物理必修ⅱ粤教版 第3章3.3飞向太空练习

1、3.3 飞向太空建议用时实际用时满分实际得分45分钟100分 一、选择题（本题包括10小题，每小题给出的四个选项中，有的只有一个选项正确，有的有两个选项正确，全部选对的得5分，选对但不全的得3分，有选错或不选的得0分，共50分）1. 在轨道上运行的人造地球卫星的天线突然折断，天线将（）.做自由落体运动.做平抛运动.沿原轨道的切线运动.相对卫星静止，和卫星一起在原轨道上绕地球运动2. 某一颗人造同步卫星距地面高度为，设地球半径为，自转周期为，地面处的重力加速度为，则该同步卫星线速度的大小为（）. 3. 发射地球同步卫星时，先将卫星发射至近地圆轨道1，然后经点火，使其沿椭圆轨道2运行，最后再次点火

2、，将卫星送入同步圆轨道3轨道1、2相切于点，轨道2、3相切于 点，如图所示则当卫星分别在1、2、3轨道上正常运行时，以下说法正确的是（）.卫星在轨道上的速率大于在轨道上的速率.卫星在轨道上的角速度小于在轨道1上的角速度.卫星在轨道上经过 点时的加速度大于它在轨道2上经过 点时的加速度.卫星在轨道上经过 点时的加速度等于它在轨道3上经过 点时的加速度4. 人造卫星由于受大气阻力，轨道半径逐渐减小，则线速度和周期的变化情况为（）.线速度增大，周期增大.线速度增大，周期减小.线速度减小，周期增大.线速度减小，周期减小5. 地球同步卫星离地心的距离为，运行速度为，加速度为，地球赤道上的物体随地球自转的

3、加速度为，第一宇宙速度为，地球半径为，则以下式子正确的是（）. . . . 6. 我们在推导第一宇宙速度时，需要作一些假设，下列假设中不正确的是（）.卫星做匀速圆周运动.卫星的运转周期等于地球自转的周期.卫星的轨道半径等于地球半径.卫星需要的向心力等于地球对它的万有引力7. 假设地球的质量不变，而地球的半径增大到原来的倍，那么从地球发射人造卫星的第一宇宙速度的大小应为原来的（）.倍. .倍8. 在绕地球运行的人造地球卫星上，下列哪些仪器能正常使用（）.天平 .弹簧测力计.摆钟 .水银气压计9. 如图所示，在同一轨道平面上的质量相等的几个人造地球卫星、，在某一时刻恰好在同一直线上，下列说法正确的

4、有（）.根据，可知.根据万有引力定律可知.向心加速度.运动一周后，先回到原地点10.人造卫星在绕地球运行的过程中，由于高空稀薄空气阻力的影响，将缓慢地向地球靠近，在这个过程中，卫星的（）.机械能逐渐减小.动能逐渐减小.运行周期逐渐减小.向心加速度逐渐减小二、计算题（本题共4小题，11、12每小题12分，13、14每小题13分，共50分.解答时应写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤，只写出最后答案的不能得分.有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位）11. 月球表面的重力加速度是地球表面重力加速度的，地球半径是月球半径的4倍，那么登月舱靠近月球表面，环绕月球运行的速度为多少？已知人造地

5、球卫星的第一宇宙速度为.12. 1976年10月，剑桥大学研究生贝尔偶尔发现一个奇怪的射电源，它每1.337 发出一个脉冲信号贝尔和他的导师曾认为他们和外星文明接上了头，后来大家认识到，事情没有这么浪漫，这类天体被定名为“脉冲星”，“脉冲星”的特点是脉冲周期短，且周期高度稳定，这意味着脉冲星一定进行着准确的周期运动，自转就是一种很准确的周期运动(1)已知蟹状星云的中心星是一颗脉冲星，其周期为的脉冲现象来自自转，设阻止该星离心瓦解的力是万有引力，试估算 的最小密度(2)如果的质量等于太阳质量，该星的可能半径最大是多少？（太阳质量是）13. 两行星在同一平面内绕同一恒星做匀速圆周运动，运动方向相同

6、， 的轨道半径为， 的轨道半径为，已知恒星质量为，恒星对行星的引力远大于卫星间的引力，两行星的轨道半径若在某一时刻两行星相距最近，试求：(1)再经过多长时间两行星距离又最近？(2)再经过多长时间两行星距离又最远？14我国成功发射的航天飞船“神舟”五号，绕地球飞行14圈后安全返回地面，这一科技成就预示我国航天技术取得最新突破据报道，飞船质量约为，绕地球一周的时间约为已知地球的质量，万有引力常量设飞船绕地球做匀速圆周运动由以上提供的信息，解答下列问题：(1)“神舟”五号离地面的高度为多少？(2)“神舟”五号绕地球飞行的速度是多大？(3)载人舱在将要着陆之前，由于空气阻力作用有一段匀速下落过程，若空

7、气阻力与速度平方成正比，比例系数为，载人舱的质量为，则此匀速下落过程中载人舱的速度多大？ 3.3 飞向太空得分： 一、 选择题题号12345678910答案 二、计算题11.12.13.14.3.3 飞向太空 参考答案一、选择题1. D解析：对人造地球卫星由万有引力定律和牛顿第二定律得： 即 两边同乘以天线的质量,得，即万有引力等于天线做圆周运动所需要的向心力，故选项正确点拨：物体的运动情况决定于物体的初速度和受力情况，两者缺一不可对常见的物理模型在头脑中要清晰可见2. BC解析：由线速度定义式知,故选项正确对同步卫星由万有引力定律和牛顿第二定律得： 对地球表面的物体有 联立得：,故选项正确点

8、拨：求解天体稳定运行的公式有注意“黄金代换式”的应用. 3. BD解析：由 可知，选项错误；由 知，选项正确；由万有引力引律和牛顿第二定律知，选项错，而选项正确点拨：要灵活选择公式，判定描述圆周运动的物理量（）的变化情况4. B解析：因线速度 减小，故 ，卫星将做向心运动，由动能定理可知，线速度将增大，由， 可知 变短点拨：判定线速度大小方法有两种：（1）稳定运动的不同轨道上的线速度大小比较；（2）变轨运行的过程中线速度大小的比较 5. AB解析：（1）要分清所揭示的研究对象是否是中心天体表面的物体（或天体）（2）严格区分“第一宇宙速度”和“中心天体的自转速度”6. 解析：第一宇宙速度是指贴近

9、地面运行的卫星的环绕速度，故选项、正确；卫星的运转周期和地球自转的周期是完全不同的概念，只有同步卫星的运转周期和地球自转的周期是相同的，其他的都不相等，故选项不正确7. 解析：因第一宇宙速度即为地球的近地卫星的线速度，此时卫星的轨道半径近似的认为是地球的半径，且地球对卫星的万有引力充当向心力，故公式 成立，所以解得，因此，当 不变， 增加为 时，减小为原来的，即正确的选项为8. 解析：由于在运行的人造地球卫星上的物体处于完全失重状态，故凡是仪器在设计原理上与重力加速度 有关的均不能正常使用，故应选、9. 解析：公式，只适用于星球表面的卫星，故错误；根据卫星受到的万有引力等于向心力的关系，可知、

10、正确，选项错误10. 解析：由于卫星不断地克服阻力做功，其机械能逐渐减小，选项正确；由于卫星缓慢地向地球靠近，可以近似地看成卫星在做半径不断减小的圆周运动，根据卫星的线速度、角速度、周期和向心加速度与其轨道半径的对应关系，可得选项也正确 二、计算题11. 解析：对天体表面附近的飞行物由牛顿第二定律和万有引力定律得： 又 联立得：，则 又 以上各式联立得12.（1）1.3×(2)解析：(1)设脉冲星的质量为，半径为，最小密度为，体积为则 又 而 解得：(2)由得.点拨：认真阅读，明确题意，提取题目中的有用信息：脉冲星周期即为自转周期脉冲星高速自转不瓦解的临界条件为：该星球表面的某块物质 所受星体的万有引力恰好等于其做圆周运动的向心力.13. 解：(1)设、 两行星的角速度分别为、，经过时间， 转过的角度为， 转过的角度为 、 距离最近的条件是：恒星对行星的万有引力提供向心力，则， 即由此得出, 求得（，）（）如果经过时间，、