高中物理 課時(shí)跟蹤檢測(cè)（十）宇宙航行

1、學(xué)必求其心得，業(yè)必貴于專精課時(shí)跟蹤檢測(cè)(十） 宇宙航行1關(guān)于地球同步衛(wèi)星的說法正確的是(）a所有地球同步衛(wèi)星一定在赤道上空b不同的地球同步衛(wèi)星，離地高度不同c不同的地球同步衛(wèi)星的向心加速度大小不相等d所有地球同步衛(wèi)星受到的向心力大小一定相等解析：選a地球同步衛(wèi)星一定位于赤道上方，周期一定，離地面高度一定，向心加速度大小一定，所以a項(xiàng)正確，b、c項(xiàng)錯(cuò)誤;f,不同的衛(wèi)星質(zhì)量不同，其向心力也不同，d項(xiàng)錯(cuò)誤。2將地球看做質(zhì)量均勻分布的球體，在其上空有許多同步衛(wèi)星，下列說法中正確的是（）a它們的質(zhì)量可能不同b它們的角速度可能不同c它們的向心加速度可能不同d它們離地心的距離可能不同解析：選a所謂地球同步衛(wèi)

2、星，是相對(duì)地面靜止且和地球有相同周期、角速度的衛(wèi)星。同步衛(wèi)星定位于赤道的正上方，離地面的高度約為3.6104 km.因此所有同步衛(wèi)星離地心的距離均相同，向心加速度也相同。3關(guān)于環(huán)繞地球運(yùn)轉(zhuǎn)的人造地球衛(wèi)星,下列說法中正確的是（）a軌道半徑越大，速度越小，周期越長(zhǎng)b軌道半徑越大，速度越大，周期越短c軌道半徑越大，速度越大，周期越長(zhǎng)d軌道半徑越小，速度越小，周期越長(zhǎng)解析：選a地球?qū)θ嗽煨l(wèi)星的引力提供衛(wèi)星所需要的向心力，由gmmr，知v ,當(dāng)r增大時(shí),v減小。t ，當(dāng)r增大時(shí)，t增大，故a正確.4當(dāng)人造地球衛(wèi)星已進(jìn)入預(yù)定軌道后,下列說法中正確的是(）a衛(wèi)星及衛(wèi)星內(nèi)的任何物體均不受重力作用b衛(wèi)星及衛(wèi)星內(nèi)

3、的任何物體仍受重力作用，并可用彈簧測(cè)力計(jì)直接稱出物體所受重力的大小c如果衛(wèi)星自然破裂成質(zhì)量不相等的兩塊，則這兩塊仍按原來的軌道和周期運(yùn)行d如果在衛(wèi)星內(nèi)將一個(gè)物體自由釋放，則衛(wèi)星內(nèi)觀察者將可以看到物體做自由落體運(yùn)動(dòng)解析：選c衛(wèi)星在預(yù)定軌道上運(yùn)行時(shí),衛(wèi)星及衛(wèi)星內(nèi)的物體仍然受到地球?qū)λ囊ψ饔茫幱谑е貭顟B(tài) ，故a、b、d錯(cuò)誤。若衛(wèi)星自然破裂，任一部分受到地球的引力恰好提供該部分做圓周運(yùn)動(dòng)的向心力，它依舊按原來的軌道和周期運(yùn)行，故c正確。5(多選）甲、乙為兩顆地球衛(wèi)星，其中甲為地球同步衛(wèi)星，乙的運(yùn)行高度低于甲的運(yùn)行高度，兩衛(wèi)星軌道均可視為圓軌道。以下判斷正確的是()a甲的周期大于乙的周期b乙的速

4、度大于第一宇宙速度c甲的加速度小于乙的加速度d甲在運(yùn)行時(shí)能經(jīng)過北極的正上方解析：選ac衛(wèi)星圍繞地球做圓周運(yùn)動(dòng)時(shí)，由萬有引力提供向心力，即mamr，得a,t2，由題可知r甲r乙，所以a甲a乙，t甲t乙,故a、c正確；第一宇宙速度等于近地衛(wèi)星的繞行速度,也是最大的繞行速度，所以b錯(cuò)誤；同步衛(wèi)星的軌道平面在赤道的正上方，不可能經(jīng)過北極正上方，d錯(cuò)誤。6登上火星是人類的夢(mèng)想?！版隙鹬笟W陽自遠(yuǎn)透露:中國計(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6.41066。010241。51011火星3.41066。

5、410232.31011a.火星的公轉(zhuǎn)周期較小b火星做圓周運(yùn)動(dòng)的加速度較小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做圓周運(yùn)動(dòng)，萬有引力提供向心力，由mrma知，因r火r地，而，故t火t地,選項(xiàng)a錯(cuò)誤；向心加速度a，則a火a地，故選項(xiàng)b正確；地球表面的重力加速度g地，火星表面的重力加速度g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 ，v火 ，v地v火，故選項(xiàng)d錯(cuò)誤.7(多選)同步衛(wèi)星離地心的距離為r，運(yùn)行速率為v1，向心加速度為a1，地球赤道上的物體隨地球自轉(zhuǎn)的向心加速度為a2，第一宇宙速度為v2，地球的半徑為r，則下列比值正

6、確的是（)a.b.2c. d.解析：選ad由于同步衛(wèi)星與赤道上物體的角速度相等，由ar2得，選項(xiàng)a正確，b錯(cuò)誤；由gm，得v ，故，選項(xiàng)d正確，c錯(cuò)誤。8(多選)如圖1所示,a為靜止于地球赤道上的物體，b為繞地球做橢圓軌道運(yùn)行的衛(wèi)星，c為繞地球做圓周運(yùn)動(dòng)的衛(wèi)星,p為b、c兩衛(wèi)星軌道的交點(diǎn)。已知a、b、c繞地心運(yùn)動(dòng)的周期相同，相對(duì)于地心，下列說法中正確的是（）圖1a物體a和衛(wèi)星c具有相同大小的加速度b衛(wèi)星c的運(yùn)行速度大于物體a的速度c可能出現(xiàn)在每天的某一時(shí)刻衛(wèi)星b在a的正上方d衛(wèi)星b在p點(diǎn)的加速度與衛(wèi)星c在p點(diǎn)的加速度相同解析：選bcd衛(wèi)星c和物體a的周期相同，則圓周運(yùn)動(dòng)的半徑越大，線速度越大，

7、向心加速度越大,a錯(cuò)誤、b正確；衛(wèi)星b的周期和地球自轉(zhuǎn)的周期相同，故衛(wèi)星b每一天的固定時(shí)間通過地球固定點(diǎn)的正上方，c正確；由ma得不同衛(wèi)星處于同一位置時(shí)的加速度相同，d正確。9。（多選）p1、p2為相距遙遠(yuǎn)的兩顆行星,距各自表面相同高度處各有一顆衛(wèi)星s1、s2做勻速圓周運(yùn)動(dòng)。圖2中縱坐標(biāo)表示行星對(duì)周圍空間各處物體的引力產(chǎn)生的加速度a,橫坐標(biāo)表示物體到行星中心的距離r的平方，兩條曲線分別表示p1、p2周圍的a與r2的反比關(guān)系，它們左端點(diǎn)橫坐標(biāo)相同.則（)圖2ap1的平均密度比p2的大bp1的“第一宇宙速度”比p2的小cs1的向心加速度比s2的大ds1的公轉(zhuǎn)周期比s2的大解析：選ac由圖像左端點(diǎn)橫

8、坐標(biāo)相同可知,p1、p2兩行星的半徑r相等，對(duì)于兩行星的近地衛(wèi)星：gma，得行星的質(zhì)量m,由a.r2圖像可知p1的近地衛(wèi)星的向心加速度大，所以p1的質(zhì)量大，平均密度大，選項(xiàng)a正確；根據(jù)g得，行星的第一宇宙速度v ，由于p1的質(zhì)量大，所以p1的第一宇宙速度大，選項(xiàng)b錯(cuò)誤；s1、s2的軌道半徑相等，由ar2圖像可知s1的向心加速度大，選項(xiàng)c正確；根據(jù)gm2r得,衛(wèi)星的公轉(zhuǎn)周期t2 ，由于p1的質(zhì)量大，故s1的公轉(zhuǎn)周期小,選項(xiàng)d錯(cuò)誤。10. (多選)北京時(shí)間2013年6月13日13時(shí)18分，“神舟十號(hào)”飛船與“天宮一號(hào)”實(shí)施自動(dòng)交會(huì)對(duì)接。交會(huì)對(duì)接前“神舟十號(hào)”飛船先在較低的圓軌道1上運(yùn)動(dòng),在適當(dāng)位置

9、經(jīng)變軌與在圓軌道2上運(yùn)動(dòng)的“天宮一號(hào)”對(duì)接。如圖3所示，m、q兩點(diǎn)在軌道1上，p點(diǎn)在軌道2上,三點(diǎn)連線過地球球心，把飛船的加速過程簡(jiǎn)化為只做一次短時(shí)加速。則“神舟十號(hào)（）圖3a“神舟十號(hào)須在q點(diǎn)加速，才能在p點(diǎn)與“天宮一號(hào)相遇b“神舟十號(hào)”在m點(diǎn)經(jīng)一次加速，即可變軌到軌道2c“神舟十號(hào)”在m點(diǎn)變軌后的速度大于變軌前的速度d“神舟十號(hào)”變軌后運(yùn)行周期總大于變軌前的運(yùn)行周期解析：選bd衛(wèi)星做勻速圓周運(yùn)動(dòng)時(shí)，由萬有引力提供向心力，即gmm2rmr，解得v, ，t2,可知軌道半徑越大，v、都越小，只有周期變大，而“天宮一號(hào)”軌道半徑比“神舟十號(hào)大，則v、是“天宮一號(hào)”小于“神舟十號(hào)”，“天宮一號(hào)”周期

10、大，故選項(xiàng)c錯(cuò)誤，d正確.“神舟十號(hào)”在低軌道，適度加速可實(shí)現(xiàn)與“天宮一號(hào)”實(shí)現(xiàn)對(duì)接，但在q點(diǎn)加速不會(huì)在p點(diǎn)與“天宮一號(hào)”相遇，在m點(diǎn)經(jīng)一次加速，即可變軌到軌道2，故選項(xiàng)a錯(cuò)誤，b正確。11一顆人造衛(wèi)星在離地面高度等于地球半徑的圓形軌道上運(yùn)行，已知地球的第一宇宙速度為v17。9 km/s，g9.8 m/s2。(1)這顆衛(wèi)星運(yùn)行的線速度為多大？(2)它繞地球運(yùn)動(dòng)的向心加速度為多大?(3)質(zhì)量為1 kg的儀器放在衛(wèi)星內(nèi)的平臺(tái)上，儀器的重力為多大？它對(duì)平臺(tái)的壓力有多大?解析：(1）衛(wèi)星近地運(yùn)行時(shí)，有g(shù)m衛(wèi)星離地面的高度為r時(shí)，有g(shù)m由以上兩式得v2 km/s5。6 km/s。(2）衛(wèi)星離地面的高度為

11、r時(shí)，有g(shù)ma靠近地面時(shí)，有mg解得ag2。45 m/s2。（3)在衛(wèi)星內(nèi)，儀器的重力等于地球?qū)λ奈?，則gmgma12。45 n2。45 n由于衛(wèi)星內(nèi)儀器的重力完全用于提供做圓周運(yùn)動(dòng)的向心力，儀器處于完全失重狀態(tài),所以儀器對(duì)平臺(tái)的壓力為零。答案：(1）5。6 km/s（2）2。45 m/s2(3)2.45 n012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720 km，但它的密度大得驚人。若某中子星的密度為1.21017 kg/m3，半徑為10 km，那么該中子星的第一宇宙速度約為多少？(g6.671011 nm2/kg2)（結(jié)果保留兩位有效數(shù)字)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