赤道的正上方，它若在除赤道所在平面外的任意点，假设实现了“同步”，那它的运动轨道所在平面与受到地球的引力就不在一个平面上，这是不行能的所以不行能定点在北京正上方，故D错误故选A6.AD7.B8.B9.（1）由题目所供应的信息可知，任何天体均存在其所对应的逃逸速度v2=，其中M、R为天体的质量和半径.对于黑洞模型来说，其逃逸速度大于真空中的光速，即v2c,所以Rm=2.94103 m。故最大半径为2.94103 m.。（2）M=R3，其中R为宇宙的半径，为宇宙的密度，则宇宙所对应的逃逸速度为v2=，由于宇宙密度使得其逃逸速度大于光速c，即v2c，则R=4.011026 m，合4.241010光年。即宇宙的半径至少为4.241010光年。10.v=(GM/r)1/2 V1=7.9km/s11.由重力和质量的关系知：G=mg所以g1.6m/s2设环绕该行星作近地飞行的卫星，其质量为m，应用牛顿其次定律有：mgm解得：v1代入数值得第一宇宙速度：v1=400m/s答：该星球的第一宇宙速度v1是400m/s