《2013高考物理红对勾复习课时作业-4-5人造卫星宇宙速度》由会员分享，可在线阅读，更多相关《2013高考物理红对勾复习课时作业-4-5人造卫星宇宙速度（13页珍藏版）》请在装配图网上搜索。
1、课时作业 14 人造卫星 宇宙速度 时间：45 分钟 满分：100 分 、选择题（8 X 8 = 64） 1. 火星有两颗卫星，分别为火卫一和火卫二，它们的轨道近似为圆已知火卫一的周 期为 7 小时 39 分，火卫二的周期为 30小时 18 分，则两颗卫星相比（ ） A .火卫一距火星表面较近 B. 火卫二的角速度较大 C. 火卫一的运动速度较大 D .火卫二的向心加速度较大 解析：本题主要考查卫星不同轨道各物理量之间的关系.轨道越高的卫星，周期越大, 线速度、角速度、向心加速度越小，由于火卫一的周期小，所以火卫一轨道较低，选项 A、 C 正确，选项 B、D 错误. 答案：AC 2. 发射地球
2、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，将卫星送入同步圆轨道 3轨道 1、2 相切于 Q 点，轨道 2、3 相 切于 P 点（如图 1 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（ ） B. 卫星在轨道 3 上的角速度小于在轨道 1 上的角速度 C. 卫星在轨道 1 上经过 Q 点的加速度大于它在轨道 2 上经过 Q 点时的加速度 D .卫星在轨道 2 上经过 P 点时的加速度等于它在轨道 3 上经过 P 点时的加速度 答案：BD 3. 同步卫星离地心距离为 r，运行速率为 V1，加速度为 a 仁地球赤道上的物
3、体随地球 自转的向心加速度为 a2，第一宇宙速度为 V2,地球半径为 R,则下列比值正确的为（ ） a1 L Aa2= R V1 L_ A.卫星在轨道 3 上的速率大于在轨道 1 上的速率 CV2 = R 解析：设地球质量为 M，同步卫星质量为 mj 地球赤道上的物体质量为 m2,在地球表 2 面运行的物体质量为 m3，由于地球同步卫星周期与地球自转周期相同，则 a1= r w , a2 = R322, 31=32所以 a2 = R,故 A 选项正确依据万有引力定律和向心力表达式可得：对 皿巴3 _ 对 m3： = m3_R，所以 V2 = 4. 2012江苏模拟 纵观月球探测的历程，人类对月
4、球探索认识可分为三大步 登、驻” 我国为探月活动确定的三小步是：“绕、落、回”，目前正在进行的是其中的第 一步一一绕月探测工程.2007 年 10 月 24 日 18 时 05 分，“嫦娥一号”卫星的成功发射标志 着我国探月工程迈出了关键的一步. 我们可以假想人类不断向月球“移民”， 经过较长时间 后，月球和地球仍可视为均匀球体， 地球的总质量仍大于月球的总质量， 月球仍按原轨道运 行，以下说法正确的是( ) A .月地之间的万有引力将变小 B. 月球绕地球运动的周期将变大 C. 月球绕地球运动的向心加速度将变小 D .月球表面的重力加速度将变大 Mm 解析：设移民质量为 Am,未移民时的万有
5、引力 F引=G7 与移民后的万有引力 F引 M Am m+ Am 2 n 由 F引=G r2 = (m+ Am)r(Y)2= (m + Am)a 可知，月球绕地球运动的周期将 变大，月球绕地球运动的向心加速度将变小； 由月球对其表面物体的万有引力等于其重力可 知，由于月球质量变大，因而月球表面的重力加速度将变大. 答案：BCD 5. 2009广东高考 发射人造卫星是将卫星以一定的速度送入预定轨道. 发射场一般选择 在尽可能靠近赤道的地方，如图 2 所示.这样选址的优点是，在赤道附近 mi： 式除以式得: 答案：AD V1 V2 = &，故 D 选项正确. “探、 M Am m + r Am 比
6、较可知，由于 M 比 m 大，所以 F引F引；由于地球的质量变小, 2 Mmi vi G2 = mi r ,所以 A .地球的引力较大 B .地球自转线速度较大 c.重力加速度较大 D .地球自转角速度较大 解析：本题考查圆周运动和万有引力定律， 意在考查考生将所学的知识应用到实际问题 中的能力.地球的自转角速度是一定的，根据线速度与角速度的关系 v=r 3可知，离赤道 近的地方地球表面的线速度较大，所以发射人造地球卫星较容易，故正确答案为 B. 答案：B 6. 2009 山东高考 2008 年 9 月 25 日至 28 日，我国成功实施了“神舟”七号载人航天飞 行并实现了航天员首次出舱.飞船
7、先沿椭圆轨道飞行，后在远地点 343 千米处点火加速，由 椭圆轨道变成高度为 343 千米的圆轨道，在此圆轨道上飞船运行周期约为 90 分钟.下列判 断正确的是（ ） A 飞船变轨前后的机械能相等 B .飞船在圆轨道上时航天员出舱前后都处于失重状态 C.飞船在此圆轨道上运动的角速度大于同步卫星运动的角速度 D 飞船变轨前通过椭圆轨道远地点时的加速度大于变轨后沿圆轨道运动的加速度 解析：本题考查对圆周运动、万有引力定律和航天知识、 牛顿第二定律及对超重、失重 概念的理解，意在考查考生灵活运用物理知识和规律处理紧密联系生活实际、 题的能力.飞船在椭圆轨道的远地点点火加速， 发动机对飞船做正功， 所
8、以飞船的机械能应 增加，A 错；宇航员出舱前后，其受到的万有引力全部提供他做圆周运动的向心力，处于完 全失重状态，B 正确；飞船做圆周运动的轨道半径比同步卫星的小，由 GM r3，所以飞船的角速度大，C 项正确；由牛顿第二定律知，飞船的加速度取决于在某 点时的万有引力大小，所以飞船在椭圆轨道的远地点变轨前后加速度相同, 答案：BC 科技发展等问 Mm 2 G r = m3 r 得：3 D 项错误. 7. 2010四川理综 a 是地球赤道上一幢建筑， b 是在赤道平面内做匀速圆周运动、距地 面 9.6x 106 m 的卫星，c 是地球同步卫星，某一时刻 b、c 刚好位于 a 的正上方（如图 3
9、甲所 示），经 48 h, a、b、c 的大致位置是图 n= 10）（ ） 3 乙中的（取地球半径 R= 6.4 x 106 m,地球表面重力 加速度 g = 10 m/s2. 甲 3 Mm 4 n 解析：由 G R+ h 2 = m 尹(R+ h)可得 T= 求得 b 的周期为 20000 s从图甲位置经 48 h 后，同步卫星 c 应位于 a 的正上方，而卫星 b 绕地球做完整圆周运动的次数为 8.64 次，可以判断只有 B 符合要求. 答案：B & （2011 广东理综）已知地球质量为 M，半径为 R,自转周期为 T,地球同步卫星质量 为 m,引力常量为 G.有关同步卫星，下列表述正确的
10、是 （ ） 3/GMT_ A 卫星距地面的高度为2T B .卫星的运行速度小于第一宇宙速度 Mm C.卫星运行时受到的向心力大小为 GR2 D .卫星运行的向心加速度小于地球表面的重力加速度 2 2 GMm 4 nr v 解析：对于地球同步卫星，F万=F向，F万=孑 = m T2 = m r = ma向=F向 3 GM2 3 GMT2 4 n，可得 h= : 4 n R, A 错误.GMm GMm 得F 向=F万=h=忑T2,故C错误. GM GM 得a 向= R+ h 2而 g= -R2，故 a 向g, D 正确. 答案：BD 二、计算题（3 X 12 = 36） 9.某物体在地面上受到的重
11、力为 160 N，将它放在卫星中，在卫星以加速度 火箭向上加速上升的过程中，当物体与卫星中的支持物的相互挤压力为 90 N 时， 星距地球表面的高度.（地球半径 R= 6.4X 103 km , g= 10 m/s2） 解析：设卫星随火箭上升离地球表面的高度为 h,火箭上物体受支持物的支持力为 FN, 重力为 mg，根据牛顿第二定律得: FN mg = ma Mm 在高 h 处物体的重力为 G R+ h 2= mg 得 r = R+ h = 3; GM 1 a = 2g 随 求此时卫 4 R+ h 3 GM ，代入数据可 得v= GM R+ h，而第一宇宙速度 V0= ,vV0，故 B 正确.
12、 3 Mm 物体在地球表面时物体的重力为 G R2 = mg 2 mgR 由以上各式得 FN R . h 2 = ma (R+ h) A* . ： * 解得卫星距地球表面的咼度为 h=( mg FN ma1)R =1.92 X 104 km. 答案：1.92 X 104 km 10. (2009 北京理综)已知地球半径为 R,地球表面重力加速度为 g,不考虑地球自转的 影响. (1) 推导第一宇宙速度 V1的表达式； (2) 若卫星绕地球做匀速圆周运动，运行轨道距离地面高度为 解析：(1)设卫星的质量为 m,地球的质量为 M h,求卫星的运行周期 T. Mm 在地球表面附近满足 G* = mg
13、 得 GM = R2g 卫星做圆周运动的向心力等于它受到的万有引力 2 V1 Mm m R = G R2 式代入式，得到vi= Rg (2)考虑式，卫星受到的万有引力为 Mm mgR2 F = G R+ h 2= R+h 2 4 由牛顿第二定律F = mT2(R+ h) =( 3 X 6.4 X 10 km 160 90 16X 2 式联立解得 T = R 3 R+ h g 2 答案：(1)V1= . Rg (2)T = R+ h3 g 11.2010全国【理综如图 4,质量分别为 m 和 M 的两个星球 A 和 B 在引力作用下都绕 o 点做匀速圆周运动，星球 A 和 B 两者中心之间的距离
14、为 L.已知 A、B 的中心和 0 三点始 终共线，A 和 B 分别在 0 的两侧.引力常数为 G. (1)求两星球做圆周运动的周期； 在地月系统中，若忽略其他星球的影响，可以将月球和地球看成上述星球 A 和 B, 月球绕其轨道中心运行的周期记为 ，但在近似处理问题时，常常认为月球是绕地心做圆 周运动的，这样算得的运行周期记为 T2.已知地球和月球的质量分别为 5.98X 1024 kg 和 7.35X 1022 kg.求 T2与 Ti两者平方之比.(结果保留 3 位小数) 解析：(1)设两个星球 A 和 B 做匀速圆周运动的轨道半径分别为 r 和 R,相互作用的引 Mm 力大小为 f,运行周
15、期为根据万有引力定律有 f= GRT/ (R+ r) 由匀速圆周运动的规律得 2 n 2 f= m(T ) r f= M（氛 由题意有 L = R+ r 联立式得 T= 2 n G M + m (2)在地月系统中，由于地月系统旋转所围绕的中心 O 不在地心，月球做圆周运动的周 期可由式得出 T1 = 2n G M + m， 式中，M和 m分别是地球与月球的质量， L是地心与月心之间的距离若认为月 球在地球的引力作用下绕地心做匀速圆周运动，则 M m 2 n G L 2 = m (T2)2L 由式得，(T1)2= 1 + M-, 式中，T2为月球绕地心运动的周期由 式得 T2= 2 n GM ， 代入题给数据得 (舟2 =1.012. 1 L3 答案： (1)2 n- GM + m 1.012
2013高考物理红对勾复习课时作业-4-5人造卫星宇宙速度
