高中物理 課時(shí)跟蹤檢測(cè)（十）人造衛(wèi)星 宇宙速度 教科版

1、學(xué)必求其心得，業(yè)必貴于專(zhuān)精課時(shí)跟蹤檢測(cè)(十) 人造衛(wèi)星 宇宙速度1。 （多選)如圖1中的圓a、b、c，其圓心均位于地球的自轉(zhuǎn)軸線上，對(duì)衛(wèi)星環(huán)繞地球做勻速圓周運(yùn)動(dòng)而言，以下說(shuō)法正確的是（）圖1a衛(wèi)星的軌道可能為ab衛(wèi)星的軌道可能為bc衛(wèi)星的軌道可能為cd同步衛(wèi)星的軌道只可能為b解析：選bcd由于物體做勻速圓周運(yùn)動(dòng)時(shí)，合力一定是指向圓心的,所以地球衛(wèi)星的圓心應(yīng)與地球球心重合,a錯(cuò)誤，b、c正確。同步衛(wèi)星的軌道必須在赤道上方，選項(xiàng)d正確。2.如圖2所示，在1687年出版的自然哲學(xué)的數(shù)學(xué)原理一書(shū)中，牛頓曾設(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

2、面而成為人造衛(wèi)星了，這個(gè)足夠大的速度至少為(不計(jì)空氣阻力）()圖2a340 m/sb7.9 km/sc11.2 km/s d3.0108 m/s解析：選b當(dāng)物體的速度大到向心力恰好等于地球的萬(wàn)有引力時(shí),物體就能成為地球的衛(wèi)星而不落到地球上，這個(gè)足夠大的速度是地球的第一宇宙速度，大小是7。9 km/s，b正確.32013年6月11日17時(shí)38分，“神舟十號(hào)”飛船在酒泉衛(wèi)星發(fā)射中心發(fā)射升空，航天員王亞平進(jìn)行了首次太空授課。在飛船進(jìn)入圓形軌道環(huán)繞地球飛行時(shí)，它的線速度大?。?a等于7。9 km/sb介于7.9 km/s和11.2 km/s之間c小于7。9 km/sd介于7。9 km/s和16。7 k

3、m/s之間解析:選c衛(wèi)星在圓形軌道上運(yùn)動(dòng)的速度v .由于rr，所以v 7.9 km/s，c正確。4(多選)假如做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的人造地球衛(wèi)星的軌道半徑增大到原來(lái)的2倍后，仍做勻速圓周運(yùn)動(dòng),則下列說(shuō)法正確的是(）a根據(jù)公式vr可知衛(wèi)星運(yùn)動(dòng)的線速度增大到原來(lái)的2倍b根據(jù)公式f可知衛(wèi)星所需的向心力將減小到原來(lái)的c根據(jù)公式fg可知地球提供的向心力減小到原來(lái)的d根據(jù)上述b和c中給出的公式可知，衛(wèi)星運(yùn)行的線速度減小到原來(lái)的解析：選cd衛(wèi)星繞地球做勻速圓周運(yùn)動(dòng)時(shí)，所需向心力由萬(wàn)有引力提供，故f向gm2r，得fg,v，故v減小到原來(lái)的，減小到原來(lái)的,f減小到原來(lái)的，c、d正確.5使物體脫離星球的引力束縛，不再繞

4、星球運(yùn)行，從星球表面發(fā)射所需的最小速度稱為第二宇宙速度，星球的第二宇宙速度v2與第一宇宙速度v1的關(guān)系是v2v1。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.不計(jì)其他星球的影響，則該星球的第二宇宙速度為(）a。 b. c. d。解析：選b設(shè)某星球的質(zhì)量為m，半徑為r，繞其飛行的衛(wèi)星質(zhì)量m，由萬(wàn)有引力提供向心力得：解得：v1 又因它表面的重力加速度為地球表面重力加速度g的。得:mv2v1由解得：v2，故選b。6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)星距離地面的高度為 b衛(wèi)星的運(yùn)行速度小于第一宇宙速

5、度c衛(wèi)星運(yùn)行時(shí)受到的向心力大小為gd衛(wèi)星運(yùn)行的向心加速度大于地球表面的重力加速度解析：選b根據(jù)萬(wàn)有引力提供向心力,，rrh,解得hr，故a錯(cuò)誤；第一宇宙速度為v1 ，故b正確；衛(wèi)星運(yùn)行時(shí)受到的向心力大小是，故c錯(cuò)誤；地表重力加速度為g,衛(wèi)星運(yùn)行的向心加速度小于地球表面的重力加速度,故d錯(cuò)誤。7. （多選)2013年12月2日，肩負(fù)著“落月”和“勘察”重任的“嫦娥三號(hào)”沿地月轉(zhuǎn)移軌道直奔月球，在距月球表面100 km的p點(diǎn)進(jìn)行第一次制動(dòng)后被月球捕獲，進(jìn)入橢圓軌道繞月飛行，之后，衛(wèi)星在p點(diǎn)又經(jīng)過(guò)第二次“剎車(chē)制動(dòng)”，進(jìn)入距月球表面100 km的圓形工作軌道，繞月球做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，在經(jīng)過(guò)p點(diǎn)時(shí)會(huì)再一次

6、“剎車(chē)制動(dòng)”進(jìn)入近月點(diǎn)距月球15公里的橢圓軌道,然后擇機(jī)在近月點(diǎn)下降進(jìn)行軟著陸，如圖3所示，則下列說(shuō)法正確的是（）圖3a“嫦娥三號(hào)”在軌道上運(yùn)動(dòng)的周期最長(zhǎng)b“嫦娥三號(hào)”在軌道上運(yùn)動(dòng)的周期最長(zhǎng)c“嫦娥三號(hào)”經(jīng)過(guò)p點(diǎn)時(shí)在軌道上運(yùn)動(dòng)的線速度最大d“嫦娥三號(hào)”經(jīng)過(guò)p點(diǎn)時(shí)，在三個(gè)軌道上的加速度相等解析：選ad由于“嫦娥三號(hào)”在軌道上運(yùn)動(dòng)的半長(zhǎng)軸大于在軌道上運(yùn)動(dòng)的半徑,也大于軌道的半長(zhǎng)軸，根據(jù)開(kāi)普勒第三定律可知，“嫦娥三號(hào)”在各軌道上穩(wěn)定運(yùn)行時(shí)的周期關(guān)系為ttt，故a正確,b錯(cuò)誤?！版隙鹑?hào)”在由高軌道降到低軌道時(shí)，都要在p點(diǎn)進(jìn)行“剎車(chē)制動(dòng)”，所以經(jīng)過(guò)p點(diǎn)時(shí)，在三個(gè)軌道上的線速度關(guān)系為vvv,所以c錯(cuò)誤；

7、由于“嫦娥三號(hào)”在p點(diǎn)時(shí)的加速度只與所受到的月球引力有關(guān)，故d正確。8（多選）地球同步衛(wèi)星離地心的距離為r，運(yùn)行速度為v1，加速度為a1，地球赤道上的物體隨地球自轉(zhuǎn)的加速度為a2,第一宇宙速度為v2,地球半徑為r，則以下正確的是()a。 b.2c。 d.解析：選ad設(shè)地球的質(zhì)量為m，同步衛(wèi)星的質(zhì)量為m1，近地衛(wèi)星的質(zhì)量為m2，根據(jù)向心加速度和角速度的關(guān)系有：a112r，a222r，12故，可知選項(xiàng)a正確，b錯(cuò)誤.由萬(wàn)有引力定律得：對(duì)同步衛(wèi)星:gm1對(duì)近地衛(wèi)星：gm2由以上兩式解得：，可知選項(xiàng)d正確,c錯(cuò)誤。9（多選)據(jù)英國(guó)衛(wèi)報(bào)網(wǎng)站2015年1月6日?qǐng)?bào)道，在太陽(yáng)系之外，科學(xué)家發(fā)現(xiàn)了一顆最適宜人類(lèi)

8、居住的類(lèi)地行星，繞恒星橙矮星運(yùn)行，命名為“開(kāi)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(yáng)的q倍.則該行星與地球的(）a軌道半徑之比為 b軌道半徑之比為c線速度之比為 d線速度之比為解析：選ac行星公轉(zhuǎn)的向心力由萬(wàn)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(yáng)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。10（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4中縱坐標(biāo)表示行星

9、對(duì)周?chē)臻g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?chē)腶與r2的反比關(guān)系，它們左端點(diǎn)橫坐標(biāo)相同.則（）圖4ap1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,

10、由a。r2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。11已知地球的半徑是6。4106 m，地球的自轉(zhuǎn)周期是24 h，地球的質(zhì)量是5。981024kg，引力常量g6。671011 nm2/kg2，若要發(fā)射一顆地球同步衛(wèi)星,試求：（1)地球同步衛(wèi)星的軌道半徑r；(2)地球同步衛(wèi)星的環(huán)繞速度v。解析：（1)根據(jù)萬(wàn)有引力提供向心力得m2r，則r m4。2107 m。(2）根據(jù)m得:v m/s3。1103 m/s3.1 km/s。答案：（1）4.2107 m（2)3。1103 m/s12取地球的第一宇宙速度為7。9 km/s，地球表面的重力加速度為g10 m/s2，某行星的質(zhì)量是地球的8倍,半徑是地球的2倍，則此行星的第一宇宙速度大小為多少？一個(gè)質(zhì)量60 kg的人在該行星表面上的重力大小是多少？解析：設(shè)衛(wèi)星的質(zhì)量為m，中心天體的質(zhì)量為m，半徑為r，天體的第一宇宙速度即為衛(wèi)星繞天體表面做圓周運(yùn)動(dòng)的運(yùn)行速度，設(shè)為v.即f向f引，所以，解得v 。由題意可得m行8m地，r行2r地,由得v行2v地15.8 km/s.設(shè)人的質(zhì)量為m,當(dāng)人在一個(gè)中心天體表面上時(shí)有mgf引