2019-2020学年高一物理人教版必修2 宇宙航行 同步练习（答案）

2019-2020学年高一物理人教版必修2 追寻守恒量——能量 同步练习（答案）

2019-2020学年高一物理人教版必修2 追寻守恒量——能量 同步练习（答案）,高一下物理同步练习,莲山课件.

课时作业(十一) 宇宙航行

一、单项选择题

1．若人造地球卫星在高度不同的轨道上绕地球做匀速圆周运动，则下列说法正确的是(  )

A．人造地球卫星做匀速圆周运动的线速度均小于或等于第一宇宙速度7.9 km/s

B．人造地球卫星的运行半径越大，运行周期就越短

C．地球同步卫星的周期大于月球绕地球转动的周期

D．地球同步卫星可相对地面静止在北京的上空

答案：A

2．如图，若两颗人造卫星a和b均绕地球做匀速圆周运动，a、b到地心O的距离分别为r₁、r₂，线速度大小分别为v₁、v₂，则(  )

A.v2(v1)＝r1(r2)      B.v2(v1)＝r2(r1)

C.v2(v1)＝r1(r2)²  D.v2(v1)＝r2(r1)²

解析：对人造卫星，根据万有引力提供向心力r2(GMm)＝mr(v2)，可得v＝r(GM).所以对于a、b两颗人造卫星有v2(v1)＝r1(r2)，故选项A正确．

答案：A

3．中国计划在2020年发射火星探测器，并在10年后实现火星的采样返回．已知火星的质量约为地球的9(1)，火星的半径约为地球的2(1).下列关于火星探测器的说法正确的是(  )

A．发射速度只要大于第一宇宙速度即可

B．发射速度只有达到第三宇宙速度才可以

C．发射速度应大于第二宇宙速度，可以小于第三宇宙速度

D．火星探测器环绕火星运行的最大速度约为第一宇宙速度的2倍

解析：火星探测器前往火星，脱离地球引力束缚，还在太阳系内，发射速度应大于第二宇宙速度，可以小于第三宇宙速度，故A、B错误，C正确．由Gr2(Mm)＝mr(v2)得v＝r(M)，已知火星的质量约为地球的9(1)，火星的半径约为地球的2(1)，则火星的第一宇宙速度约为地球第一宇宙速度的3(2)，火星探测器环绕火星运行的最大速度为火星的第一宇宙速度，故D错误．

答案：C

4．(2017·金华高一检测)2015年12月，我国暗物质粒子探测卫星“悟空”发射升空进入高为5.0×10² km的预定轨道．“悟空”卫星和地球同步卫星的运动均可视为匀速圆周运动．已知地球半径R＝6.4×10³ km.下列说法正确的是(  )

A．“悟空”卫星的线速度比同步卫星的线速度小

B．“悟空”卫星的角速度比同步卫星的角速度小

C．“悟空”卫星的运行周期比同步卫星的运行周期小

D．“悟空”卫星的向心加速度比同步卫星的向心加速度小

解析：同步地球卫星距地表36 000 km，由v＝r(GM)可知，“悟空”的线速度要大，所以A错．由ω＝r3(GM)可知，“悟空”的角速度要大，即周期要小，由a＝r2(GM)可知，“悟空”的向心加速度要大，因此B、D错，C对．

答案：C

5．登上火星是人类的梦想．“嫦娥之父”欧阳自远透露：中国计划于2020年登陆火星．地球和火星公转视为匀速圆周运动，忽略行星自转影响．根据下表，火星和地球相比(  )

A.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：根据Gr2(Mm)＝mrT2(4π2)，得r3(T2)＝GM(4π2)，结合表中数据，可算出火星的公转周期较大，A错；根据Gr2(Mm)＝ma，得a＝Gr2(M)，可判断火星的加速度较小，B对；根据g＝GR2(M)，可算出火星表面的重力加速度较小，C错；第一宇宙速度v＝R(GM)，可算出火星的第一宇宙速度较小，D错．

答案：B

6．在地球的卫星中有两类卫星的轨道比较特殊，一是极地卫星，二是同步卫星．已知某极地卫星的运行周期为12 h，则下列关于对极地卫星和同步卫星的描述正确的是(  )

A．该极地卫星的运行速度一定小于同步卫星的运行速度

B．该极地卫星的向心加速度一定大于同步卫星的向心加速度

C．该极地卫星的发射速度一定大于同步卫星的发射速度

D．该极地卫星和同步卫星均与地面相对静止

2019-2020学年高一物理人教版必修2 功率 同步练习（答案）

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解析：由Gr2(Mm)＝mr(v2)＝ma得v＝r(GM)，a＝r2(GM)，同步卫星的周期为24 h，则同步卫星的周期大于极地卫星的周期，由周期与轨道半径的关系知，同步卫星的轨道半径较大，则同步卫星的线速度较小，加速度较小，故A错误、B正确；同步卫星的高度高，所以同步卫星的发射速度大，C错误；极地卫星不是地球同步卫星，所以相对于地面不静止，D错误．

答案：B

7．一探月卫星的轨道是圆形的，且贴近月球表面，已知月球的质量约为地球质量的81(1)，月球半径约为地球半径的4(1)，地球上的第一宇宙速度约为7.9 km/s，则该探月卫星绕月运行的速率约为(  )

A．0.4 km/s  B．1.8 km/s

C．11 km/s  D．36 km/s

解析：对于环绕地球或月球的人造卫星，其所受万有引力即为它们做圆周运动所需向心力，即Gr2(Mm)＝mr(v2)，所以v＝r(GM)，第一宇宙速度指的是最小发射速度，同时也是近地卫星的环绕速度，对于近地卫星来说，其轨道半径近似等于地球半径，所以v地(v月)＝r月(r地)＝81(4)＝9(2)，所以v_月＝9(2)v_地＝9(2)×7.9 km/s＝1.8 km/s.故正确答案为B.

答案：B

二、多项选择题

8．(2017·景德镇高一检测)如图所示，三颗人造卫星正在围绕地球做匀速圆周运动，则下列有关说法中正确的是(  )

A．卫星可能的轨道为a、b、c

B．卫星可能的轨道为a、c

C．同步卫星可能的轨道为a、c

D．同步卫星可能的轨道为a

解析：卫星绕地球做匀速圆周运动的圆心必须与地心重合，所以卫星可能的轨道为a、c，选项A错误、B正确；同步卫星位于赤道的上方，可能的轨道为a，选项C错误、D正确．

答案：BD

9．关于人造地球卫星，下列说法正确的是(  )

A．运行的轨道半径越大，线速度也越大

B．其发射速度可以达到16.7 km/s

C．卫星绕地球做匀速圆周运动的速度不能大于7.9 km/s

D．卫星在降落过程中向下减速时处于超重状态

解析：由v＝r(GM)知，卫星的轨道半径越大，线速度越小，A错．人造地球卫星的发射速度在7.9 km/s到11.2 km/s之间，B错．卫星绕地球做匀速圆周运动的速度小于或等于7.9 km/s，C对．卫星向下减速时的加速度方向向上，处于超重状态，D对．

答案：CD

10．设两人造地球卫星的质量比为1:2，到地球球心的距离比为1:3，则它们的(  )

A．周期比为3:1

B．线速度比为:1

C．向心加速度比为1:9

D．向心力之比为9:2

解析：设地球质量为M、人造地球卫星质量m，由F_万＝F_向得r2(GMm)＝mr(v2)得v＝r(GM)，故v2(v1)＝r1(r2)＝1(3)，选项B正确；由a＝r2(GM)得a2(a1)＝r1(r2)²＝1(9)，选项C错误；由F_向＝ma得F向2(F向1)＝m2a2(m1a1)＝2(1)×1(9)＝2(9)，选项D正确；由T＝2πGM(r3)得T2(T1)＝2(3)＝3(1)3(1)，选项A错误．

答案：BD

三、非选择题

11．已知海王星和地球的质量之比为M:m＝16:1，它们的半径比为R:r＝4:1，求：

(1)海王星和地球的第一宇宙速度之比；

(2)海王星表面和地球表面的重力加速度之比．

解析：(1)设卫星的质量为m′，对绕海王星和绕地球运动的卫星，分别有

GR2(Mm′)＝1()，Gr2(mm′)＝2()

联立解得v2(v1)＝mR(Mr)＝2.

(2)对海王星表面的物体，有GR2(Mm″)＝m″g₁

对地球表面的物体，有Gr2(mm″)＝m″g₂

联立解得g₁:g₂＝mR2(Mr2)＝1.

答案：(1)2:1 (2)1:1

12．如图所示，A是地球的同步卫星，另一卫星B的圆形轨道位于赤道平面内，离地面高度为h.已知地球半径为R，地球自转角速度为ω₀，地球表面的重力加速度为g，O为地球中心．

(1)求卫星B的运行周期；

(2)如卫星B绕行方向与地球自转方向相同，某时刻A、B两卫星相距最近(O、B、A在同一直线上)，则至少经过多长时间，他们再一次相距最近？

解析：(1)由万有引力定律和向心力公式得

G(R＋h)2(Mm)＝mB(2)(R＋h)①

GR2(Mm)＝mg②

联立①②得T_B＝2πgR2((R＋h)3)③

(2)由题意得(ω_B－ω₀)t＝2π④

由③得ω_B＝(R＋h)3(gR2)⑤

由④⑤得t＝－ω0(gR2)

答案：(1)2πgR2((R＋h)3) (2)－ω0(gR2)

2019-2020学年高一物理人教版必修2 重力势能 同步练习（答案）

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