高中物理必修二第7讲宇宙速度(中档版)学生版习题

1、第7讲宇宙速度习题第3页（共4页）一、单项选择题（共12小题；共48分）1.在2016年珠海航展上，中国航天科技集团公司五院展出了一项名为“可重复使用返回式空间环境 利用卫星（简称可重复使用返回式卫星）”项目。该卫星填补了国际无人多次使用返回技术的空 白。据设计师刘欣介绍，可重复使用返回式卫星采用类似汽车刹车系统的着陆方式，即“降落伞+气 囊”的精妙设计。降落伞相当于刹车系统，气囊则是缓冲装置，采用这种方法，可使它的着陆速 度仅为传统返回式卫星的点，着陆冲击力相当于飞机着陆时的力度。通过这种方式，可确保该卫 星重复往返天地15次以上。未来，这种卫星可能不仅仅用于空间科学实验，还将用于太空旅游

2、等多个方面，如班车一样，来回运送旅客。2017年6月28日，中国运载火箭技术研究院对外称，被业内誉为“快响动车”的长征十一号运载 火箭（简称长十一火箭）这趟“太空班车”的发车时间将在2018年4月24日左右，将专送小卫星 进入太空。中国运载火箭技术研究院相关负责人介绍说，长十一火箭是运载火箭的新生力量，它是四级固体运载火箭，主要针对太阳同步轨道单星、多星、 长十一火箭主要针对太阳同步轨道单星、多星、 卫星时要将卫星直接送入绕地球的椭圆轨道H,星座组网和补网提供快速发射服务：星座组网和补网提供快速发射服务。若某次发射 其发射速度V应满足C. 7.9 km/s < v < 11.2 k

3、m/s8. v = 7.9 km/sD. v > 11.2 km/s2,海王星的质量是地球的17倍，它的半径是地球的4倍，则绕海王星表面做圆周运动的宇宙飞船, 其运行速度是地球上第一宇宙速度的B. 4倍A. 17 倍3.物体脱离星球引力所需要的最小速度称为第二宇宙速度，第二宇宙速度次与第一宇宙速度也的 关系是力=遮火。己知某星球半径是地球半径R的：，其表而的重力加速度是地球表面重力加 速度g的g不计其他星球的影响，则该星球的第二宇宙速度为6A. /gRB.qgRC.D.】3gROO4.已知某天体的第一宇宙速度为6 km/s,则高度为该天体半径的绕该天体做匀速圆周运动的宇宙飞 船的运行速度

4、为A. 3/2 km/sB. 3 km/sC. 4V2 km/sD. 8 km/s5,关于三个宇宙速度，下列说法正确的是A.第一宇宙速度是卫星环绕行星的最小运行速度B.地球的第二宇宙速度大小为16.7 km/sC.当人造地球卫星的发射速度达到第二宇宙速度时，卫星就逃出太阳系了D.地球同步卫星在轨道上运行的速度一定小于第一宇宙速度6 .已知地球的第一宇宙速度为7.9 km/s,第二宇宙速度为11.2 km/s,下列叙述正确的是 A.第一宇宙速度是物体在地而附近绕地球做匀速圆周运动的速度B.第二宇宙速度是成为地球卫星的最小发射速度C.所有地球卫星环绕地球的运行速度介于7.9 km/s和11.2 k

5、m/s之间D.宇宙速度是相对于地面，而不是相对地心7 .一颗人造地球卫星以速度发射后，可绕地球作匀速圆周运动，若使发射速度变为2%则该卫 星可能绕地球周匀速圆周运动，周期变大；绕地球运动，轨道变为椭圆：脱离地球，称为绕太阳运动的人造卫星：挣脱太阳引力的束缚，飞到太阳系以外的宇宙A.B.C.D.8 .第二宇宙速度又叫做逃逸速度。太阳的半径为R,太阳的逃逸速度为三，其中c为光在真空中传 500播的速度。质量为m的物体与太阳中心的距离为r时，引力势能可表示为Ep = -G?,其中G 为引力常量，M为太阳的质量。假定太阳在燃料耗尽而“死亡”后，强大的引力使之收缩成半径为 r的黑洞，以致于任何物质和辐射

6、进入其中都不能逃逸，甚至光也不能逃逸。则巴应大r于A. 500B. 500夜C. 2.5 X 105D. 5.0 X 1059 .理论研究表明第二宇宙速度是第一宇宙速度的2倍。火星探测器悬停在距火星表面高度为h处 时关闭发动机，做自由落体运动，经时间t落到火星表而。已知引力常量为G,火星的半径为R。 若不考虑火星自转的影响，让探测器脱高火星飞回地球，则探测器从火星表面的起飞速度至少 为A. 7.9 km/sB. 11.2 km/sC.孚D.浮10 .使物体脱离行星的引力束缚，不再绕该行星运行，从行星表而发射所需的最小速度称为第二宇 宙速度，行星的第二宇宙速度以与第一宇宙速度也的关系是艺=夜也。

7、已知某行星的半径为 地球半径的三倍，它表面的重力加速度为地球表而重力加速度的：，不计其它行星的影响和地 球自转对其表而重力加速度的影响。已知地球的第一宇宙速度为8 km/s,则该行星的第二宇宙 速度为A. 4 km/sB. 8 km/sC. 4痣 km/sD. 8夜 km/s11 .第一宇宙速度又叫做环绕速度，第二宇宙速度又叫做逃逸速度。理论分析表明，逃逸速度是环 绕速度的倍，这个关系对其他天体也是成立的。有些恒星，在核聚变反应的燃料耗尽而“死 亡''后，强大的引力把其中的物质紧紧地压在一起，它的质量非常大，半径又非常小，以致于任 何物质和辐射进入其中都不能逃逸，甚至光也不能逃

8、逸，这种天体被称为黑洞。已知光在真空 中传播的速度为C,太阳的半径为R,太阳的逃逸速度为三。假定太阳能够收缩成半径为r的 500黑洞，且认为质量不变，则色应大于rA. 250B. 500C. 2.5 X 105D. 5.0 X 10512 .某行星的质量是地球的6倍、半径是地球的1.5倍，地球的第一宇宙速度约为8 km/s,则该行 星的第一宇宙速度约为A. 4 km/sB. 16 km/sC. 32 km/sD. 48 km/s二、填空题（共3小题；共12分）13 .发射人造地球卫星的最小速度是，在轨运行的人造地球卫星中最快的速度是， 14.第一宇宙速度廿=,第二宇宙速度廿=,第三宇宙速度廿=

9、o15 .宇航员在月球上做自由落体实验，将某物体由距月球表而高人处释放，经时间t后落到月球表 而（设月球半径为夫）。据上述信息推断，飞船在月球表而附近绕月球做匀速圆周运动所必须 具有的速率为 o三、解答题（共4小题；共40分）16 .已知地球的半径是R = 6400 km,地球表面处的重力加速度g = 9.8 m/s2,地球自转的周期为7. 由已知条件计算下面物理量：取71= 1.41（1）求地球表面发射卫星的第一宇宙速度（保留三位有效数字）（2）求同步地球卫星离地面的高度（用g、R、7表示）（3）已知地球周围从距离球心r的位置到无穷远的过程中，物体克服地球引力做功的公式为W =,并且物体克服

10、地球引力恰好脱离地球的发射速度叫做第二宇宙速度，试计算第二 r宇宙速度（保留三位有效数字）。17 .宇航员站在一星球表面上的某高处，沿水平方向抛出一个小球。经过时间t,小球落到星球表而, 测得抛出点与落地点之间的距离为L若抛出时的初速增大到2倍，则抛出点与落地点之间的距 离为第L。已知两落地点在同一水平而上，该星球的半径为8万有引力常数为G.若在该星球 上发射卫星，求卫星的第一宇宙速度。18 .地球周围形成引力场，在场中的物体具有引力势能，若规定两质点相距无限远时引力势能为零, 则质量分别为M、m的两个质点相距为r时的引力势能Ep = -学，式中G为引力常量。（1）根据以上信息可得到地球第二宇宙速度火与第一宇宙速度也关系是% = 61，试推导 之：（2）若地球半径R,求在地球表面以第一宇宙速度竖直向上发射的物体能上升的最大高度（不 考虑空气阻力作用）。19 .牛顿发现的万有引力定律是17世纪自然科学最伟大的成果之一。万有引力定律在应用中取得了 辉煌的成就。应用万有引力定律