2017-2018學(xué)年高中物理教科版必修二學(xué)業(yè)分層測評人造衛(wèi)星宇宙速度版含答案

1、學(xué)業(yè)分層測評（十）（建議用時(shí)：45分鐘）1.把人造地球衛(wèi)星的運(yùn)動近似看做勻速圓周運(yùn)動，則離地球越近的衛(wèi)星（）B.萬有引力越大D.角速度越大【解析】由萬有引力提供向心力得F向=F引=GGMmmr32=mr4T=，可知離地面越近，周期越小，角速度越大，且運(yùn)動快慢與質(zhì)量無關(guān).所以衛(wèi)星離地球的遠(yuǎn)近決定運(yùn)動的快慢，與質(zhì)量無關(guān)，故AC錯誤，D正確；由于衛(wèi)星質(zhì)量m不確定，故無法比較萬有引力大小，故B錯誤.【答案】D，一1一，一，一，一12 .一探月衛(wèi)星的軌道是圓形的，且貼近月球表面，已知月球的質(zhì)量約為地球質(zhì)量的,月球半徑約為地球半徑的4,地球上的第一宇宙速度約為7.9km/s,則該探月衛(wèi)星繞月運(yùn)行的速率約為

2、（）【導(dǎo)學(xué)號：22852076】【解析】對于環(huán)繞地球或月球的人造衛(wèi)星，其所受萬有引力即為它們做圓周運(yùn)動所需的向心力，即Gmnv-,所以v=、/GM第一宇宙速度指的是最小發(fā)射速度，同時(shí)也是近rrr1地衛(wèi)星的環(huán)繞速度，對于近地衛(wèi)星來說，其軌道半徑近似等于中心天體半徑，所以、rIVfe史=、/：=：所以v月=工地=17.9km/s1.8km/s.故選B.Msr月81999【答案】B3 .如圖3-4-4所示是在同一軌道平面上的三顆不同的人造地球衛(wèi)星，關(guān)于各物理量的關(guān)系，下列說法正確的是（）A.質(zhì)量越大C.周期越大81A.0.4km/sB.1.8km/sC.11km/sD.36km/s圖3-4-4A.根

3、據(jù)v=q0F可知VAVBFBFCC.角速度COACOBCOCD.向心加速度aAaBac【解析】由題圖知三顆不同的人造地球衛(wèi)星的軌道半徑關(guān)系為rArBVBVC,A選項(xiàng)錯誤；由于三顆衛(wèi)星的質(zhì)量關(guān)系不確定，故萬有引力大小不確定,GMGM一3,所以COACOBCOC,C選項(xiàng)正確；a=y,所以aAaBac,故D選項(xiàng)錯誤.【答案】C4 .星球上的物體脫離星球引力所需的最小速度稱為該星球的第二宇宙速度.星球的第二宇宙速度v2與其第一宇宙速度vi的關(guān)系是v2=，2vi.已知某星球的半徑為r,表面的重力1加速度為地球表面重力加速度g的三，不計(jì)其他星球的影響，則該星球的第二于用速度為6()【導(dǎo)學(xué)號：2285207

4、7】A.grB.：g。小D.5r【解析】由第一宇宙速度公式可知，該星球的第一宇宙速度為VI=，W，結(jié)合v2=；2VI可得V2=y1gr,C正確.【答案】C5 .下列關(guān)于繞地球運(yùn)行的衛(wèi)星的運(yùn)動速度的說法中正確的是()可知v=GM所以B選項(xiàng)錯誤；3A.一定等于7.9km/sB.一定小于7.9km/sC.大于或等于7.9km/s,而小于11.2km/sD.只需大于7.9km/s【解析】衛(wèi)星在繞地球運(yùn)行時(shí)，萬有引力提供向心力，由此可得v=、J/，所以軌道半徑r越大，衛(wèi)星的環(huán)繞速度越小，實(shí)際的衛(wèi)星軌道半徑大于地球半徑R,所以環(huán)繞速度一定小于第一宇宙速度，即vv2v3B. viv3a2a3D. aia31

5、,故v3vi,而近地衛(wèi)星的運(yùn)行速度最大，故v2v3vi,同理，由a=r32知a3a,由a=GM口，a2&,故a2a3ai.所以B、D正確.【答案】BD8.有兩顆人造衛(wèi)星，都繞地球做勻速圓周運(yùn)動，已知它們的軌道半徑之比ri：r2=4：1,vi=7.9km/s,聯(lián)立以上各A近地衛(wèi)星B和同步衛(wèi)星C均在赤道平面上繞地心做勻速圓周運(yùn)動.設(shè)為ai、a2、a3,則（）圖3-4-5求這兩顆衛(wèi)星的:所以CO1:CO2=1:8.?.2兀/口.入,由T=得Ti：T2=8：1.【答案】(1)1：2(2)1:8(3)8：1(4)1：169 .(多選)如圖3-4-6所示，三顆人造衛(wèi)星正在圍繞地球做勻速圓周運(yùn)動，則下列有關(guān)

6、說法中正確的是()【導(dǎo)學(xué)號：22852079】A.衛(wèi)星可能的軌道為a、b、cB.衛(wèi)星可能的軌道為a、cC.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】衛(wèi)星的軌道圓心必須與地心重合，所以衛(wèi)星的可能軌道為a、c,選項(xiàng)A錯誤、B正確；同步衛(wèi)星位于赤道的上方，可能的軌道為a,選項(xiàng)C錯誤、D正確.【答案】BD10 .(多選)為紀(jì)念伽利略將望遠(yuǎn)鏡用于天文觀測400周年，2009年被定為以“探索我(1)線速度之比；(2)角速度之比；(3)周期之比；(4)向心加速度之比【導(dǎo)學(xué)號：22852078】GM(2)由Gr_2=nto2r得w由ma得a1：32=1：16.北圖3-4-6的宇宙”為主題的國

7、際天文年.我國發(fā)射的“嫦娥一號”衛(wèi)星繞月球經(jīng)過一年多的運(yùn)行，完成了既定任務(wù)，于2009年3月1日16時(shí)13分成功撞月.如圖3-4-7為“嫦娥一號”衛(wèi)星1開始進(jìn)入撞月軌道.假設(shè)衛(wèi)星繞月球做圓周運(yùn)動的軌道半徑圖3-4-7A.可以求出月球的質(zhì)量B.可以求出月球?qū)Α版隙鹨惶枴毙l(wèi)星的引力C.“嫦娥一號”衛(wèi)星在控制點(diǎn)1處應(yīng)減速D.“嫦娥一號”在地面的發(fā)射速度大于11.2km/s【解析】由G篝mR可得M=%,選項(xiàng)A正確；月球?qū)Α版隙鹨惶枴毙l(wèi)星的引力尸=GRm因不知道衛(wèi)星的質(zhì)量，故月球?qū)πl(wèi)星的引力不能求得，選項(xiàng)制點(diǎn)1減速時(shí)，萬有引力大于向心力，衛(wèi)星做向心運(yùn)動，半徑減小，進(jìn)入撞月軌道，選項(xiàng)C正確；若發(fā)射速度大于

8、11.2km/s,會脫離地球的束縛，不可能繞月球轉(zhuǎn)動，選項(xiàng)D錯誤.【答案】AC11.如圖3-4-8所示，a、b、c是在地球大氣層外圓形軌道上運(yùn)動的3顆衛(wèi)星，下列說法正確的是（）圖3-4-8A.b、c的線速度大小相等，且大于a的線速度B.b、c的向心加速度大小相等，且小于a的向心加速度C.c加速可追上同一軌道上的b,b減速可等候同一軌道上的cD.a衛(wèi)星由于某原因，軌道半徑緩慢減小，其線速度將減小【解析】因?yàn)閎、c在同一軌道上運(yùn)行，故其線速度大小、加速度大小均相等.又b、c軌道半徑大于a的軌道半徑，由v=、/詈口,vb=vcva,故A選項(xiàng)錯.由加速度a=G2Mr撞月的模擬圖，衛(wèi)星在控制點(diǎn)為R周期為

9、T,引力常量為G根據(jù)題中信息，以下說法正確的是（）B錯誤；衛(wèi)星在控2,，.一，,mv知ab=&aa,故B選項(xiàng)正確.當(dāng)c加速時(shí)，c受到的萬有引力Fmv故它將做向心運(yùn)動.所以無論如何c也追不上b,也等不到c,故C選項(xiàng)錯.對a衛(wèi)星，當(dāng)它的軌道半徑緩慢減小時(shí)，在轉(zhuǎn)動一段較短時(shí)間內(nèi),可近似認(rèn)為它的軌道半徑未變，視為穩(wěn)12.如圖3-4-9所示，A是地球同步衛(wèi)星，另一個(gè)衛(wèi)星B的圓軌道位于赤道平面內(nèi)，距(1)衛(wèi)星B的運(yùn)行周期是多少?(2)如果衛(wèi)星B的繞行方向與地球自轉(zhuǎn)方向相同，某時(shí)刻AB兩衛(wèi)星相距最近(OB、在同一直線上)，求至少再經(jīng)過多長時(shí)間，它們再一次相距最近?【導(dǎo)學(xué)號：22852080】【解析】(1)由萬有引力定律和向心力公式得2G2=m1(R+h)R+hTB)Mm爺=mg