行星與人造衛(wèi)星.doc

1、萬有引力一、單一選擇題： 每題 4 分，共 60 分( C ) 1.克卜勒行星運動定律由誰做出合理解釋？(A) 第谷(B) 哥白尼(C)牛頓(D)法拉第( C ) 2.如右圖所示，若有一行星繞著恆星S 作橢圓軌道運動，若 SD 8 SA ，根據(jù)克卜勒行星第二運動定律，行星在A 與 D 處的速率比為(A) 1：1(B) 1：8(C) 8：1(D) 64：1(D)3.承上題，行星在 A 與 D 處的加速度大小比為(A) 1 ：1(B) 1：8(C) 8：1 (D) 64： 1(D)4.若某一小行星繞太陽的軌道半徑為地球的9 倍，根據(jù)克卜勒行星第三運動定律，則小行星繞太陽的週期為地球的幾倍？(A)

2、1 (B) 3(C) 9(D) 27(B)5.承上題，小行星繞太陽的速率為地球的幾倍？(A) 1 (B) 13(C) 19(D) 127(A)6.如右圖， a、b、c 是地球大氣層外圓形軌道的三顆人造衛(wèi)星，a、b 質(zhì)量相同且大於 c 的質(zhì)量，則三顆人造衛(wèi)星所受向心力大小關(guān)係為何？(A) abc (B) abc(C) abc(D) a b c(C)7.承第 6 題，三顆人造衛(wèi)星的加速度大小關(guān)係為何？(A) abc (B) abc(C) abc(D) a b c(C)8.承第 6 題，三顆人造衛(wèi)星的切線速度大小關(guān)係為何？(A) a b c(B) a b c(C) a b c (D) abc(C)9

3、.承第 6 題，三顆人造衛(wèi)星的週期關(guān)係為何？(A) abc(B) abc(C) abc(D) abc(D)10.洲際通訊衛(wèi)星繞地球赤道運轉(zhuǎn)，其週期與地球自轉(zhuǎn)相同，此種衛(wèi)星稱為同步衛(wèi)星。相對地，由地面看此衛(wèi)星好像是懸在高空中靜止不動。下列有關(guān)同步衛(wèi)星的敘述，何者正確？ (A) 它的位置太高，不受地球引力的作用，所以它能在高空中靜止不動(B)它所受的太陽引力恰等於地球?qū)λ囊?C)它所受的月亮引力恰等於地球?qū)λ囊?(D)它所受的地球引力恰等於它繞地球作等速圓周運動所需的向心力(A)11.承上題，如萬有引力常數(shù)為G，地球質(zhì)量為 M ，又自轉(zhuǎn)週期為 T，則同步衛(wèi)星距離地GMT21GMT22GMT

4、1GMT2心的距離為 (A) (42) 3(B) (42) 3(C) ( 4 2) 3(D) (4 2)( C ) 12. 在大氣中飛行的民航飛機，與在太空中沿圓形軌道運行的人造衛(wèi)星，都受到地球重力的作用。下列有關(guān)民航飛機與人造衛(wèi)星的敘述，何者正確？(A) 飛機在空中飛行時，機上乘客受到的地球重力為零 (B)人造衛(wèi)星內(nèi)的裝備受到的地球重力為零，因此是處於無重量的狀態(tài) (C)人造衛(wèi)星在圓形軌道上等速率前進時，可以不須耗用燃料提供前行的動力 (D) 飛機在空中等速率飛行時，若飛行高度不變，則不須耗用燃料提供飛行的動力( B ) 13. 我國在 2004 年 5 月發(fā)射的福（華）衛(wèi)二號人造衛(wèi)星，屬低

5、軌道衛(wèi)星，每日繞地球運行十多圈，兩次經(jīng)過臺灣海峽上空。下列有關(guān)該衛(wèi)星在軌道運行的敘述，何者錯誤？高中基礎物理 (二 )AA 121(A) 該衛(wèi)星繞地球轉(zhuǎn)速比地球自轉(zhuǎn)快(B)該衛(wèi)星利用太陽能繞地球運行 ，與地心引力無關(guān) (C)由於低軌道運行，該衛(wèi)星可能受有空氣阻力的作用 (D) 運行多年後，該衛(wèi)星的軌道有可能愈來愈接近地面(D)14.關(guān)於地球的同步衛(wèi)星敘述 ，下列何者正確？(A) 可以用來作為氣象衛(wèi)星(B) 繞一週的時間為 365 天 (C)靜止在天空不繞地球運轉(zhuǎn)(D) 繞地球一圈等於地球自轉(zhuǎn)週期(C)15.下列有關(guān)於人造衛(wèi)星的說法，何者正確？(A) 人造衛(wèi)星繞地球的半徑比地球半徑大，所以人造衛(wèi)

6、星環(huán)繞地球的週期也必定大於地球自轉(zhuǎn)週期(B) 人造衛(wèi)星至特定軌道運轉(zhuǎn)後，仍需提供衛(wèi)星必要的動力以避免衛(wèi)星受到地球萬有引力而墜落（忽略阻力）(C)不論人造衛(wèi)星的質(zhì)量大小，同一軌道上旋轉(zhuǎn)的各個衛(wèi)星必有相同的旋轉(zhuǎn)速率，所以不會相撞 (D) 同步衛(wèi)星的軌道面可以任意(E)全球定位系統(tǒng)（ GPS）是利用 24 枚同步衛(wèi)星所構(gòu)成二、多重選擇題： 每題 5 分（每答錯一選項倒扣 1/5 題分），共 25 分( BD) 1.若人造衛(wèi)星繞地球做等速圓周運動 ，則下列敘述何者正確？(A) 人造衛(wèi)星受到兩個力量的作用，即萬有引力與向心力(B) 人造衛(wèi)星內(nèi)呈現(xiàn)失重狀態(tài)(C)因為人造衛(wèi)星繞地球做等速圓周運動 ，所以人造

7、衛(wèi)星所受到的合力為零(D) 人造衛(wèi)星所受的力僅能使人造衛(wèi)星改變運動方向(E)人造衛(wèi)星所受的力僅能使人造衛(wèi)星改變運動速率( ACE) 2.下列有關(guān)地球的同步衛(wèi)星之敘述 ，何者正確？(A) 同步衛(wèi)星之週期與地球自轉(zhuǎn)週期相同 (B) 某衛(wèi)星由地面上看來向東方急行，所以其週期大於同步衛(wèi)星週期(C)軌道半徑愈大之衛(wèi)星其軌道速率愈小(D) 在同一軌道之上兩人造衛(wèi)星質(zhì)量必須一樣才不會相撞 (E)同步衛(wèi)星必位於赤道面上( ABC) 3.下列五項有關(guān)圓周運動的敘述，請選出三項正確的敘述：(A) 要使物體做圓周運動，需要向心力的作用，向心力的方向指向圓心(B)當向心力消失時，做圓周運動的物體會沿切線方向飛出去(C

8、)人造衛(wèi)星繞地球運行時，主要是靠地球引力作為向心力(D)人造衛(wèi)星在不同的軌道上，雖然距地球的高度不同，但運行的速度之大小卻相同(E)物體做圓周運動時，軌道半徑愈大，所需的向心力愈大( BCD) 4.若人造衛(wèi)星繞地球 S 運行之軌道如右圖，則下列敘述何者正確？（A 、D 為橢圓軌道上長軸之兩端點， B、 C 為短軸之兩端點）(A) A 點之向心加速度為零(B) D 點之向心加速度最小(C) B 點之切線加速度在減慢速率(D) 在 B、 C 二點，地球之向心加速度大小相同(E)在運行軌道上，地球在任意點之速率皆不同( AD) 5.人造衛(wèi)星繞地球運轉(zhuǎn)所需的力 ，與下列何種作用力的性質(zhì)相同？(A) 使

9、蘋果落地之力(B)汽車煞車時所需之力(C)電子繞原子核運轉(zhuǎn)所需的力(D) 行星繞太陽運轉(zhuǎn)所需的作用力 (E)兩異性磁極 N、S 間的相吸之力三、非選擇題：第 1 題 8 分，第 2 題 7 分，共 15 分1. 在距地表上空一個地球半徑的高度處，有質(zhì)量400 公斤的人造衛(wèi)星，請問衛(wèi)星受到地球引力為公斤重。答： 1002. 某衛(wèi)星繞木星運轉(zhuǎn)，若軌道的半徑為 R，週期為 T，則木星的質(zhì)量為何？42R3答：2GT高中基礎物理 (二 )AA 122詳解一、單一選擇題：33T1R1R1R234.解析克卜勒行星第三運動定律：T12 T22T2 (R2)2275.解析圓周運動： v2 RRT T6.解析 F

10、GMmm FaFbFc2r2 ，又 ma mb mc 且 rarbrcr7.解析 FGMmmaaGM1且 rr r a a ar2r2r2abcabcGMmv2218.解析 Fr2m rrvGM 定值vr，又 ra rb rcva vbvc9.解析 T2R3，又 rarb rcTa TbTc10.解析同步衛(wèi)星作等速圓周運動，法線方向合力（地球?qū)λ囊Γ┨峁┊斪飨蛐牧?。GMm2r24GMT111.解析設同步衛(wèi)星距地心距離為r，則r2mT2r(42) 312.解析 (A) 飛機在空中飛行時，乘客仍然受地球重力作用； (B) 人造衛(wèi)星內(nèi)的裝備，仍然受地球重力作用，跟隨衛(wèi)星繞地心運行； (C)人造衛(wèi)

11、星在圓形軌道上等速率前進時，依賴重力作用連續(xù)改變方向，因在太空中，空氣阻力不計，故不須耗用燃料提供前行的動力； (D)飛機在空中等速率飛行時，由於空氣阻力的作用，因此必須消耗燃料以提供飛行的動力。13.解析 (A) 福（華）衛(wèi)二號人造衛(wèi)星，每日繞地球運行十多圈，而地球的自轉(zhuǎn)每日才旋轉(zhuǎn)一圈，可知福（華）衛(wèi)二號人造衛(wèi)星繞地球轉(zhuǎn)速比地球自轉(zhuǎn)快； (B) 衛(wèi)星主要利用地心引力提供所需的向心力來繞地球運行，而非太陽能； (C)在低軌道運行的人造衛(wèi)星，在軌道處仍有稀薄空氣存在，人造衛(wèi)星運行時會與空氣碰撞，所以該衛(wèi)星受有空氣阻力的作用； (D)衛(wèi)星受有空氣阻力的作用，將使衛(wèi)星的動能轉(zhuǎn)成熱能，無法維持衛(wèi)星在軌道所需的能量，因此衛(wèi)星將受地心引力的吸引而逐漸接近地面。14.解析同步衛(wèi)星固定在地球上方某一位置，因此其週期等於地球自轉(zhuǎn)週期。二、多重選擇題：2.解析 (A) T 同步衛(wèi)星 T 自轉(zhuǎn) (地球 )；(B) T 衛(wèi)星 T 同步衛(wèi)星 ； (C) vGM1， rv；rr(D) v GM與人造衛(wèi)星質(zhì)量無關(guān)，不會相撞。rGMmv2GM3.解析 (D)(E) F r2m r ，vr ， r 大 v 小， r大 F小。4.解析 (A) A 、D 兩點只有向心加速度 a ，切線加速度