2019-2020學(xué)年新教材高中物理課時(shí)跟蹤訓(xùn)練十九人造衛(wèi)星上天魯科版必修第二冊(cè)

PAGEPAGE1課時(shí)跟蹤訓(xùn)練（十九）人造衛(wèi)星上天A級(jí)—學(xué)考達(dá)標(biāo)1．(2019·聊城高一檢測(cè))如圖是某位同學(xué)設(shè)想的人造地球衛(wèi)星軌道(衛(wèi)星發(fā)動(dòng)機(jī)關(guān)閉)，其中不可能的是()解析：選D人造地球衛(wèi)星靠萬(wàn)有引力提供向心力，做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，萬(wàn)有引力的方向指向地心，所以圓周運(yùn)動(dòng)的圓心是地心，A、B、C正確，D錯(cuò)誤。本題選不可能的，故選D。2．(2018·浙江6月學(xué)考)如圖所示為1687年出版的《自然哲學(xué)的數(shù)學(xué)原理》一書(shū)中牛頓所畫(huà)草圖。他設(shè)想在高山上水平拋出物體，若速度一次比一次大，落點(diǎn)就一次比一次遠(yuǎn)。當(dāng)速度足夠大時(shí)，物體就不會(huì)落回地面，成為人造地球衛(wèi)星。若不計(jì)空氣阻力，這個(gè)速度至少為()A．7.9km/sB．8.9km/sC．11.2km/sD．16.7km/s解析：選A物體在地面附近繞地球做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的速度，即第一宇宙速度v＝7.9km/s。3．(2019·泰安高一檢測(cè))星球上的物體脫離星球引力所需的最小速度稱(chēng)為第二宇宙速度。星球的第二宇宙速度v2與第一宇宙速度v1的關(guān)系是v2＝eq\r(2)v1。已知某星球的半徑為r，它表面的重力加速度為地球表面重力加速度g的eq\f(1,6)，不計(jì)其他星球的影響，則該星球的第二宇宙速度為()A.eq\r(gr) B.eq\r(\f(1,6)gr)C.eq\r(\f(1,3)gr) D.eq\f(1,3)gr解析：選C由題意v1＝eq\r(g′r)＝eq\r(\f(1,6)gr)，v2＝eq\r(2)v1＝eq\r(\f(1,3)gr)，所以C項(xiàng)正確。4．(2019·全國(guó)卷Ⅲ)金星、地球和火星繞太陽(yáng)的公轉(zhuǎn)均可視為勻速圓周運(yùn)動(dòng)，它們的向心加速度大小分別為a金、a地、a火，它們沿軌道運(yùn)行的速率分別為v金、v地、v火。已知它們的軌道半徑R金<R地<R火，由此可以判定()A．a(chǎn)金>a地>a火 B．a(chǎn)火>a地>a金C．v地>v火>v金 D．v火>v地>v金解析：選A行星繞太陽(yáng)做圓周運(yùn)動(dòng)時(shí)，由牛頓第二定律和圓周運(yùn)動(dòng)知識(shí)：由Geq\f(Mm,R2)＝ma得向心加速度a＝eq\f(GM,R2)，由Geq\f(Mm,R2)＝meq\f(v2,R)得速度v＝eq\r(\f(GM,R))由于R金<R地<R火所以a金>a地>a火，v金>v地>v火，選項(xiàng)A正確。5.如圖所示，三顆人造衛(wèi)星正在圍繞地球做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，則下列有關(guān)說(shuō)法中正確的是()A．衛(wèi)星可能的軌道為a、b、cB．衛(wèi)星可能的軌道為a、bC．同步衛(wèi)星可能的軌道為a、cD．同步衛(wèi)星可能的軌道為a解析：選D衛(wèi)星繞地球做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的圓心必須與地心重合，所以衛(wèi)星可能的軌道為a、c，選項(xiàng)A、B錯(cuò)誤；同步衛(wèi)星位于赤道的上方，可能的軌道為a，選項(xiàng)C錯(cuò)誤、D正確。6.(2019·臨沂高一檢測(cè))2019年9月23日5時(shí)10分，我國(guó)利用一箭雙星技術(shù)發(fā)射了兩顆“北斗”導(dǎo)航衛(wèi)星，計(jì)劃到2020年左右，全面建成覆蓋全球的“北斗”衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)。如圖所示為其中的兩顆地球靜止軌道衛(wèi)星A、B，它們?cè)谕卉壍郎献鰟蛩賵A周運(yùn)動(dòng)，衛(wèi)星A的質(zhì)量大于衛(wèi)星B的質(zhì)量。下列說(shuō)法正確的是()A．它們的線(xiàn)速度大小都是7.9km/sB．它們受到的萬(wàn)有引力大小相等C．它們的向心加速度大小相等D．它們的周期不一定相等解析：選C由于F＝Geq\f(Mm,r2)，且A的質(zhì)量大于衛(wèi)星B的質(zhì)量，故FA>FB；由Geq\f(Mm,r2)＝eq\f(mv2,r)＝ma＝meq\f(4π2,T2)r，可知v＝eq\r(\f(GM,r))<eq\r(\f(GM,R))＝7.9km/s；由a＝eq\f(GM,r2)，可知兩衛(wèi)星的向心加速度大小相等；由T＝eq\r(\f(4π2r3,GM))可知兩衛(wèi)星的周期相等。綜上分析，C正確。7.如圖所示，兩質(zhì)量相等的衛(wèi)星A、B繞地球做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，用R、T、Ek、S分別表示衛(wèi)星的軌道半徑、周期、動(dòng)能、與地心連線(xiàn)在單位時(shí)間內(nèi)掃過(guò)的面積。下列關(guān)系式正確的有()A．TA<TBB．EkA>EkBC．SA＝SBD.eq\f(R\o\al(A,3),T\o\al(A,2))＝eq\f(R\o\al(B,3),T\o\al(B,2))解析：選D根據(jù)Geq\f(Mm,r2)＝meq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(2π,T)))2r知T＝eq\r(\f(4π2r3,GM))，軌道半徑越大，周期越大，所以TA>TB，故A錯(cuò)誤；由Geq\f(Mm,r2)＝eq\f(mv2,r)知：v＝eq\r(\f(GM,r))，所以vB>vA，又因?yàn)橘|(zhì)量相等，所以EkB>EkA，故B錯(cuò)誤；根據(jù)開(kāi)普勒第二定律可知，同一行星與地心連線(xiàn)在單位時(shí)間內(nèi)掃過(guò)的面積相等，所以C錯(cuò)誤；由開(kāi)普勒第三定律知，D正確。8.(2019·菏澤高一檢測(cè))如圖所示，在圓軌道上運(yùn)行的國(guó)際空間站里，一宇航員靜止(相對(duì)空間艙)“站”于艙內(nèi)朝向地球一側(cè)的“地面”上，下列說(shuō)法正確的是()A．宇航員此時(shí)處于受力平衡狀態(tài)B．空間站的運(yùn)行速度一定等于7.9km/sC．宇航員與“地面”之間無(wú)彈力作用D．若宇航員將手中一小球無(wú)初速(相對(duì)于空間艙)釋放，該小球?qū)⒙涞健暗亍泵娼馕觯哼xC宇航員靠地球的萬(wàn)有引力提供向心力，做圓周運(yùn)動(dòng)，受力不平衡，故A錯(cuò)誤。7.9km/s是第一宇宙速度，是貼著地球表面做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的速度，根據(jù)軌道半徑越大，線(xiàn)速度越小，空間站的運(yùn)行速度小于7.9km/s，故B錯(cuò)誤。宇航員處于完全失重狀態(tài)，所以對(duì)“地面”的壓力等于零，故C正確。宇航員相對(duì)于太空艙無(wú)初速釋放小球，小球受地球的萬(wàn)有引力提供向心力，做圓周運(yùn)動(dòng)，故D錯(cuò)誤。9．恒星演化發(fā)展到一定階段，可能成為恒星世界的“侏儒”——中子星，中子星的半徑很小，一般為7～20km，但它的密度大得驚人。若某中子星的密度為1.2×1017kg/m3，半徑為10km，那么該中子星的第一宇宙速度約為多少？(G＝6.67×10－11N·m2/kg解析：中子星的第一宇宙速度即為它表面衛(wèi)星的環(huán)繞速度，此時(shí)衛(wèi)星的軌道半徑可近似認(rèn)為是中子星的半徑，且中子星對(duì)衛(wèi)星的萬(wàn)有引力充當(dāng)衛(wèi)星的向心力，由Geq\f(Mm,R2)＝meq\f(v2,R)，得v＝eq\r(\f(GM,R))，又M＝ρV＝ρeq\f(4,3)πR3，解得v＝Req\r(\f(4πGρ,3))＝1×104×eq\r(\f(4×3.14×6.67×10－11×1.2×1017,3))m/s＝5.8×107m/s＝5.8×答案：5.8×104B級(jí)—選考提能10．(安徽學(xué)業(yè)水平測(cè)試)我國(guó)發(fā)射的第一艘貨運(yùn)飛船“天舟一號(hào)”與“天宮二號(hào)”空間實(shí)驗(yàn)室完成對(duì)接后，其組合體在離地面高度約為380km的軌道上繞地球飛行。已知地球同步衛(wèi)星的軌道離地面的高度約為36000km，將組合體和同步衛(wèi)星的運(yùn)動(dòng)都看成勻速圓周運(yùn)動(dòng)，則組合體的()A．線(xiàn)速度小于同步衛(wèi)星的線(xiàn)速度B．角速度小于同步衛(wèi)星的角速度C．周期小于同步衛(wèi)星的周期D．向心加速度小于同步衛(wèi)星的向心加速度解析：選C根據(jù)Geq\f(Mm,r2)＝meq\f(v2,r)可知v＝eq\r(\f(GM,r))，軌道半徑越大，線(xiàn)速度越小，故同步衛(wèi)星的線(xiàn)速度小于組合體的線(xiàn)速度，A錯(cuò)誤；根據(jù)公式Geq\f(Mm,r2)＝mω2r可知ω＝eq\r(\f(GM,r3))，軌道半徑越大，角速度越小，故同步衛(wèi)星的角速度小于組合體的角速度，B錯(cuò)誤；根據(jù)Geq\f(Mm,r2)＝meq\f(4π2,T2)r可知T＝2πeq\r(\f(r3,GM))，軌道半徑越大，周期越大，故同步衛(wèi)星的周期大于組合體的周期，C正確；根據(jù)Geq\f(Mm,r2)＝ma可得a＝eq\f(GM,r2)，軌道半徑越大，向心加速度越小，故同步衛(wèi)星的向心加速度小于組合體的向心加速度，D錯(cuò)誤。11．(2019·寧德高一檢測(cè))登上火星是人類(lèi)的夢(mèng)想?！版隙鹬浮睔W陽(yáng)自遠(yuǎn)透露：中國(guó)計(jì)劃于2020年登陸火星。地球和火星公轉(zhuǎn)視為勻速圓周運(yùn)動(dòng)，忽略行星自轉(zhuǎn)影響。根據(jù)下表，火星和地球相比()行星半徑/m質(zhì)量/kg軌道半徑/m地球6.4×1066.0×10241.5×1011火星3.4×1066.4×10232.3×1011A．火星的公轉(zhuǎn)周期較小B．火星做圓周運(yùn)動(dòng)的向心加速度較小C．火星表面的重力加速度較大D．火星的第一宇宙速度較大解析：選B火星和地球都繞太陽(yáng)做圓周運(yùn)動(dòng)，萬(wàn)有引力提供向心力，由Geq\f(Mm,r2)＝meq\f(4π2,T2)r＝ma知，因r火＞r地，而eq\f(r3,T2)＝eq\f(GM,4π2)，故T火＞T地，選項(xiàng)A錯(cuò)誤；向心加速度a＝eq\f(GM,r2)，則a火＜a地，故選項(xiàng)B正確；地球表面的重力加速度g地＝eq\f(GM地,R\o\al(2,地))，火星表面的重力加速度g火＝eq\f(GM火,R\o\al(2,火))，代入數(shù)據(jù)比較知g火＜g地，故選項(xiàng)C錯(cuò)誤；地球和火星上的第一宇宙速度：v地＝eq\r(\f(GM地,R地))，v火＝eq\r(\f(GM火,R火))，v地>v火，故選項(xiàng)D錯(cuò)誤。12．(2019·濱州高一檢測(cè))我國(guó)月球探測(cè)計(jì)劃“嫦娥工程”已經(jīng)啟動(dòng)多年，同學(xué)們也對(duì)月球有了更多的關(guān)注。有同學(xué)設(shè)計(jì)了如下問(wèn)題，請(qǐng)你解答：若用g表示月球表面的重力加速度，用R表示月球的半徑，用h表示“嫦娥一號(hào)”衛(wèi)星在環(huán)月圓軌道上離月球表面的距離。(1)試寫(xiě)出“嫦娥一號(hào)”衛(wèi)星進(jìn)入環(huán)月