2019-2020年高中物理 6.5宇宙航行課時作業(yè) 新人教版必修2基礎達標1下列說法正確的是()A第一宇宙速度是從地面上發(fā)射人造地球衛(wèi)星的最大發(fā)射速度B第一宇宙速度是在地球表面附近環(huán)繞地球運轉(zhuǎn)的衛(wèi)星的最大速度C第一宇宙速度是同步衛(wèi)星的環(huán)繞速度D衛(wèi)星從地面發(fā)射時的發(fā)射速度越大，則衛(wèi)星距離地面的高度就越大，其環(huán)繞速度則可能大于第一宇宙速度【解析】第一宇宙速度是人造地球衛(wèi)星的最小發(fā)射速度，也是衛(wèi)星繞地球運轉(zhuǎn)的最大速度，離地越高，衛(wèi)星繞地球運轉(zhuǎn)的速度越小【答案】B2下列關(guān)于繞地球運行的衛(wèi)星的運動速度的說法中正確的是()A一定等于7.9 km/sB一定小于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【解析】衛(wèi)星在繞地球運行時，萬有引力提供向心力，由此可得v，所以軌道半徑r越大，衛(wèi)星的環(huán)繞速度越小，實際的衛(wèi)星軌道半徑大于地球半徑R，所以環(huán)繞速度一定小于第一宇宙速度，即v<7.9 km/s.而C選項是發(fā)射人造地球衛(wèi)星的速度范圍【答案】B3火星有兩顆衛(wèi)星，分別是火衛(wèi)一和火衛(wèi)二，它們的軌道近似為圓已知火衛(wèi)一的周期為7小時39分，火衛(wèi)二的周期為30小時18分，則兩顆衛(wèi)星相比()A火衛(wèi)一距火星表面較遠B火衛(wèi)二的角速度較大C火衛(wèi)一的運動速度較大D火衛(wèi)二的向心加速度較大【解析】由mamr得：a，v，r，則T大時，r大，a小，v小，且由知T大，小，故正確選項為C.【答案】C4地球上相距很遠的兩位觀察者，都發(fā)現(xiàn)自己的正上方有一顆人造衛(wèi)星，相對自己靜止不動，則這兩位觀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一定相等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一定相等D兩人都在赤道上，兩衛(wèi)星到地球中心的距離可以不等，但應成整數(shù)倍【解析】觀察者看到的都是同步衛(wèi)星，衛(wèi)星在赤道上空，到地心的距離相等【答案】C5關(guān)于人造地球衛(wèi)星及其中物體的超重、失重問題，下列說法中正確的是()A在發(fā)射過程中向上加速時產(chǎn)生超重現(xiàn)象B在降落過程中向下減速時產(chǎn)生超重現(xiàn)象C進入軌道后做勻速圓周運動，產(chǎn)生失重現(xiàn)象D失重是由于地球?qū)πl(wèi)星內(nèi)物體的作用力減小而引起的【答案】ABC6在圓軌道上質(zhì)量為m的人造地球衛(wèi)星，它到地面的距離等于地球的半徑R，地球表面的重力加速度為g，則()A衛(wèi)星運動的線速度為B衛(wèi)星運動的周期為4 C衛(wèi)星的向心加速度為gD衛(wèi)星的角速度為 【解析】萬有引力提供向心力，有Gm，又g，故v，A錯；T4，B對；a，C錯；，D對【答案】BD7已知地球質(zhì)量為M，半徑為R，自轉(zhuǎn)周期為T，地球同步衛(wèi)星質(zhì)量為m，引力常量為G.有關(guān)同步衛(wèi)星，下列表述正確的是()A衛(wèi)星距地面的高度為 B衛(wèi)星的運行速度小于第一宇宙速度C衛(wèi)星運行時受到的向心力大小為GD衛(wèi)星運行的向心加速度小于地球表面的重力加速度【解析】根據(jù)萬有引力提供向心力，Gm(HR)，衛(wèi)星距地面的高度為HR，A錯；根據(jù)Gm，可得衛(wèi)星的運行速度v，而第一宇宙速度為 ，故B對；衛(wèi)星運行時受到的向心力大小為F向G，C錯；根據(jù)Gma向，可得衛(wèi)星運行的向心加速度為a向G，而地球表面的重力加速度為gG，D對【答案】BD8宇航員在月球上做自由落體實驗，將某物體由距月球表面高h處釋放，經(jīng)時間t后落到月球表面(設月球半徑為R)據(jù)上述信息推斷，飛船在月球表面附近繞月球做勻速圓周運動所必須具有的速率為()A. B.C. D.【解析】設月球表面的重力加速度為g，由物體“自由落體”可得hgt2，飛船在月球表面附近做勻速圓周運動可得Gm，在月球表面附近mg，聯(lián)立得v，故B正確【答案】B9已知地球半徑為R，地球表面的重力加速度為g，不考慮地球自轉(zhuǎn)的影響(1)推導第一宇宙速度v1的表達式；(2)若衛(wèi)星繞地球做勻速圓周運動，運行軌道距離地面高度為h，求衛(wèi)星的運行周期T.【解析】(1)設衛(wèi)星的質(zhì)量為m，地球的質(zhì)量為M，在地球表面附近滿足Gmg得GMR2g衛(wèi)星做圓周運動的向心力等于它受到的萬有引力mG式代入式，得到v1.(2)考慮式，衛(wèi)星受到的萬有引力為FG由牛頓第二定律Fm(Rh)聯(lián)立解得T .【答案】(1)v1(2) 1在軌道上運行的人造衛(wèi)星，若衛(wèi)星上的天線突然折斷，則天線將()A做自由落體運動B做平拋運動C和衛(wèi)星一起繞地球在同一軌道上運行D由于慣性沿軌道切線方向做直線運動【解析】折斷的天線由于慣性而具有衛(wèi)星原來的速度，在地球引力作用下繼續(xù)在原軌道上運行，故選C.明確折斷的天線與衛(wèi)星具有相同的運動情況和受力情況是解題的關(guān)鍵【答案】C2人造衛(wèi)星沿圓軌道環(huán)繞地球運動，因為大氣阻力的作用，其運動的高度將逐漸變化，由于高度變化很慢，在變化過程中的任一時刻，仍可認為衛(wèi)星滿足勻速圓周運動規(guī)律下述關(guān)于衛(wèi)星運動的一些物理量變化情況，正確的是()A線速度減小 B周期變大C半徑增大 D向心加速度增大【解析】此題為人造衛(wèi)星的變軌問題，當衛(wèi)星受阻力作用線速度變小時，做圓周運動所需的向心力減小，而此時由萬有引力提供的向心力大于需要的向心力，所以衛(wèi)星將做向心運動而使軌道半徑逐漸減小，而變軌后的衛(wèi)星在軌道上運行時，滿足v和T，an，所以v增大，T減小，an增大，因此正確選項應為D.【答案】D3.如圖所示，從地面上A點發(fā)射一枚遠程彈道導彈，假設導彈僅在地球引力作用下，沿ACB橢圓軌道飛行擊中地面目標B，C為軌道的遠地點，距地面高度為h.已知地球半徑為R，地球質(zhì)量為M，萬有引力常量為G，則下列結(jié)論正確的是()A導彈在C點的速度大于 B導彈在C點的速度等于 C導彈在C點的加速度等于D導彈在C點的加速度大于【解析】導彈在C點，由牛頓第二定律，加速度a，則C選項正確；若導彈在C點的速度v ，導彈將做半徑為Rh的圓周運動，若在C點的速度v> ，將做離心運動，則A、B選項錯誤【答案】C4.xx年初，我國宣布北斗導航系統(tǒng)正式商業(yè)運行北斗導航系統(tǒng)又被稱為“雙星定位系統(tǒng)”，具有導航、定位等功能“北斗”系統(tǒng)中兩顆工作衛(wèi)星均繞地心O做勻速圓周運動，軌道半徑均為r，某時刻兩顆工作衛(wèi)星分別位于軌道上的A、B兩位置(如圖所示)若衛(wèi)星均順時針運行，地球表面處的重力加速度為g，地球半徑為R(r>R)，不計衛(wèi)星間的相互作用力，則()A這兩顆衛(wèi)星的加速度大小相等，大小均為gB衛(wèi)星1由位置A運動至位置B所需的時間為 C衛(wèi)星1向后噴氣就一定能追上衛(wèi)星2D衛(wèi)星1中的儀器因不受重力而處于完全失重狀態(tài)【解析】在地面處mg，g，軌道處的加速度a，由于r>R，故A錯誤；衛(wèi)星1由位置A運動至位置B所需的時間tT，而T 2 ，所以t ，B正確；衛(wèi)星1向后噴氣加速，會變軌到高軌道，不會追上衛(wèi)星2，故C錯誤；衛(wèi)星1中的儀器處于完全失重狀態(tài)，但仍受重力作用，D錯誤【答案】B5.如圖所示有A、B兩個行星繞同一恒星O做圓周運動，運轉(zhuǎn)方向相同，A行星的周期為T1，B行星的周期為T2.在某一時刻兩行星第一次相遇(即兩行星相距最近)，則()A經(jīng)過時間tT1T2，兩行星將第二次相遇B經(jīng)過時間t ，兩行星將第二次相遇C經(jīng)過時間t，兩行星第一次相距最遠D經(jīng)過時間t，兩行星第一次相距最遠【解析】據(jù)開普勒定律k可知T2T1.以B和行星中心連線為參考系，則A相對此參考系以12為相對角速度做勻速圓周運動，到第二次相遇即A相對參考系轉(zhuǎn)過2角度，這中間經(jīng)歷的時間t而從第一次相遇到第一次相距最遠需相對參考系轉(zhuǎn)過角度，所以經(jīng)過時間t，選項B、D正確【答案】BD6由于地球在自轉(zhuǎn)，因而在發(fā)射衛(wèi)星時，利用地球的自轉(zhuǎn)，可以盡量減少發(fā)射人造衛(wèi)星時火箭所提供的能量為了盡量節(jié)約發(fā)射衛(wèi)星時需要的能量，現(xiàn)假設某火箭的發(fā)射場地就在赤道上，已知地球的半徑為R，地球自轉(zhuǎn)的周期為T，地面的重力加速度為g，衛(wèi)星的質(zhì)量為m.求：(1)由于地球的自轉(zhuǎn)，衛(wèi)星停放在赤道上的發(fā)射場時具有的初速度v0為多大(2)衛(wèi)星在離地面高度為R的圓形軌道上繞地球做勻速圓周運動，衛(wèi)星的速度v為多大【解析】(1)衛(wèi)星停放在赤道上的發(fā)射場時具有的初速度為v0RR.(2)設地球質(zhì)量為M，衛(wèi)星在離地面高度為R的軌道上運行時有Gm而對地面上質(zhì)量為m0的物體有m0gG解得v .【答案】(1)R(2)