【KS5U原創(chuàng)】新課標(biāo)2021年高一物理暑假作業(yè)10《宇宙速度》

【KS5U原創(chuàng)】新課標(biāo)2021年高一物理暑假作業(yè)10《宇宙速度》學(xué)校:___________姓名：___________班級：___________考號：___________一、選擇題（本題共8道小題）1.一衛(wèi)星繞某一行星表面四周做勻速圓周運動，其線速度大小為v．假設(shè)宇航員在該行星表面上用彈簧測力計測量一質(zhì)量為m的物體重力，物體靜止時，彈簧測力計的示數(shù)為N．已知引力常量為G，則這顆行星的質(zhì)量為（）A.

B.

C.

D.2.a、b兩顆人造地球衛(wèi)星分別在如圖所示的兩個不同的軌道上運行，下列說法中正確的是(

)A．a(chǎn)衛(wèi)星的運行速度比第一宇宙速度大B．b衛(wèi)星的運行速度較小C．b衛(wèi)星的向心加速度較大D．a(chǎn)衛(wèi)星受到的向心力較大3.地球的第一宇宙速度約為8km/s，某行星的質(zhì)量是地球質(zhì)量的2倍，半徑是地球半徑的8倍，則該行星的第一宇宙速度約為A．2km/s

B．4km/s

C．16km/s

D．32km/s4..我國連續(xù)放射了多顆“北斗一號”導(dǎo)航定位衛(wèi)星.預(yù)示著我國通訊技術(shù)的不斷提高。該衛(wèi)星處于地球的同步軌道，假設(shè)衛(wèi)星質(zhì)量為m，離地高度為h.地球半徑為R，地面四周重力加速度為g，則下列不正確的是（

）A.該衛(wèi)星運行周期為24h

B.該衛(wèi)星的居處的重力加速度是C.該衛(wèi)星周期與近地衛(wèi)星周期之比是

D.該衛(wèi)生運動動能是

5.．亞洲Ⅰ號衛(wèi)星是我國放射的通訊衛(wèi)星，它是地球同步衛(wèi)星，設(shè)地球自轉(zhuǎn)角速度確定，下面關(guān)于亞洲Ⅰ號衛(wèi)星的說法正確的是（）A．它繞地球運動的角速度等于地球自轉(zhuǎn)的角速度B．它沿著與赤道成確定角度的軌道運動C．運行的軌道半徑可以有不同的取值D．假如需要可以放射到北京上空6.圖中的甲是地球赤道上的一個物體,乙是“神舟十號”宇宙飛船(周期約90min),丙是地球的同步衛(wèi)星,它們運行的軌道示意圖如圖所示,它們都繞地心做勻速圓周運動。下列有關(guān)說法中正確的是()A.它們運動的向心加速度大小關(guān)系是a乙>a丙>a甲B.它們運動的線速度大小關(guān)系是v乙<v丙<v甲C.已知甲運動的周期T甲=24h,可計算出地球的密度ρ=D.已知乙運動的周期T乙及軌道半徑r乙,可計算出地球質(zhì)量M=7.地球的第一宇宙速度約為8km/s，某行星的質(zhì)量是地球的6倍，半徑是地球的l.5倍，該行星上的第一宇宙速度約為(

)

A．2km/s

B．16km/s

C．32km/s

D．46km/s8.關(guān)于同步衛(wèi)星繞地球運行的規(guī)律有（

）A．周期等于12h

B．周期等于24hC．速度等于7．9km／s

D．速度大于7．9km／s

二、計算題（本題共3道小題）9.已知物體從地球上的逃逸速度（其次宇宙速度）v2=，其中G、ME、RE分別是引力常量、地球的質(zhì)量和半徑.已知G=6.67×10-11N·m2/kg2,c=2.9979×108m/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=1.98×1030kg，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10-27kg/m3,假如認(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？10.已知地球質(zhì)量為M，半徑為R，一質(zhì)量為m的衛(wèi)星圍繞地球運行軌道半徑為r，求：（地球質(zhì)量為M=5.89×1024kg，地球半徑為R=6.37×106m,G=6.67×10-11N.m2/kg2）(1)衛(wèi)星圍繞地球運行速度v計算式（具體過程）；(2)推導(dǎo)出第一宇宙速度的大小v1。11.在某個半徑為R=105m的行星表面，對于一個質(zhì)量m=1kg的砝碼，用彈簧秤稱量，其重力的大小G=1.6N。請計算該星球的第一宇宙速度v1是多大?(不考慮行星的自轉(zhuǎn))

試卷答案1.B解：G=mg所以g=依據(jù)萬有引力供應(yīng)向心力得：解得：M=故選B2.B3.B4.C5.A、同步衛(wèi)星是指與地球相對靜止的衛(wèi)星．這種衛(wèi)星繞地球轉(zhuǎn)動的角速度與地球自轉(zhuǎn)的角度速度相同，故A正確．B．它們只能在赤道的正上方，它若在除赤道所在平面外的任意點，假設(shè)實現(xiàn)了“同步”，那它的運動軌道所在平面與受到地球的引力就不在一個平面上，這是不行能的．所以它不行能沿著與赤道成確定角度的軌道運動，故B錯誤．C．由萬有引力供應(yīng)向心力得由于T一樣，所以半徑一樣，所以各國放射的這種衛(wèi)星軌道半徑都一樣，故C錯誤．D．它們只能在赤道的正上方，它若在除赤道所在平面外的任意點，假設(shè)實現(xiàn)了“同步”，那它的運動軌道所在平面與受到地球的引力就不在一個平面上，這是不行能的．所以不行能定點在北京正上方，故D錯誤．故選A．6.AD7.B8.B9.（1）由題目所供應(yīng)的信息可知，任何天體均存在其所對應(yīng)的逃逸速度v2=，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v2＞c,所以R＜m=2.94×103m。故最大半徑為2.94×103m.。（2）M=ρ·πR3，其中R為宇宙的半徑，ρ為宇宙的密度，則宇宙所對應(yīng)的逃逸速度為v2=，由于宇宙密度使得其逃逸速度大于光速c，即v2＞c，則R＞=4.01×1026m，合4.24×1010光年。即宇宙的半徑至少為4.24×1010光年。10.v=(GM/r)1/2

V1=7.9k