2018-2019學(xué)年高中物理第六章萬(wàn)有引力與航天專題課人造衛(wèi)星問題習(xí)題新人教版必修2

1、專題課人造衛(wèi)星問題 1. （多選） 人造衛(wèi)星繞地球做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，離地心越遠(yuǎn)的衛(wèi)星 （ ） A. 線速度越大 B. 角速度越小 C. 周期越大 D. 向心加速度越小 2. 2008 年 9 月 27 日 16 時(shí) 30 分左右，“神舟七號(hào)”航天員翟志剛出艙活動(dòng)，中國(guó)人實(shí) 現(xiàn)了首次太空行走. 事前采訪翟志剛時(shí)， 他說最擔(dān)心的便是永遠(yuǎn)成為太空人. 假設(shè)翟志剛出 艙后和飛船脫離，則翟志剛將 （ ） A. 做自由落體運(yùn)動(dòng) B. 做平拋運(yùn)動(dòng) C. 遠(yuǎn)離地球飛向太空 D. 繼續(xù)和飛船一起沿原軌道運(yùn)轉(zhuǎn) 3. （多選）可以發(fā)射一顆這樣的人造地球衛(wèi)星，使其圓軌道 （ ） A. 與地球表面上某一緯線 （非赤道）是

2、共面同心圓 B. 與地球表面上某一經(jīng)線所決定的圓是共面同心圓 C. 與地球表面上的赤道線是共面同心圓，且衛(wèi)星相對(duì)于地球表面是靜止的 D. 與地球表面上的赤道線是共面同心圓，但衛(wèi)星相對(duì)于地球表面是運(yùn)動(dòng)的 4. 假設(shè)地球和火星都繞太陽(yáng)做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，已知地球到太陽(yáng)的距離小于火星到太陽(yáng) 的距離，那么（ ） A. 地球公轉(zhuǎn)周期大于火星的公轉(zhuǎn)周期 B. 地球公轉(zhuǎn)的線速度小于火星公轉(zhuǎn)的線速度 C. 地球公轉(zhuǎn)的向心加速度小于火星公轉(zhuǎn)的向心加速度 D. 地球公轉(zhuǎn)的角速度大于火星公轉(zhuǎn)的角速度 5. （多選）目前我國(guó)已發(fā)射北斗導(dǎo)航地球同步衛(wèi)星十六顆， 大大提高了導(dǎo)航服務(wù)質(zhì)量. 下 列說法正確的是（ ） A. 這些

3、衛(wèi)星環(huán)繞地球運(yùn)行時(shí)可以不在同一軌道上 B. 這些衛(wèi)星的角速度相同 C. 這些衛(wèi)星的速度大小相等 D. 這些衛(wèi)星的向心加速度與靜止在赤道上物體的向心加速度大小相等 6. （多選）關(guān)于地球同步衛(wèi)星，下列說法中正確的是 （ ） A. 如果需要，衛(wèi)星可以定點(diǎn)在南京的正上方 B. 衛(wèi)星運(yùn)行的向心加速度小于地球表面的重力加速度 C. 各衛(wèi)星的角速度大小不相同 D. 各衛(wèi)星的軌道半徑大小都相等 7. 2011 年 11 月 3 日，“神舟八號(hào)”飛船與“天宮一號(hào)”目標(biāo)飛行器成功實(shí)施了首次交 會(huì)對(duì)接.任務(wù)完成后“天宮一號(hào)”經(jīng)變軌升到更高的軌道， 等待與“神舟九號(hào)”交會(huì)對(duì)接.變 軌前和變軌完成后“天宮一號(hào)”的運(yùn)行

4、軌道均可視為圓軌道，對(duì)應(yīng)的軌道半徑分別為 R、Ra, 線速度大小分別為 V1、V2.則V等于（ ） A. R F2 D.頁(yè) & （多選）2012 年 6 月 16 日 18 時(shí) 37 分，執(zhí)行我國(guó)首次載人交會(huì)對(duì)接任務(wù)的“神舟九 號(hào)”載人飛船發(fā)射升空，在距地面 343 公里的近圓軌道上，與等待已久的“天宮一號(hào)”實(shí)現(xiàn) 多次交會(huì)對(duì)接、 分離， 于 6 月 29 日 1O 時(shí)許成功返回地面， 下列關(guān)于“神舟九號(hào)”與“天宮 的說法正確的是（ ） 若知道“天宮一號(hào)”的繞行周期，再利用引力常量，就可算出地球的質(zhì)量 在對(duì)接前，“神舟九號(hào)”軌道應(yīng)稍低于“天宮一號(hào)”的軌道，然后讓“神舟九號(hào)”加 “天宮一號(hào)

5、”并與之對(duì)接 在對(duì)接前，應(yīng)讓“神舟九號(hào)”和“天宮一號(hào)”在同一軌道上繞地球做圓周運(yùn)動(dòng)，然 后讓“神舟九號(hào)”加速追上“天宮一號(hào)”并與之對(duì)接 D. “神舟九號(hào)”返回地面時(shí)應(yīng)在繞行軌道上先減速 9. 經(jīng)長(zhǎng)期觀測(cè)發(fā)現(xiàn)， 圓軌道總存在一些偏離，且周期性地每隔 天文學(xué)家認(rèn)為形成這種現(xiàn)象的原因可能是 動(dòng)軌道半徑為（ ） 10. 假設(shè)地球自轉(zhuǎn)速度達(dá)到使赤道上的物體能“飄”起來 （完全失重）.試估算一下，此 時(shí)地球上的一天等于多少小時(shí)？ （地球半徑取 6.4 x 106m, g 取 10m/s2） 11. 已知地球半徑為 R,引力常量為 G,地球同步通信衛(wèi)星周期為 T,它離地面的高度 約為地球半徑的 6 倍. 號(hào)

6、 I A. B. 速追上 C. A 行星運(yùn)行的軌道半徑為 咼，周期為 To，但其實(shí)際運(yùn)行的軌道與 LZ2 1 所示， B,則行星 B 運(yùn) to時(shí)間發(fā)生一次最大的偏離.如圖 A 行星外側(cè)還存在著一顆未知行星 B. C. D. R= R to (to To) R= to To C. A. R= （1） 求地球的質(zhì)量. （2） 若地球的質(zhì)量是某行星質(zhì)量的 16 倍， 地球的半徑是該行星半徑的 2 倍.該行星的同步衛(wèi)星距其表面的高度是其半徑的 2.5 倍，求該行星的自轉(zhuǎn)周期. 1. BCD 解析離地心遠(yuǎn)，說明繞地球做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的半徑大，則由公式期 T 越大，選項(xiàng) B、C、D 正確. 2. D 解析翟

7、志剛出艙后和飛船脫離， 則翟志剛和飛船一樣都是靠地球的引力繼續(xù)做 /GM 圓周運(yùn)動(dòng)，根據(jù) v=/7 可知他將和飛船一起沿原軌道運(yùn)轉(zhuǎn)，選項(xiàng) D 正確. 3. CD 解析發(fā)射人造地球衛(wèi)星，必須使衛(wèi)星受到的地球?qū)λ娜f(wàn)有引力提供向心力， 若其圓軌道與地球表面上某一緯線 （非赤道）是共面同心圓，則衛(wèi)星受的萬(wàn)有引力與軌道半徑 有一非零的夾角，A 項(xiàng)錯(cuò)誤；由于地球自轉(zhuǎn)，與衛(wèi)星軌道面重合的經(jīng)線不斷變化， B 項(xiàng)錯(cuò)誤; C 項(xiàng)是可以的，D 項(xiàng)也是可以的，只是衛(wèi)星不是地球同步衛(wèi)星. 正確. 5. BC 解析地球同步衛(wèi)星與地球自轉(zhuǎn)的周期相同，由 T=空=2 n :二=，可 3 GM v 知地球同步衛(wèi)星運(yùn)動(dòng)角速度相

8、同，軌道半徑相同， 線速度大小相等，一定在相同軌道上，選 2 2 4 n r 項(xiàng) A 錯(cuò)誤，BC 正確；由 a= r 3 2= 知，地球同步衛(wèi)星與靜止在赤道上物體的周期相同， 但運(yùn)行半徑不同，向心加速度不同，選項(xiàng) D 錯(cuò)誤. 6. BD 7. B 解析“天宮一號(hào)”變軌前后都是地球的衛(wèi)星，都由地球?qū)λ娜f(wàn)有引力充當(dāng)向 外，還必須知道地球的半徑 R,故 A 項(xiàng)錯(cuò)誤；在對(duì)接前，“神舟九號(hào)”的軌道應(yīng)稍低于“天 宮一號(hào)”的軌道，“神舟九號(hào)”加速后做離心運(yùn)動(dòng)，才能到達(dá)較高軌道與“天宮一號(hào)”實(shí)現(xiàn) 對(duì)接，故 B 項(xiàng)正確，C 項(xiàng)錯(cuò)誤；“神舟九號(hào)”返回地面時(shí)，應(yīng)在圓形軌道上先減速，才能做 近心運(yùn)動(dòng)，D 項(xiàng)正確.

9、9. A 解析A 行星發(fā)生最大偏離時(shí)， A B 行星與恒星在同一直線上，且位于恒星同一 一 一 2 n 2 n t oTo 側(cè)，設(shè)行星 B 的運(yùn)行周期為 T、軌道半徑為 R,則有： 10- t0= 2n，所以 T= - |0 I 10 10 GMm -R = ma= mR 2 4 n R= my2 2 -R可得, R 越大，則向心加速度 a 越小，速度 v 越小，角速度 3越小，周 4. 力由 D 解析地球和火星繞太Mm 4 n G? = m 2 則 T地，又 r地r火，貝 U v地v火.選項(xiàng) B 不正確. ,Mm 一 ,口 由GY = ma 可得 r GM a = 2,又 r地r火, r 貝

10、 U a地a 、，十“ , Mm 2 選項(xiàng) C 不正確.由 Gy = m3 r 可得3 GM F?，又 r地r火， ，要計(jì)算出地球的質(zhì)量，除 G h、T 已知 由開普勒第三定律得 R? FR T0= T2， 解得 R= RD t2 (to To) 2， A 項(xiàng)正確. GM 又 r 地火, r 可得 v ，故 B 正確. 步衛(wèi)星距其表面的高度是其半徑的 2.5 倍，求該行星的自轉(zhuǎn)周期. 10. 1.4h1 解析物體剛要“飄”起來時(shí)，還與地球相對(duì)靜止，其周期等于地球自轉(zhuǎn)周期，此時(shí)物 體只受重力作用， 物體“飄” 2 R地 起來時(shí)，軌道半徑為 R地，據(jù)萬(wàn)有引力定律有 GMm 4 n mg= = m_曰 R T 得 T= 4 n Rs 6 4n X 6.4 X 10s = 5024s = 1.4h. 10 l g 2 3 1372 n R 11- 解析(1)設(shè)地球的質(zhì)量為 M 地球同步通信衛(wèi)星的質(zhì)量為 m 地球同步通信衛(wèi)星的軌 道半徑為 r，則 r = 7R 根據(jù)萬(wàn)有引力定律和牛頓第二定律有 川 m 4 n 2 Gr-r = mrr & e 1372 n 2戊 解得 M= GT . (2)設(shè)該行星質(zhì)量為 M，半徑為 R,該行星同步衛(wèi)星質(zhì)量為