2024-2025学年新教材高中物理第七章万有引力与宇宙航行4宇宙航行训练含解析新人教版必修2

PAGE2-宇宙航行【基础巩固】1.(多选)一颗人造地球卫星以初速度v放射后,可绕地球做匀速圆周运动,若使放射速度增大为2v,则该卫星可能 ()A.绕地球做匀速圆周运动B.绕地球运动,轨道变为椭圆C.不绕地球运动,成为太阳的人造行星D.摆脱太阳引力的束缚,飞到太阳系以外的宇宙答案:CD2.地球上相距很远的两位视察者,都发觉自己的正上方有一颗人造卫星,相对自己静止不动,则这两位视察者的位置以及两颗人造卫星到地球中心的距离可能是 ()A.一人在南极,一人在北极,两卫星到地球中心的距离肯定相等B.一人在南极,一人在北极,两卫星到地球中心的距离可以不等,但应成整数倍C.两人都在赤道上,两卫星到地球中心的距离肯定相等D.两人都在赤道上,两卫星到地球中心的距离可以不等,但应成整数倍答案:C3.(多选)北斗导航系统的部分卫星如图所示,每颗卫星的运动可视为匀速圆周运动.下列说法正确的是 ()A.在轨道运行的两颗卫星A、B的周期相等B.在轨道运行的两颗卫星A、C的线速度大小vA<vCC.在轨道运行的两颗卫星B、C的角速度大小ωB<ωCD.在轨道运行的两颗卫星A、B的向心加速度大小aA<aB答案:ABC4.(多选)我国在轨运行的气象卫星有两类,如图所示.一类是极地轨道卫星——“风云1号”,绕地球做匀速圆周运动的周期为12h;另一类是地球同步轨道卫星——“风云2号”,运行周期为24h.下列说法正确的是 ()A.“风云1号”的线速度大于“风云2号”的线速度B.“风云1号”的向心加速度大于“风云2号”的向心加速度C.“风云1号”的放射速度大于“风云2号”的放射速度D.“风云1号”“风云2号”相对地面均静止答案:AB5.假设地球的质量不变,地球的第一宇宙速度为v,若地球的半径增大到原来半径的2倍,那么地球的第一宇宙速度应变为 ()A.2v B.22vC.12v答案:B6.恒星演化发展到肯定阶段,可能演化成为中子星,中子星的半径较小,一般在7km~20km,但它的密度大得惊人.若中子星的半径为10km,密度为1.2×1017kg/m3,引力常量G=6.67×10-11N·m2/kg2,那么该中子星的第一宇宙速度约为 ()A.6km/s B.3×102km/sC.3×103km/s D.6×104km/s答案:D【拓展提高】7.登上火星是人类的幻想.地球和火星的公转视为匀速圆周运动,忽视行星自转影响.依据下表,火星和地球相比 ()行星半径/m质量/kg轨道半径/m地球6.4×1066.0×10241.5×1011火星3.4×1066.4×10232.3×1011A.火星的公转周期较小B.火星做圆周运动的加速度较小C.火星表面的重力加速度较大D.火星的第一宇宙速度较大解析:火星和地球都绕太阳做匀速圆周运动,万有引力供应向心力,因r火>r地,由Gmm太r2=m4π2T2r=ma知,T=2πr3Gm太,故T火>T地,选项A错误;向心加速度a=Gm太r2,则a火<a地,故选项B正确;地球表面的重力加速度g地=Gm地R地2,火星表面的重力加速度g火=Gm火答案:B8.如图所示,一颗人造卫星原来在椭圆轨道1绕地球运行,在P点变轨后进入轨道2做匀速圆周运动.下列说法正确的是 ()A.不论在轨道1还是轨道2运行,卫星在P点的速度都相同B.不论在轨道1还是轨道2运行,卫星在P点的加速度都相同C.卫星在轨道1的任何位置都具有相同加速度D.卫星在轨道2的任何位置都具有相同加速度解析:在P点,卫星沿轨道1运行时,地球对人造卫星的引力大于人造卫星做圆周运动须要的向心力,即F引>mv12r;卫星沿轨道2运行时,地球对人造卫星的引力刚好能供应人造卫星做圆周运动须要的向心力,即F引=mv22r,故v1<v答案:B9.如图所示,在同一轨道平面上的几个人造地球卫星A、B、C绕地球做匀速圆周运动,某一时刻它们恰好在同始终线上.下列说法正确的是 ()A.依据v=gR可知,运行速度满意vA>vB>vCB.运转角速度满意ωA>ωB>ωCC.向心加速度满意aA<aB<aCD.运动一周后,A最先回到图示位置解析:卫星运动过程中,万有引力充当向心力,故有Gmm地r2=mv2r,解得v=Gm地r,即轨道半径越大,线速度越小,所以vA<vB<vC,由于C的线速度最大,所以C最先回到初始位置,选项A、D错误;依据公式Gmm地r2=mω2r,解得ω=Gm地r3,即轨道半径越大,角速度越小,所以ωA<ωB<ωC,选项B错误;依据公式Gmm答案:C【挑战创新】10.(多选)据报道,天文学家发觉一颗迄今为止与地球最类似的太阳系外的行星,这颗行星公转周期约为37年,它的半径大约是地球的2倍,重力加速度与地球的相近.下列说法正确的是 ()A.飞船在这颗行星表面旁边运行时的速度小于7.9km/sB.该行星的平均密度约是地球平均密度的1C.该行星的质量约为地球质量的2倍D.在地球上放射航天器到达该行星,航天器的放射速度至少要达到第三宇宙速度解析:由于物体在星球表面上飞行的速度v=gR,等于第一宇宙速度大小,7.9km/s是地球表面的物体运行的速度,故这颗行星与地球的第一宇宙速度之比