2013高中物理 6.5《宇宙航行》同步规范训练 新人教版必修2

1、PAGE PAGE 65宇宙航行(时间：60分钟)知识点基础中档稍难宇宙速度1、23卫星运动规律4、56同步卫星7、89综合提升1210、1113知识点一宇宙速度1关于第一宇宙速度，下列说法中正确的是()A它是人造地球卫星绕地球飞行的最小速度B它是人造地球卫星在近地圆形轨道上的最大运行速度C它是能使卫星进入近地圆形轨道的最小发射速度D它是地球卫星在椭圆轨道上运行时在近地点的速度解析第一宇宙速度是人造地球卫星最小发射速度，也是人造地球卫星最大环绕速度故选B、C.答案BC2人造卫星绕地球做匀速圆周运动，其运行速率()A一定等于7.9 km/s B等于或小于C一定大于7.9 km/s D介于7.9解

2、析由于Geq f(Mm,r2)meq f(v2,r)，veq r(f(GM,r)，r越大，v越小，vmax eq r(f(GM,R)7.9 km/s，故人造卫星速率v7.9 km/s，B对答案B3若取地球的第一宇宙速度为8 km()A16 km/s B32 km/s C4 km/s D2 km/s解析第一宇宙速度v eq r(f(GM,R)，该星球表面的第一宇宙速度与地球表面的第一宇宙速度之比eq f(v1,v2) eq r(f(M1R2,M2R1) eq r(f(6,1)f(2,3)2，v12v228 km/s16 km/s.故A项正确答案A知识点二卫星运动规律4绕地球运行的人造地球卫星的质

3、量、速率、卫星与地面间距离三者之间的关系是()A质量越大，离地面越远，速率越小B质量越大，离地面越远，速率越大C与质量无关，离地面越近，速率越大D与质量无关，离地面越近，速率越小解析对人造地球卫星，由万有引力提供向心力，得Geq f(Mm,r2)meq f(v2,r)，离地面越近，轨道半径r越小，veq f(r(GM),r)，线速度越大，与质量无关，故选C.答案C52009年2月11日，俄罗斯的“宇宙2251”卫星和美国的“铱33”卫星在西伯利亚上空约805 ()A甲的运行周期一定比乙的长B甲距地面的高度一定比乙的高C甲的向心力一定比乙的小D甲的加速度一定比乙的大解析根据公式v eq r(f(

4、GM,r)和T2eq r(f(r3,GM)可知：A选项不对；再根据公式v eq r(f(GM,r)可知：B不对；由于甲离地球较近，碎片质量不确定，故向心力大小不确定，所以C不对，由aeq f(GM,r2)知，D对答案D62009年2月10日，美国一颗通信卫星与一颗俄罗斯已报废的卫星在太空中相撞其原因是人造地球卫星在运行中，由于受到稀薄大气的阻力作用，其运动轨道半()A卫星的速率将增大B卫星的周期将增大C卫星的向心加速度将增大D卫星的角速度将增大解析对于卫星万有引力提供向心力Geq f(Mm,r2)mameq f(v2,r)m2rmreq blc(rc)(avs4alco1(f(2,T)eq s

5、up12(2)故aeq f(GM,r2)，v eq r(f(GM,r)， eq r(f(GM,r3)，T2eq r(f(r3,GM)，可见轨道半径减小时，速率v增大，周期T减小，向心加速度a增大，角速度增大，故A、C、D正确，B错误答案B知识点三同步卫星7甲、乙为两颗地球卫星，其中甲为地球同步卫星，乙的运行高度低于甲的运行高度，两卫星轨道均可视为圆轨道以下判断正确的是()A甲的周期大于乙的周期B乙的速度大于第一宇宙速度C甲的加速度小于乙的加速度D甲在运行时能经过北极的正上方解析地球卫星绕地球做圆周运动时，万有引力提供向心力，由牛顿第二定律知Geq f(Mm,r2)meq f(42,T2)r，得

6、T2 eq r(f(r3,GM).r甲r乙，故T甲T乙，选项A正确；贴近地表运行的卫星的速度称为第一宇宙速度，由Geq f(Mm,r2)eq f(mv2,r)知v eq r(f(GM,r)，r乙R地，故v乙比第一宇宙速度小，选项B错误；由Geq f(Mm,r2)ma，知aeq f(GM,r2)，r甲r乙，故a甲a乙，选项C正确；同步卫星在赤道正上方运行，故不能通过北极正上方，选项D错误故选A、C.答案AC8我国自行研制发射的“风云一号”“风云二号”气象卫星的飞行轨道是不同的，“风云一号”是极地圆形轨道卫星，其轨道平面与赤道平面垂直，周期为T112 h；“风云二号”是同步卫星，其轨道平面与赤道平

7、面重合，周期为T224 h；两颗卫星相比()A“风云一号”离地面较高B“风云一号”每个时刻可观察到的地球表面范围较大C“风云一号”线速度较大D若某时刻“风云一号”和“风云二号”正好同时在赤道上某个小岛的上空，那么再过12小时，它们又将同时到达该小岛的上空解析因T1T2由T eq r(f(42r3,GM)可得r1r2，A错；由于“风云一号”的轨道半径小，所以每一时刻可观察到地球表面的范围较小，B错；由v eq r(f(GM,r)可得v1v2，C正确；由于T112 h，T224 h，则需再经过24 h才能再次同时到达该小岛上空，D错答案C9用m表示地球同步卫星的质量，h表示它离地面的高度，R表示地

8、球的半径，g表示地球表面处的重力加速度，表示地球自转的角速度，则同步卫星受到地球对它的万有引力的大小()A等于0 B等于meq r(3,R2g4)C等于meq f(R2g,（Rh）2) D以上结果都不对解析求同步卫星受到的万有引力，可以从两个角度考虑：一是万有引力定律，二是向心力公式F万eq f(GMm,（Rh）2)，由于GMgR2，故C选项正确，即排除A、D.F万F向m2(Rh)eq f(GMm,（Rh）2)，则Rheq r(3,f(GM,2)，所以F万m2eq r(3,f(GM,2)m2eq r(3,f(gR2,2)meq r(3,gR24)，故B选项也正确答案BC10宇航员在月球上做自由

9、落体实验，将某物体由距月球表面高h处释放，经时间t后落到月球表面(设月球半径为R)据上述信息推断，飞船在月球表面附近绕月球做匀速圆周运动所必须具有的速率为()A.eq f(2r(Rh),t) B.eq f(r(2Rh),t) C.eq f(r(Rh),t) D.eq f(r(Rh),2t)解析物体在月球表面做自由落体运动，有heq f(1,2)gt2，又飞船在月球表面做匀速圆周运动，故有veq r(gR)，联立两式得veq f(r(2Rh),t)，B正确答案B11如图6-5-3所示是“嫦娥一号”奔月示意图，卫星发射后通过自带的小型火箭多次变轨，进入地月转移轨道，最终被月球引力捕获，成为绕月卫星

10、，并开展对月球的探测下列说法正确的是()图6-5-3A发射“嫦娥一号”的速度必须达到第三宇宙速度B在绕月圆轨道上，卫星周期与卫星质量有关C卫星受月球的引力与它到月球中心距离的平方成反比D在绕月圆轨道上，卫星受地球的引力大于受月球的引力解析第三宇宙速度是卫星脱离太阳系的最小发射速度，所以“嫦娥一号”卫星的发射速度一定小于第三宇宙速度，A项错误；设卫星轨道半径为r，由万有引力定律知卫星受到的引力FGeq f(Mm,r2)，C项正确；设卫星的周期为T，由Geq f(Mm,r2)meq f(42,T2)r得T2eq f(42,GM) r3，所以卫星的周期与月球质量有关，与卫星质量无关，B项错误；卫星在

11、绕月轨道上运行时，由于离地球很远，受到地球引力很小，卫星做圆周运动的向心力主要是月球引力提供，D项错误答案C12在圆轨道上运动的质量为m的人造地球卫星，它到地面的距离等于地球半径R，地面上的重力加速度为g，求：(1)卫星运动的线速度；(2)卫星运动的周期解析(1)人造地球卫星受地球的引力提供向心力，则eq f(GMm,（2R）2)eq f(mv2,2R)在地面，物体所受重力等于万有引力，eq f(GMm,R2)mg两式联立解得v eq r(f(gR,2).(2)Teq f(2r,v)eq f(22R,r(f(gR,2)4 eq r(f(2R,g).答案(1) eq r(f(gR,2)(2)4 eq r(f(2R,g)13地球同步卫星绕地球运动的周期T11天，月球是地球的一颗卫星，它绕地球运行的周期T227.3天，已知地球半径R6 400 km，同步卫星的高度h3.6解析设地球质量为M，同步卫星质量为m1，月球的质量为m2，月球到地心的距离为r，则Geq f(Mm1,（Rh）2)m1eq blc(rc)(avs4alco1(f(2,T1)eq sup12(2