人造衛(wèi)星宇宙速度練習(xí)卷B

1、人造衛(wèi)星、宇宙速度測驗題 B一、選擇題（每小題中至少有一個選項是正確的）圖11 .如圖1所示，a、b、c是地球大氣層外圓形軌道上運行的三顆人造地 球衛(wèi)星，a、b質(zhì)量相同，且小于 c的質(zhì)量，則（）A. b所需向心力最小B. b、c周期相等，且大于 a的周期C. b、c的向心加速度相等，且大于 a的向心加速度D. b、c的線速度大小相等，且小于 a的線速度2 .繞地球作勻速圓周運動的人造地球衛(wèi)星內(nèi)，其內(nèi)物體處于完全失重 狀態(tài)，物體（）A.不受地球引力作用C.加速度為零B.所受引力全部用來產(chǎn)生向心加速度D .物體可在飛行器懸浮1 ： 2,兩行星半徑之）3 .兩個行星各有一個衛(wèi)星繞其表面運行，已知兩個

2、衛(wèi)星的周期之比為 比為2 ： 1，則（A .兩行星密度之比為4 ： 1C.兩行星表面處重力加速度之比為B.兩行星質(zhì)量之比為16 ： 18 ： 1 D .兩衛(wèi)星的速率之比為4： 14 .地球上有兩位相距非常遠(yuǎn)的觀察者，都發(fā)現(xiàn)自己的正上方有一顆人造地球衛(wèi)星，相對自 己靜止不動，則這兩位觀察者的位置以及兩顆人造衛(wèi)星到地球中心的距離可能是（）A. 一人在南極，一人在北極，兩衛(wèi)星到地球中心的距離一定相等B. 一人在南極，一人在北極，兩衛(wèi)星到地球中心的距離可以不等，但應(yīng)成整數(shù)倍C.兩人都在赤道上，兩衛(wèi)星到地球中心的距離一定相等D.兩人都在赤道上，兩衛(wèi)星到地球中心的距離可以不等，但應(yīng)成整數(shù)倍5 .衛(wèi)星在到達

3、預(yù)定的圓周軌道之前，最后一節(jié)運載火箭仍和衛(wèi)星連接在一起，衛(wèi)星先在大氣層外某一軌道a上繞地球做勻速圓周運動， 然后啟動脫離裝置，使衛(wèi)星加速并實現(xiàn)星箭脫離，最后衛(wèi)星到達預(yù)定軌道.星箭脫離后（）A.預(yù)定軌道比某一軌道 a離地面更高，衛(wèi)星速度比脫離前大B.預(yù)定軌道比某一軌道 a離地面更低，衛(wèi)星的運動周期變小C.預(yù)定軌道比某一軌道 a離地面更高，衛(wèi)星的向心加速度變小D.衛(wèi)星和火箭仍在同一軌道上運動，衛(wèi)星的速度比火箭大6.已知萬有引力常量 G,某行星的半徑和繞該星表面運行的衛(wèi)星的周期，可以求得下面哪 些量？（）A.該行星的質(zhì)量C.該行星的同步衛(wèi)星離其表面的高度7.設(shè)地面附近重力加速度為 g 么以下說法正確

4、的是：地球半徑為B.該行星表面的重力加速度D.該行星的第一宇宙速度R0,人造地球衛(wèi)星圓形運行軌道半徑為R,那A.衛(wèi)星在軌道上向心加速度大小為 -RygR2 * 4 * *c.衛(wèi)星運行的角速度大小為 J島8.地球赤道上有一物體隨地球的自轉(zhuǎn)而做圓周運動,B.衛(wèi)星在軌道上運行速度大小為D.衛(wèi)星運行的周期為2R3R2gR所受的向心力為F1,向心加速度為a1，線速度為V1,角速度為3 1；繞地球表面附近做圓周運動的人造衛(wèi)星（高度忽略）所受的向V2F3v心力為F2,向心加速度為a2,線速度為, 向心加速度為a3,線速度為V3,角速度為 假設(shè)三者質(zhì)量相等，則角速度為3 2；地球同步衛(wèi)星所受的向心力為3；地球

5、表面重力加速度為g,第一宇宙速度為A. F1=F2>F3B . a1=a2=g > a3C. V1 = V2=V>V3B. a是地球半徑，b是同步衛(wèi)星繞地心運動的周期，c是同步衛(wèi)星的加速度C. a是赤道周長，b是地球自轉(zhuǎn)的周期，c是同步衛(wèi)星的加速度D. a是地球半徑，b是同步衛(wèi)星繞地心運動的周期，c是地球表面處的重力加速度10 .根據(jù)觀測，某行星外圍有一模糊不清的環(huán)，為了判斷該環(huán)是連續(xù)物還是衛(wèi)星群，測出了環(huán)中各層的線速度 v的大小與該層至行星中心的距離 R,則以下判斷中正確的是（）A.若v與R成正比，則環(huán)是連續(xù)物B.若v與R成反比，則環(huán)是連續(xù)物C.若v2與R反比，則環(huán)是衛(wèi)星群

6、D.若v2與R正比，則環(huán)是衛(wèi)星群二、填空題11 .某一星球的第一宇宙速度為 v,質(zhì)量為m的宇航員在這個星球表面受到的重力為G,由此可知這個星球的半徑是 。12 .某人站在星球上以速度 vi豎直上拋一物體，經(jīng)t秒后物體落回手中，已知星球半徑為 R, 現(xiàn)將此物沿星球表面平拋，要使其不再落回球，則拋出的速度至少為 。13 .天文學(xué)家根據(jù)天文觀測宣布了下列研究成果：銀河系中可能存在一個大“黑洞”，接近 “黑洞”的所有物質(zhì)，即使速度等于光速也被“黑洞”吸入，任何物體都無法離開“黑洞”。距離“黑洞” r=6.0 M012 m的星體以v=2M06 m/s的速度繞其旋轉(zhuǎn)，則“黑洞”的 質(zhì)量為。引力常量 G=6

7、.67X10-11 n m2/kg2.14 .假設(shè)站在赤道某地的人，恰能在日落后4小時的時候，恰觀察到一顆自己頭頂上空被陽光照亮的人造地球衛(wèi)星，若該衛(wèi)星是在赤道所在平面內(nèi)做勻速圓周運動，又已知地球的 同步衛(wèi)星繞地球運行的軌道半徑約為地球半徑的6.6倍，試估算此人造地球衛(wèi)星繞地球運行的周期為 So三、計算題15 .某星球上，宇航員用彈簧秤稱得質(zhì)量為m的物體重量為 F,乘宇宙飛船在靠近該星球表面空間飛行，測得環(huán)繞周期為T,試求該星球的質(zhì)量。 一組太空人乘太空穿梭機， 去修理位于離地球表面 6.5X105m的圓 形軌道上的哈勃太空望遠(yuǎn)鏡 H。機組人員使穿梭機 S進入與H相同的 軌道并關(guān)閉推動火箭，而

8、望遠(yuǎn)鏡則在穿梭機前方數(shù)公里處，如圖所示，設(shè)G為引力常數(shù)，而Me為地球質(zhì)量。（已知：地球半徑為6.4X106m）。在穿梭機內(nèi)，一質(zhì)量為 70kg的太空人的視重是多少？計算軌道上的重力加速度、速率和周期。17 .偵察衛(wèi)星在通過地球兩極上空的圓軌道上運動，它的運動軌道距地面高度為h,要使衛(wèi)星在一天的時間內(nèi)將地面上赤道各處在日照條件下的情況全都拍攝下來，衛(wèi)星在通過赤道上空時，衛(wèi)星上的攝像機至少應(yīng)拍攝地面上赤道圓周的弧長是多少？設(shè)地球的半徑為R,地面處的重力加速度為g,地球自傳的周期為 To18 .已知物體從地球上的逃逸速度(第二宇宙速度)V2= JGME ,其中G、Me、Re分別是；Re引力常量、地球

9、的質(zhì)量和半徑.已知G=6.67X 10-11 N m2/kg2,c=2.9979 X 108 m/s.求下列問題:(1)逃逸速度大于真空中光速的天體叫做黑洞，設(shè)某黑洞的質(zhì)量等于太陽的質(zhì)量M=1.98X 1030 kg,求它的可能最大半徑(這個半徑叫Schwarzchild半徑)(2)在目前天文觀測范圍內(nèi)，物質(zhì)的平均密度為10-27 kg/m3,如果認(rèn)為我們的宇宙是這樣一個均勻大球體，其密度使得它的逃逸速度大于光在真空中的速度c,因此任何物體都不能脫離宇宙，問宇宙的半徑至少多大？、選擇題1、ABD6、ABD人造衛(wèi)星、宇宙速度測驗題2、BD3、ACD4、C7、ABD8、D9、ADB參考答案5、C1

10、0、AC、填空題11、r=mv2/G12、J2VR13、3.6X1035. t三、計算題14、1.4X10415、m物體的重量等于萬有引力，設(shè)星球半徑為M/, FGMm2)r2飛船繞該星球飛行時，萬有引力提供向心力:Mm'GF-4 2 /口T4F3m'rR,得：M 4一3T16 Gm有:16、視重為0。2GM Emmv(R h)2 R hI- 2 _34_(R.h)_=5.8 X gR2mg' GM Em(Rh)2，所以g'GM E 2，得 g ' 8.2m / s2。 (R h)22 _m() (R103s 。h)mM EGF-理所以v f霽=7-17

11、、偵察衛(wèi)星繞地球做勻速圓周運動的周期設(shè)為GMmTi,則一2- r42 r 八十，m-,地面處的重力 Ti加速度為g,則GMm°=m0g,由上述兩式得R2T1= ,其中 r=h+R。R g應(yīng)拍攝赤道圓周的弧長為S=R0, s=4dT g18、(1)由題目所提供的信息可知，任何天體均存在其所對應(yīng)的逃逸速度V2=J至M ,R其中M、R為天體的質(zhì)量和半徑.對于黑洞模型來說，其逃逸速度大于真空中的光速，即V211302GM2 6.7 101.98 103>c，所以R< -2m=2.94 x 103 m。c(2.9979 10 )故最大半徑為2.94 X 103 m.o(2) M=p 4 tcR3,其中R為宇宙的半徑，p為宇宙的密度，則宇宙所對應(yīng)的逃逸速3度為V2=,：'儂,由于宇宙密度使得其逃逸速度大于光速C,即V2>C,