2017_2018學(xué)年高中物理第六章萬有引力與航天第五節(jié)宇宙航行檢測(cè)新人教版.docx

第五節(jié) 宇宙航行A級(jí)抓基礎(chǔ)1關(guān)于宇宙速度的說法，正確的是()A第一宇宙速度是人造地球衛(wèi)星運(yùn)行時(shí)的最大速度B第一宇宙速度是地球同步衛(wèi)星的發(fā)射速度C人造地球衛(wèi)星運(yùn)行時(shí)的速度介于第一宇宙速度和第二宇宙速度之間D第三宇宙速度是物體逃離地球的最小速度解析：第一宇宙速度是人造衛(wèi)星的最小發(fā)射速度，同時(shí)也是人造地球衛(wèi)星的最大運(yùn)行速度，故A對(duì)，B、C錯(cuò)；第二宇宙速度是物體逃離地球的最小速度，D錯(cuò)答案：A2.如圖所示，圖中a、b、c、d四條圓軌道的圓心均在地球的自轉(zhuǎn)軸上，圖中衛(wèi)星均繞地球做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，下列判斷圖中衛(wèi)星可能的軌道正確的說法是()A只要軌道的圓心均在地球自轉(zhuǎn)軸上都是可能的軌道，圖中軌道a、b、c、d都是可能的軌道B只有軌道的圓心在地球的球心上，這些軌道才是可能的軌道，圖中軌道a、b、c均可能C只有軌道平面與地球赤道平面重合的衛(wèi)星軌道才是可能的軌道，圖中只有a軌道是可能的D只有軌道圓心在球心，且不與赤道平面重合的軌道才是可能的軌道，即圖中軌道b、c才是可能的解析：衛(wèi)星運(yùn)動(dòng)過程中的向心力由萬有引力提供，故地球必定在衛(wèi)星運(yùn)動(dòng)軌道的中心，即地心為圓周運(yùn)動(dòng)的圓心，因此軌道d是不可能的，而軌道a、b、c均是可能的軌道，故B正確答案：B3(多選)地球同步衛(wèi)星軌道必須在赤道平面上空，和地球自轉(zhuǎn)有相同的角速度，才能和地面保持相對(duì)靜止關(guān)于各國(guó)發(fā)射的地球同步衛(wèi)星，下列表述正確的是()A所受地球的萬有引力大小一定相等B離地面的高度一定相同C運(yùn)行的速度都小于7.9 km/sD都位于赤道上空的同一個(gè)點(diǎn)解析：地球同步衛(wèi)星所受的萬有引力大小FG，由于不同衛(wèi)星質(zhì)量不等，故A錯(cuò)誤；由G，得同步衛(wèi)星的周期相等，所以軌道半徑相等，離地面的高度相等，故B正確；由G得v，知軌道半徑越大，運(yùn)行的速度越小，且小于第一宇宙速度7.9 km/s，故C正確；地球同步衛(wèi)星位于赤道上空，和地球自轉(zhuǎn)有相同的角速度才能和地面保持相對(duì)靜止，地球同步衛(wèi)星都位于赤道上空的同一個(gè)圓周軌道，不能在同一個(gè)點(diǎn)上，故D錯(cuò)誤答案：BC4.如圖所示，a、b、c、d是在地球大氣層外的圓形軌道上勻速運(yùn)行的四顆人造衛(wèi)星其中a、c的軌道相交于點(diǎn)P，b、d在同一個(gè)圓軌道上某時(shí)刻b衛(wèi)星恰好處于c衛(wèi)星的正上方下列說法中正確的是()Ab、d存在相撞危險(xiǎn)Ba、c的加速度大小相等，且大于b的加速度Cb、c的角速度大小相等，且小于a的角速度Da、c的線速度大小相等，且小于d的線速度解析：b、d在同一軌道，線速度大小相等，不可能相撞，A錯(cuò)；由a向知a、c的加速度大小相等且大于b的加速度，B對(duì)；由 知，a、c的角速度大小相等，且大于b的角速度，C錯(cuò)；由v 知a、c的線速度大小相等，且大于d的線速度，D錯(cuò)答案：B5研究表明，3億年前地球自轉(zhuǎn)的周期約為22小時(shí)這表明地球的自轉(zhuǎn)在減慢，假設(shè)這種趨勢(shì)會(huì)持續(xù)下去，地球的其他條件都不變，則未來()A近地衛(wèi)星的運(yùn)行速度比現(xiàn)在的小B近地衛(wèi)星的向心加速度比現(xiàn)在的小C地球同步衛(wèi)星的線速度比現(xiàn)在的大D地球同步衛(wèi)星的向心加速度比現(xiàn)在的小解析：設(shè)衛(wèi)星的質(zhì)量為m，軌道半徑為r，地球的質(zhì)量為M，則有Gmmm2rma向，得衛(wèi)星的運(yùn)動(dòng)周期為T2 ，線速度為v ，角速度為，向心加速度a向，由題意知，近地衛(wèi)星的運(yùn)行半徑不變，所以運(yùn)行速度不變，向心加速度也不變，故A、B錯(cuò)誤；若地球自轉(zhuǎn)在減慢，則同步衛(wèi)星的周期變大，則知其軌道半徑r增大，線速度v減小，角速度減小，向心加速度a向減小，故C錯(cuò)誤，D正確答案：D6.(多選)“嫦娥二號(hào)”衛(wèi)星已成功發(fā)射，這次發(fā)射的衛(wèi)星直接進(jìn)入近地點(diǎn)高度200公里、遠(yuǎn)地點(diǎn)高度約38萬公里的地月轉(zhuǎn)移軌道后直接奔月當(dāng)衛(wèi)星到達(dá)球附近的特定位置時(shí)，衛(wèi)星就必須“急剎車”，也就是近月制動(dòng)，以確保衛(wèi)星既能被月球準(zhǔn)確捕獲，又不會(huì)撞上月球，并由此進(jìn)入近月點(diǎn)100公里、周期為12小時(shí)的橢圓軌道a.再經(jīng)過兩次軌道調(diào)整，進(jìn)入100公里的近月圓軌道b.軌道a和b相切于P點(diǎn)，如圖所示下列說法正確的是()A“嫦娥二號(hào)”衛(wèi)星的發(fā)射速度大于11.2 km/sB“嫦娥二號(hào)”衛(wèi)星的發(fā)射速度大于7.9 km/s且小于11.2 km/sC“嫦娥二號(hào)”衛(wèi)星在a、b軌道經(jīng)過P點(diǎn)的速度相同D“嫦娥二號(hào)”衛(wèi)星在a、b軌道經(jīng)過P點(diǎn)的加速度相同解析：“嫦娥二號(hào)”發(fā)射出去后繞地球沿橢圓軌道運(yùn)動(dòng)，知“嫦娥二號(hào)”的發(fā)射速度大于7.9 km/s，小于11.2 km/s，故A錯(cuò)誤，B正確；衛(wèi)星從a軌道的P點(diǎn)進(jìn)入b軌道，需減速，則在a軌道上經(jīng)過P點(diǎn)的速度大于在b軌道上經(jīng)過P點(diǎn)的速度，故C錯(cuò)誤；“嫦娥二號(hào)”衛(wèi)星在a、b軌道上經(jīng)過P點(diǎn)時(shí)所受的萬有引力大小相等，根據(jù)牛頓第二定律，知加速度相同，故D正確答案：BDB級(jí)提能力7質(zhì)量相等的甲、乙兩顆衛(wèi)星分別貼近某星球表面和地球表面圍繞其做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，已知該星球和地球的密度相同，半徑分別為R和r，則()A甲、乙兩顆衛(wèi)星的加速度之比等于RrB甲、乙兩顆衛(wèi)星所受的向心力之比等于11C甲、乙兩顆衛(wèi)星的線速度之比等于11D甲、乙兩顆衛(wèi)星的周期之比等于Rr解析：由FG和MR3可得萬有引力FGRm，又由牛頓第二定律Fma可得，A正確衛(wèi)星繞星球表面做勻速圓周運(yùn)動(dòng)時(shí)，萬有引力等于向心力，因此B錯(cuò)誤由FGRm，F(xiàn)m可得，選項(xiàng)C錯(cuò)誤由FGRm，F(xiàn)mR可知，周期之比為11，故D錯(cuò)誤答案：A8“北斗”衛(wèi)星導(dǎo)航定位系統(tǒng)由地球靜止軌道衛(wèi)星(同步衛(wèi)星)、中軌道衛(wèi)星和傾斜同步衛(wèi)星組成地球靜止軌道衛(wèi)星和中軌道衛(wèi)星都在圓軌道上運(yùn)行，它們距地面的高度分別約為地球半徑的6倍和3.4倍下列說法正確的是()A靜止軌道衛(wèi)星的周期約為中軌道衛(wèi)星的2倍B靜止軌道衛(wèi)星的線速度大小約為中軌道衛(wèi)星的2倍C靜止軌道衛(wèi)星的角速度大小約為中軌道衛(wèi)星的D靜止軌道衛(wèi)星的向心加速度大小約為中軌道衛(wèi)星的解析：由m(Rh)mm(Rh)2ma.可得：2， 0.79，0.395，故只有A正確答案：A9如圖所示，在同一軌道平面上的幾個(gè)人造地球衛(wèi)星A、B、C繞地球做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，某一時(shí)刻它們恰好在同一直線上，下列說法中正確的是()A根據(jù)v 可知，運(yùn)行速度滿足vAvBvCB運(yùn)轉(zhuǎn)角速度滿足ABCC向心加速度滿足aAaBaCD運(yùn)動(dòng)一周后，A最先回到圖示位置解析：由Gm得，v ，r大，則v小，故vAvBvC，A錯(cuò)誤；由Gm2r得，r大，則小，故ABC，B錯(cuò)誤；由Gma得，a，r大，則a小，故aAaBaC，C正確；由Gmr得，T2 ，r大， 則T大，故TATBTC，因此運(yùn)動(dòng)一周后，C最先回到圖示位置，D錯(cuò)誤答案：C10(多選)據(jù)英國(guó)衛(wèi)報(bào)網(wǎng)站報(bào)道，在太陽系之外，科學(xué)家發(fā)現(xiàn)了一顆最適宜人類居住的類地行星，繞恒星橙矮星運(yùn)行，命名為“開普勒438b”假設(shè)該行星與地球繞恒星均做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，其運(yùn)行的周期為地球運(yùn)行周期的p倍，橙矮星的質(zhì)量為太陽的q倍則該行星與地球的()A軌道半徑之比值為 B軌道半徑之比值為C線速度之比值為D線速度之比值為解析：行星公轉(zhuǎn)的向心力由萬有引力提供，根據(jù)牛頓第二定律，有：mR，解得：R，該行星與地球繞恒星均做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，其運(yùn)行的周期為地球運(yùn)行周期的p倍，橙矮星的質(zhì)量為太陽的q倍，故： ，故A正確，B錯(cuò)誤；根據(jù)v，有：，故C正確，D錯(cuò)誤答案：AC11人們認(rèn)為某些白矮星(密度較大的恒星)每秒鐘大約自轉(zhuǎn)一周(引力常量G6.671011 Nm2/kg2，地球半徑R約為6.4103 km)(1)為使其表面上的物體能夠被吸引住而不至于由于快速轉(zhuǎn)動(dòng)而被“甩”掉，它的密度至少為多少？(2)假設(shè)某白矮星的密度約為此值，且其半徑等于地球半徑，則它的第一宇宙速度約為多少？解析：(1)假設(shè)赤道上的物體剛好不被“甩”掉，則此時(shí)白矮星對(duì)物體的萬有引力恰好提供物體隨白矮星轉(zhuǎn)動(dòng)的向心力，設(shè)白矮星質(zhì)量為M，半徑為r，赤道上物體的質(zhì)量為m，則有Gmr，白矮星的質(zhì)量為M.白矮星的密度為 kg/m31.141011 kg/m3.(2)白矮星的第一宇宙速度，就是物體在萬有引力作用下沿白矮星表面繞它做勻速圓周運(yùn)動(dòng)時(shí)的速度，即Gm.白矮星的第一宇宙速度為v m/s4.02107 m/s.答案：(1)1.141011 kg/m3(2)4.02107 m/s12如圖所示，A是地球的同步衛(wèi)星，另一衛(wèi)星B的圓形軌道位于赤道平面內(nèi)，離地面的高度為h.已知地球半徑為R，地球自轉(zhuǎn)