6.5宇宙航行练习题

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宇宙航行练习

宇宙航行练习

6.5宇宙航行同步练习一、选择题1、如图所示是小明同学画的几种人造地球卫星轨道的示意图,视地球为均匀质量的球体,其中 a 卫星的轨道平面过地轴,b 卫星轨道与地轴夹角为一锐角,c 卫星轨道为与地轴垂直的椭圆.则A.三个卫星都不可能是地球同步卫星B.各轨道运行的卫星的速度大小始终不变C.如果各卫星质量相等,它们的机械能也相等D.c 卫星在远地点的速度可能大于第一宇宙速度2、如图所示,设行星绕太阳的运动是匀速圆周运动,金星自身的半径是火星的n倍,质量为火星的k倍,不考虑行星自转的影响,则A.金星表面的重力加速度是火星的k nB.金星的第一宇宙速度是火星的knC.金星绕太阳运动的加速度比火星小D.金星绕太阳运动的周期比火星大3、(多选)已知某星球的质量为M ,星球半径为R ,表面的重力加速度为g ,引力常量为G ,则该星球的第一宇宙速度可表达为 ( )A.B.C.D.4关于地球同步通讯卫星,下列说法中不正确的是()A. 它运行的线速度介于第一和第二宇宙速度之间B. 各国发射的这种卫星轨道半径都一样C. 它运行的线速度一定小于第一宇宙速度D. 它一定在赤道上空运行5、某位同学设想了人造地球卫星轨道(卫星发动机关闭),其中不可能的是( )6、A 、B 两颗人造地球卫星质量之比为1:2,轨道半径之比为2:1,则它们的运行周期之比为( )A. 1:2B. 1:4C. 22:1D. 4:17(多选)、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,下列表述正确的是( )A .卫星距地面的高度为232GMTB .卫星的运行速度小于第一宇宙速度C .卫星运行时受到的向心力大小为2GMm RD .卫星运行的向心加速度小于地球表面的重力加速度8、如图所示,a 、b 、c 、d 是在地球大气层外的圆形轨道上匀速运行的四颗人造卫星.其中a 、c 的轨道相交于点P ,b 、d 在同一个圆轨道上.某时刻b 卫星恰好处于c 卫星的正上方.下列说法中正确的是( )A .b 、d 存在相撞危险B .a 、c 的加速度大小相等,且大于b 的加速度C .b 、c 的角速度大小相等,且小于a 的角速度D .a 、c 的线速度大小相等,且小于d 的线速度9、假设地球的质量不变,而地球的半径增大到原来半径的2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( )A .2 倍B .12倍C .2 倍D .2倍10、已知地球两极处的重力加速度为g ,赤道上的物体随地球做匀速圆周运动的向心加速度为a 、周期为T ,由此可知地球的第一宇宙速度为( )A .2aT πB .2gT πC .T agD .2T a ag + 11、(多选)已知地球赤道上的物体随地球自转的线速度大小为1v 、向心加速度大小为1a ,近地卫星的线速度大小为2v 、向心加速度大小为2a ,地球同步卫星的线速度大小为3v 、向心加速度大小为3a 。

6.5 宇宙航行 参考答案

6.5 宇宙航行  参考答案

参考答案6.5 宇宙航行 练习(1) 1. 22 2.1:3 3.B 4.B 5.略 6.344316GmT F π 7.(1)6:1 (2)1:36 8.AD 9.(1)2:1(2)14乙T 10. 7108.1⨯ 11.g h R T32)(4+π 12.231016.7⨯=M ,33107.2m kg ⨯=ρ6.5 宇宙航行 练习(2)1.【解析】选A.折断后的天线与卫星具有相同的速度,天线受到地球的万有引力全部提供其做圆周运动的向心力,情况与卫星的相同,故天线仍沿原轨道与卫星一起做圆周运动,A 对,B 、C 、D 错. 2.【解析】选B 、C.由公式v= 知,当r=R 地时,卫星运行速度为第一宇宙速度,若r>R 地,则v 小于第一宇宙速度,故A 错误,B 正确;在地面发射卫星时,其发射速度应大于第一宇宙速度,故C 正确;卫星在椭圆轨道的远地点,速度一定小于第一宇宙速度,D 错误. 3.4.【解析】选B.由于发射卫星需要将卫星以一定的速度送入运行轨道,在靠近赤道处的地面上的物体的线速度最大,发射时较节能,因此B 正确.5.6.【解析】选B.绕地飞行的人造卫星及其内所有物体均处于完全失重状态,故在卫星内部,一切由重力引起的物理现象不再发生或由重力平衡原理制成的仪器不能再使用.故天平、密度计、气压计不能再用,而测力计的原理是胡克定律,它可以正常使用,B项正确.7.【解析】选B、C、D.物体做匀速圆周运动时,物体所受的合外力方向一定要指向圆心.对于这些卫星而言,就要求所受的万有引力指向圆心,而卫星所受的万有引力都指向地心,所以A选项错误,B、C选项正确;对于同步卫星来说,由于相对地球表面静止,所以同步卫星应在赤道的正上空,因此D选项正确.8.【解析】选A.同步卫星的轨道半径远大于地球半径,它运行的速度小于第一宇宙速度,A错,C正确.同步卫星由于与地球自转同步且地球的万有引力提供它转动的向心力,据此可推出同步卫星一定在赤道的正上方,且距地面高度一定,即所有同步卫星的轨道半径都相同,B、D正确.9.10.11.12.13.【解析】(1)首先使航天飞机减速做近心运动,进入较低轨道上运行,此时其速度大于太空站的速度,当快要追上时,飞机再进行加速做离心运动,即可追上太空站.(2)航天飞机可以减速做近心运动进入较低轨道上躲避危险;或者加速做离心运动,进入更高的轨道上躲避危险.6.5 宇宙航行练习(371.A2.B3. B4.D5.D6.AB7.A8.BC9.BD 10.C 11.(1)0.97 (2)0.2km。

人教版高中物理必修二第6章万有引力和航天6.5宇宙航行练习题

人教版高中物理必修二第6章万有引力和航天6.5宇宙航行练习题

6.5 宇宙航行练习题一、单项选择题1.已知甲、乙两行星的半径之比为a,它们各自的第一宇宙速度之比为b,则以下结论不正确的是(...)A.甲、乙两行星的质量之比为b2a:1B.甲、乙两行星表面的重力加快度之比为b2:aC.甲、乙两行星各自卫星的最小周期之比为a: bD.甲、乙两行星各自卫星的最大角速度之比为a: b2.人造卫星甲、乙分别绕地球做匀速圆周运动,卫星乙是地球同步卫星,卫星甲、乙的轨道平面相互垂直,乙的轨道半径是甲轨道半径的325倍,某时辰两卫星和地心在同向来线上,且乙在甲的正上方(称为相遇),如下图。

在这此后,甲运动8 周的时间内,它们相遇了()A. 4 次B. 3 次C. 2 次D. 1 次3.现在,GPS车辆监控管理系统综合利用全世界卫星定位(GPS)、无线通讯(GSM)、地理信息系统( GIS)等多学科的前沿技术,实现了对车辆的监控管理及行车历史的记录。

平均散布在地球赤道平面上空的三颗同步通讯卫星能够实现除地球南、北极等少量地域外的“全世界通讯”。

已知地球半径 R,地球表面的重力加快度为g ,地球自转周期为下边列出的是对于三颗卫星随意两颗间距离L 的表达式,此中正确的选项是()T,A.L3R B.L 2 3RC.L3g3 4 2D.L3g3gR2T2gR2T 2 4 24.如下图,卫星 a 和 b,分别在半径相同的轨道上绕金星和地球做匀速圆周运动,已知金星的质量小于地球的质量,则()A.b的角速度较大B.b的周期较大C.a、b的线速度大小相等D.a、b的向心加快度大小相等5.一颗科学资源探测卫星的圆轨道经过地球两极上空,运动周期为T 1.5h,某时辰卫星经过赤道上 A 城市上空。

已知,地球自转周期T0,地球同步卫星轨道半径r ,万有引力常量为,依据上述条件()GA.能够计算地球的球半径B.能够计算地球的质量C.能够计算地球表面的重力加快度D.能够判定,再经过12h 该资源探测卫星第二次抵达 A 城市上空6.已知地球质量为月球质量的81 倍,地球半径约为月球半径的 4 倍.若在月球和地球表面相同高度处,以相同的初速度水平抛出物体,抛出点与落地址间的水平距离分别为s月和 s地,则s月: s地约为 ()A. 9: 4B. 6:1C. 3: 2D. 1: 17.从长久来看,火星是一个可供人类移居的星球.假定有一天宇航员乘宇宙飞船登岸了火星,在火星上做自由落体实验,获得物体自由着落h 所用的时间为t ,设火星半径为 R,据上述信息推测,宇宙飞船绕火星做圆周运动的周期不小于A.2R R t B.2 th hC.t h D.tR R h二、多项选择题8.地球半径为R0,地面重力加快度为g,若卫星在距地面R0处做匀速圆周运动,则()A.卫星速度为2R0 g gB.卫星的角速度为28R0gD.卫星周期为2R0C.卫星的加快度为2π2g9.在地面上以速度v 抛射一飞船后,这艘飞船绕地球转动,当将抛射速度提升到2v 时,飞船将可能()A.地球转动,轨道半径增大B.仍绕地球转动,轨道半径减小C.挣脱地球引力的约束,成为太阳系的小行星D.挣脱太阳引力的约束,飞向宇宙10.如下图,有A、 B两颗行星绕同一颗恒星O做圆周运动,旋转方向相同。

宇宙航行训练题

宇宙航行训练题

§6.5 宇 宙 航 行训练题班级 姓名 组题:冯2012-3-23 一、填空题1.地球对周围的物体有______________的作用,因而抛出的物体要___________。

但是,抛出的初速度越大,物体就会飞得越______________。

如果没有_____________,当速度足够大时,物体就永远不会落到地面上,将围绕地球转动,成为一颗绕地球运动的______________。

2.第一宇宙速度的表达式是______________和______________。

3.要使人造卫星绕地球运动,它进入地面附近的轨道速度必须等于或大于______________km/s ,并且小于______________km/s ;要使卫生脱离地球引力不再绕地球运动,成为人造卫星,必须使它的速度等于或大于______________km/s ;要想使它飞到太阳系以外的地方去,它的速度必须等于或大于______________km/s 。

二、选择题4. 人造卫星环绕地球运转的速率v=r gR /2,其中g 为地面处的重力加速度,R 为地球半径,r 为卫星离地球中心的距离.下面说法正确的是( )A.从公式可见,环绕速度与轨道半径的平方根成反比B.从公式可见,把人造卫星发射到越远的地方越容易C.上面环绕速度的表达式是错误的D.以上说法都错误5.人造卫星以地心为圆心,做匀速圆周运动,下列说法正确的是( )A.半径越大,速度越小,周期越小B.半径越大,速度越小,周期越大C.所有卫星的速度均是相同的,与半径无关D.所有卫星的角速度均是相同的,与半径无关6. 关于第一宇宙的速度,下面说法错误的是( )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轨道上的运行速度C .它是能使卫星进入近地圆形轨道的最小发射速度D .它是卫星在椭圆轨道上运动时近地点的速度7. 第一宇宙速度是物体在地球表面附近环绕地球做匀速圆周运动的速度.则有( )A.被发射的物体质量越大,第一宇宙速度越大B.被发射的物体质量越小,第一宇宙速度越大C.第一宇宙速度与被发射物体的质量无关D.第一宇宙速度与地球的质量有关8.同步卫星离地心距离为r ,运行速度为v 1,加速度为a 1.地球赤道上的物体随地球自转的加速度为a 2,第一宇宙速度为v 2,地球半径为R.则以下正确的是( ) A.R r a a =21B.221)(R r a a =C.R r v v =21D.2121)(R r v v =三、计算题9.一颗人造卫星在离地面高度等于地球半径的圆形轨道上运行,已知卫星的第一宇宙速度是v 1=7.9km/s ,求:(1)这颗卫星运行的线速度多大?(2)它绕地球运动的向心加速度多大?10. 地球的两颗人造卫星质量之比m 1∶m 2=1∶2,轨道半径之比r 1∶r 2=1∶2.求:(1)线速度之比;(2)角速度之比;(3)运行周期之比;(4)向心力之比.。

6.5 航天练习、答案

6.5 航天练习、答案

6.5 宇宙航行 姓名:___________班级:___________学号:___________成绩:___________(一)三大宇宙速度第一宇宙速度17.9/v km s = 是卫星最大的运行速度,也是卫星最小的发射速度第二宇宙速度211.2/v km s = 脱离地球第三宇宙速度316.7/v km s = 脱离太阳(二)、近地卫星1、轨道:以地心为圆心的圆形轨道2、万有引力提供向心力=n F F 引(三)同步卫星1、轨道:在赤道的正上方2、定周期:T=24小时3、离地高度:h=36000km4、线速度,角速度,向心加速度大小为定值1.地球人造卫星绕地球做匀速圆周运动,其飞行速率( )A .大于7.9km/sB .介于7.9~11.2km/s 之间C .小于7.9km/sD .一定等于7.9km/s2.两质点相距L 时,它们之间的万有引力为F ,当它们的距离变为2L 时,它们之间的万有引力为( )A .2FB .F/2C .F/4D .4F3.关于地球同步卫星,下列说法正确的是( )A 、它的周期与地球自转周期相同B 、它的周期、速度大小不一定都相同C 、我国发射的同步通讯卫星可以定点在北京上空D 、我国发射的同步通讯卫星必须定点在赤道上空4.同步地球卫星相对地面静止不动,犹如悬在高空中,下列说法错误..的是( ) A .同步卫星处于平衡状态B .同步卫星的速率是唯一的C .各国的同步卫星都在同一圆周上运行D. 同步卫星加速度大小是唯一的5.若人造卫星绕地球做匀速圆周运动,则离地面越近的卫星( )A .速度越大B .角速度越大C .向心加速度越大D .周期越长6.若探月飞船绕月运行的圆形轨道半径增大,则飞船的( )A .线速度大小不变B .线速度增大C .周期不变D .周期增大7.如图中的圆a 、b 、c ,其圆心均在地球自转轴线上,则关于同步卫星的轨道下列说法正确的是( )A .可能为aB .可能为bC .可能为cD .一定为a8.关于地球同步通讯卫星,下列说法正确的是( )A.它一定在赤道上空运行B.各国发射的这种卫星轨道半径都一样C.它运行的线速度一定小于第一宇宙速度D.它运行的线速度介于第一和第二宇宙速度之间9.已知某星球的质量为 M ,星球半径为 R ,表面的重力加速度为g ,引力常量为G ,则该星球的第一宇宙速度可表达为( )A .gRB .R GMC .2gRD .gR10.火星有两颗卫星,分别是火卫一和火卫二,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11.宇宙飞船要与环绕地球运转的轨道空间站对接,飞船为了追上轨道空间站( )A.只能从较低轨道上加速B.只能从较高轨道上加速C.只能从与空间站同一高度轨道上加速D.无论在什么轨道上,只要加速都行12.关于地球同步通讯卫星,下述说法正确的是:( )A .同步通讯卫星上的物体处于超重状态B .它运行的线速度介于第一和第二宇宙速度之间C .地球同步通讯卫星的轨道是唯一的(赤道上方一定高度处)D .它可以通过北京的正上方13.三颗人造地球卫星A 、B 、C 在地球的大气层外沿如图所示的轨道做匀速圆周运动,已知m A = m B > m C ,则三个卫星( )A .线速度大小的关系是v A >vB =v CB .周期关系是T A <T B =T CC .向心加速度大小的关系是a A >a B >a CD .向心力大小的关系是F A >F B >F C。

6.5宇宙航行 习题

6.5宇宙航行 习题

6.5宇宙航行习题1.下列关于三种宇宙速度的说法中不正确的是( )A.第一宇宙速度v1=7.9 km/s,第二宇宙速度v2=11.2 km/s,则人造卫星绕地球在圆轨道上运行时的速度大于等于v1,小于v2B.美国发射的“凤凰号”火星探测卫星,其发射速度小于第三宇宙速度C.第二宇宙速度是在地面附近使物体可以挣脱地球引力束缚,成为绕太阳运行的人造小行星的最小发射速度D.第一宇宙速度7.9 km/s是人造地球卫星绕地球做圆周运动的最大运行速度2.已知地球的质量约为火星质量的10倍,地球的半径约为火星半径的2倍,则航天器在火星表面附近绕火星做匀速圆周运动的速率约为( )A.3.5 km/s B.5.0 km/sC.17.7 km/s D.35.2 km/s3.可以发射一颗这样的人造地球同步卫星,使其圆轨道( )A.与地球表面上某一纬线(非赤道)是共面同心圆B.与地球表面上某一经线所决定的圆是共面同心圆C.与地球表面上的赤道线是共面同心圆,且卫星相对地球表面是静止的D.与地球表面上的赤道线是共面同心圆,且卫星相对地球表面是运动的4.地球同步卫星到地心的距离r可由r3=a2b2c4π2求出.已知式中a的单位是m,b的单位是s,c的单位是m/s2,则( )A.a是地球半径,b是地球自转的周期,c是地球表面处的重力加速度B.a是地球半径,b是同步卫星绕地心运动的周期,c是同步卫星的加速度C.a是赤道周长,b是地球自转的周期,c是同步卫星的加速度D.a是地球半径,b是同步卫星绕地心运动的周期,c是地球表面处的向心加速度5.同步卫星离地心距离为r,运行速度为v1,加速度为a1,地球赤道上的物体随地球自转的加速度为a2,第一宇宙速度为v2,地球半径为R,则以下正确的是( )A.a1a2=rRB.a1a2=⎝⎛⎭⎪⎫rR2C.v1v2=rRD.v1v2=⎝⎛⎭⎪⎫rR26.我国发射“天宫二号”空间实验室,之后发射“神舟十一号”飞船与“天宫二号”对接.假设“天宫二号”与“神舟十一号”都围绕地球做匀速圆周运动,为了实现飞船与空间实验室的对接,下列措施可行的是( )A.使飞船与空间实验室在同一轨道上运行,然后飞船加速追上空间实验室实现对接B.使飞船与空间实验室在同一轨道上运行,然后空间实验室减速等待飞船实现对接C.飞船先在比空间实验室半径小的轨道上加速,加速后飞船逐渐靠近空间实验室,两者速度接近时实现对接D.飞船先在比空间实验室半径小的轨道上减速,减速后飞船逐渐靠近空间实验室,两者速度接近时实现对接7.如图所示,在发射同步卫星时,先将卫星发射至近地圆轨道1,然后再次点火进入椭圆形的过渡轨道2,最后将卫星送入同步轨道3.轨道1、2相切于Q点,2、3相切于P点,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( )A.卫星在轨道3上的速率大于在轨道1上的速率B.卫星在轨道3上的角速度大于在轨道1上的角速度C.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D.卫星在轨道3上的加速度大于在轨道1上的加速度8.航天员王亚平在“神舟十号”飞船中进行了首次太空授课.下列关于飞船发射和在圆轨道上运行时的说法中,正确的是( )A.飞船的发射速度和运行速度都等于7.9 km/sB .飞船的发射速度大于7.9 km/s ,运行速度小于7.9 km/sC .飞船比同步卫星的发射速度和运行速度都大D .王亚平空中授课中的水球实验是在发射过程进行的9.有a 、b 、c 、d 四颗地球卫星,a 还未发射,在地球赤道上随地球表面一起转动,b 处于地面附近的近地轨道上正常运动,c 是地球同步卫星,d 是高空探测卫星,各卫星排列位置如图所示,则有( )A .a 的向心加速度等于重力加速度gB .b 在相同时间内转过的弧长最长C .c 在4小时内转过的圆心角是π/6D .d 的运动周期有可能是20小时10.我国自主研制的“嫦娥三号”,携带“玉兔”月球车已实现安全软着陆.若已知月球质量为m 月,半径为R ,引力常量为G ,以下说法正确的是( )A .若在月球上发射一颗绕月球做圆周运动的卫星,则最大运行速度为 RGm 月 B .若在月球上发射一颗绕月球做圆周运动的卫星,则最小周期为2πR Gm 月C .若在月球上以较小的初速度v 0竖直上抛一个物体,则物体上升的最大高度为R 2v 202Gm 月D .若在月球上以较小的初速度v 0竖直上抛一个物体,则物体从抛出到落回抛出点所用时间为R 2v 0Gm 月11.星球上的物体脱离星球引力所需的最小速度称为第二宇宙速度.星球的第二宇宙速度v 2与第一宇宙速度v 1的关系是v 2=2v 1.已知某星球的半径为r ,它表面的重力加速度为地球表面重力加速度g 的16.不计其他星球的影响,则该星球的第二宇宙速度为( )A .grB . 16gr C .13gr D .13gr12.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?。

课时作业29:6.5 宇宙航行

课时作业29:6.5  宇宙航行
10.2014年10月8日,月全食带来的“红月亮”亮相天空,引起人们对月球的关注.我国发射的“嫦娥三号”探月卫星在环月圆轨道绕行n圈所用时间为t,如图所示.已知月球半径为R,月球表面处重力加速度为g月,引力常量为G.试求:
(1)月球 质量M;
(2)月球的第一宇宙速度v1;
(3)“嫦娥三号”卫星离月球表面高度h.
通过万有引力提供向心力,列出等式通过已知量确定未知.
若在除赤道所在平面外的任意点,假设实现了“同步”,那它的运动轨道所在平面与受到地球的引力就不在一个平面上,这是不可能的.所以同步卫星只能在赤道的正上方.
因为同步卫星要和地球自转同步,即ω相同,根据 ,因为ω是一定值,所以r也是一定值,所以同步卫星离地心 距离是一定的.故C正确;
B.第一宇宙速度是人造地球卫星绕地球飞行的最小速度
C.第二宇宙速度是卫星在椭圆轨道上运行时的最大速度
D.第三宇宙速度是发射人造地球卫星的最小速度
3.关于人造卫星下列说法正确的是()
A.如果人造卫星因受到空气阻力,所以其运转半径逐渐减小,它的势能逐渐减小,动能逐渐增大,机械能逐渐变大.
B.如果人造卫星的轨道半径是地球半径的n倍的同步卫星的向心加速度是地面附近重力加速度的1/n
C.速度越大,周期越小D.速度越大,周期越大
5.同步卫星指相对地面不动的人造地球卫星,下列说法正确的是()
A.它可以在地面上任一点的正上方,且离地心的距离可按需要选择不同值
B.它可以在地面上任一点的正上方,但离地心的距离是一定的
C.它只能在赤道的正上方,且离地心的距离是一定的
D.它只能在赤道的正上方,但离地心的距离可按需要选择不同值
2.【答案】A
【解析】第一宇宙速度是人造地球卫星的最小发射速度,也是地球卫星绕地球飞行的最大速度,A对,B错;第二宇宙速度是在地面上发射物体,使之成为绕太阳运动或绕其他行星运动的人造卫星所必需的最小发射速度,C错;第三宇宙速度是在地面上发射物体,使之飞到太阳系以外的宇宙空间所必需的最小发射速度,D错.

6.5宇宙航行专项练习含答案

6.5宇宙航行专项练习含答案

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.它是能使卫星进入同步卫星轨道所需的发射速度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:选B.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,其大小等于人造卫星靠近地球表面做圆周运动的速度.故选B.2.2012年6月18日,神舟九号飞船与天宫一号目标飞行器在离地面343 km的近圆形轨道上成功进行了我国首次载人空间交会对接.对接轨道所处的空间存在极其稀薄的大气.下列说法正确的是()A.为实现对接,两者运行速度的大小都应介于第一宇宙速度和第二宇宙速度之间。

B.如不加干预,在运行一段时间后,天宫一号的动能可能会增加C.如不加干预,天宫一号的轨道高度将缓慢降低D.航天员在天宫一号中处于失重状态,说明航天员不受地球引力作用解析:选BC.本题虽为天体运动问题,但题中特别指出存在稀薄大气,所以应从变轨角度入手.第一宇宙速度和第二宇宙速度为发射速度,天体运动的速度为环绕速度,均小于第一宇宙速度,选项A错误;天体运动过程中由于大气阻力,速度减小,导致需要的向心力F n=mv2r减小,做向心运动,向心运动过程中,轨道高度降低,且万有引力做正功,势能减小,动能增加,选项B、C正确;航天员在太空中受地球引力,地球引力全部提供航天员做圆周运动的向心力,选项D错误.3.我国的第十六颗北斗卫星“北斗-G6”定点于地球静止轨道东经°.由此,具有完全自主知识产权的北斗系统首先具备为亚太地区提供高精度、高可靠定位、导航、授时服务,并具短报文通信能力.其定位精度优于20 m,授时精度优于100 ns.关于这颗“北斗-G6”卫星以下说法中正确的有()A.这颗卫星轨道平面与东经°的经线平面重合B.通过地面控制可以将这颗卫星定点于杭州正上方C.这颗卫星的线速度大小比离地350 km高的“天宫一号”空间站线速度要大¥D.这颗卫星的周期一定等于地球自转周期解析:选D.定点于地球静止轨道的第十六颗北斗卫星“北斗-G6”是同步卫星,卫星轨道平面在赤道平面,卫星的周期一定等于地球自转周期,选项A错误、D正确;不能通过地面控制将这颗卫星定点于杭州正上方,选项B错误;这颗卫星的线速度大小比离地350km 高的“天宫一号”空间站线速度要小,选项C 错误.4.假设地球的质量不变,而地球的半径增大到原来半径的2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 B .1/2倍 C .1/2倍 D .2倍解析:选B.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地认为是地球的半径,且地球对卫星的万有引力充当向心力.故有公式GMm /R 2=mv 2/R 成立.所以解得:v =GM /R ,因此,当M 不变,R 增加为2R 时,v 减小为原来的12倍,即正确的选项为B.5.研究表明,地球自转在逐渐变慢,3亿年前地球自转的周期约为22小时.假设这种趋势会持续下去,地球的其他条件都不变,未来人类发射的地球同步卫星与现在的相比( )A .距地面的高度变大B .向心加速度变大} C .线速度变大 D .角速度变大 解析:选A.本题应抓住同步卫星与地球自转周期相同这一特征,结合万有引力定律和牛顿第二定律进行求解.A .地球的自转周期变大,则地球同步卫星的公转周期变大.由GMm R +h 2=m 4π2T 2(R +h ),得h =3GMT 24π2-R ,T 变大,h 变大,A 正确.B .由GMm r 2=ma ,得a =GM r 2,r 增大,a 减小,B 错误.C .由GMm r 2=mv 2r ,得v =GMr ,r 增大,v 减小,C 错误. D .由ω=2πT 可知,角速度减小,D 错误.6.由于阻力的原因,人造卫星绕地球做匀速圆周运动的半径逐渐减小,则下列说法正确的是( )A .运动速度变大B .运动周期减小C .需要的向心力变大D .向心加速度减小&解析:选ABC.设地球质量为M ,卫星质量为m ,轨道半径为r ,运行周期、线速度和角速度分别为T 、v 、ω.根据牛顿第二定律得:G Mm r 2=m v 2r =mω2r =m 4π2T 2r解得v =GM r ;ω=GM r 3;T =4π2r 3GM 向心加速度a =GM r 2=v 2r =ω2r =4π2T 2r需要的向心力等于万有引力提供的向心力F 需=G Mm r 2根据轨道半径r 逐渐减小,可以得到v 、ω、a 、F 需都是增大的而周期T 是减小的.7.西昌卫星发射中心发射的中圆轨道卫星,其轨道半径为×107 m .它与另一颗同质量的同步轨道卫星(轨道半径为×107 m)相比( )A .向心力较小B .动能较大%C .发射速度都是第一宇宙速度D .角速度较小解析:选B.由题知,中圆轨道卫星的轨道半径r 1小于同步卫星轨道半径r 2,卫星运行时的向心力由万有引力提供,根据F 向=G Mm r 2知,两卫星的向心力F 1>F 2,选项A 错误;根据G Mm r 2=mv 2r =mω2r ,得环绕速度v 1>v 2,角速度ω1>ω2,两卫星质量相等,则动能E k1>E k2,故选项B 正确、选项D 错误;根据能量守恒,卫星发射得越高,发射速度越大,第一宇宙速度是卫星最小的发射速度,因此两卫星的发射速度都大于第一宇宙速度,且v 01<v 02,选项C 错误.8.一颗人造卫星在离地面高度等于地球半径的圆形轨道上运行,已知地球的第一宇宙速度为v 1=7.9 km/s ,g =9.8 m/s 2.(1)这颗卫星运行的线速度为多大(2)绕地球运动的向心加速度为多大(3)质量为1 kg 的仪器放在卫星内的平台上,仪器的重力为多大它对平台的压力有多大 解析:(1)卫星近地运行时,有G Mm R 2=m v 21R…卫星离地面的高度为R 时,有G Mm 2R 2=m v 222R由以上两式得v 2=v 12=2×2 km/s≈ km/s (2)卫星离地面的高度为R 时,有G Mm 2R 2=ma 靠近地面时,有GMm R 2=mg解得a =14g = m/s 2(3)在卫星内,仪器的重力等于地球对它的吸引力,则G ′=mg ′=ma =1× N = N由于卫星内仪器的重力完全用于提供做圆周运动的向心力,仪器处于完全失重状态,所以仪器对平台的压力为零.·答案:(1) km/s (2) m/s 2(3) N 09.质量为m 的登月器与航天飞机连接在一起,随航天飞机绕月球做半径为3R (R 为月球半径)的圆周运动.当它们运动到轨道的A 点时,登月器被弹离,航天飞机速度变大,登月器速度变小且仍沿原方向运动,随后登月器沿椭圆轨道登上月球表面的B 点,在月球表面逗留一段时间后,经快速启动仍沿原椭圆轨道回到分离点A 与航天飞机实现对接,如图所示.已知月球表面的重力加速度为g 月.科学研究表明,天体在椭圆轨道上运行的周期的平方与轨道半长轴的立方成正比.(1)登月器与航天飞机一起在圆轨道上绕月球运行的周期是多少(2)若登月器被弹离后,航天飞机的椭圆轨道的长轴为8R ,为保证登月器能顺利返回A 点实现对接,则登月器可以在月球表面逗留的时间是多少解析:(1)设登月器和航天飞机在半径为3R 的圆轨道上运行时的周期为T ,因其绕月球做圆周运动,所以满足G Mm 3R 2=m ⎝⎛⎭⎫2πT 2·3R .同时,月球表面的物体所受重力和引力的关系满足G Mm R 2=mg 月联立以上两式得T =6π3R g 月(2)设登月器在小椭圆轨道运行的周期是T 1,航天飞机在大椭圆轨道运行的周期是T 2.依题意,对登月器有T 23R3=T 212R 3,解得T 1=269T 对航天飞机有T 23R 3=T 224R 3,解得T 2=839T 为使登月器沿原椭圆轨道返回到分离点A 与航天飞机实现对接,登月器可以在月球表面逗留的时间t 应满足:t =nT 2-T 1(其中n =1、2、3、…)故t =839nT -269T =4π(4n -2) R g 月(其中n =1、2、3、…). 答案:(1)6π 3R g 月 (2)4π(4n -2) R g 月(n =1、2、3、…)。

课时作业28:6.5宇宙航行

课时作业28:6.5宇宙航行

第5节 宇宙航行 第6节 经典力学的局限性基础过关1.(多选)通过观测冥王星的卫星,可以推算出冥王星的质量。

假设卫星绕冥王星做匀速圆周运动,除了引力常量外,至少还需要两个物理量才能计算出冥王星的质量。

这两个物理量可以是( ) A.卫星的速度和角速度 B.卫星的质量和轨道半径 C.卫星的质量和角速度 D.卫星的运行周期和轨道半径解析 知道卫星的速度和角速度,由v =ωr 可求得卫星的轨道半径,根据G Mm r 2=m v 2r ,即可求得冥王星的质量,选项A 正确;根据G Mm r 2=m ⎝ ⎛⎭⎪⎫2πT 2r ,知道卫星的运行周期和轨道半径,可求得冥王星的质量,选项D 正确;求冥王星的质量,不需要知道卫星的质量,选项B 、C 错误。

答案 AD2.(2019·吉林高一检测)近地卫星线速度为7.9 km/s ,已知月球质量是地球质量的181,地球半径是月球半径的3.8倍,则在月球上发射“近月卫星”的环绕速度约为( ) A.1.0 km/s B.1.7 km/s C.2.0 km/sD.1.5 km/s解析 由G MmR 2=m v 2R 得近地(月)卫星的线速度为v =GMR。

近月卫星与近地卫星的线速度之比为v 2v 1=M 2R 1M 1R 2= 3.881,所以近月卫星的线速度v 2=0.22 v 1=0.22×7.9 km/s≈1.7 km/s,选项B正确。

答案 B3.(多选)如图1所示为北斗导航系统的部分卫星,每颗卫星的运动可视为匀速圆周运动。

下列说法正确的是()图1A.在轨道运行的两颗行星a、b的周期相等B.在轨道运行的两颗行星a、c的线速度大小v a<v cC.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a a<a b解析根据万有引力提供向心力,得T=2πr3GM,因为a、b的轨道半径相等,故a、b的周期相等,选项A正确;因v=GMr,c的轨道半径小于a的轨道半径,故线速度大小v a<v c,选项B正确;因ω=GMr3,c的轨道半径小于b的轨道半径,故角速度大小ωb<ωc,选项C正确;因a=GMr2,a的轨道半径等于b的轨道半径,故向心加速度大小a a=a b,选项D错误。

65宇宙航行专项练习含答案

65宇宙航行专项练习含答案

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.它是能使卫星进入同步卫星轨道所需的发射速度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:选B.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,其大小等于人造卫星靠近地球表面做圆周运动的速度.故选B.2.2012年6月18日,神舟九号飞船与天宫一号目标飞行器在离地面343 km的近圆形轨道上成功进行了我国首次载人空间交会对接.对接轨道所处的空间存在极其稀薄的大气.下列说法正确的是()A.为实现对接,两者运行速度的大小都应介于第一宇宙速度和第二宇宙速度之间B.如不加干预,在运行一段时间后,天宫一号的动能可能会增加C.如不加干预,天宫一号的轨道高度将缓慢降低D.航天员在天宫一号中处于失重状态,说明航天员不受地球引力作用解析:选BC.本题虽为天体运动问题,但题中特别指出存在稀薄大气,所以应从变轨角度入手.第一宇宙速度和第二宇宙速度为发射速度,天体运动的速度为环绕速度,均小于第一宇宙速度,选项A错误;天体运动过程中由于大气阻力,速度减小,导致需要的向心力2vm减小,做向心运动,向心运动过程中,轨道高度降低,且万有引力做正功,势=F n r能减小,动能增加,选项B、C正确;航天员在太空中受地球引力,地球引力全部提供航天员做圆周运动的向心力,选项D错误.3.我国的第十六颗北斗卫星“北斗-G6”定点于地球静止轨道东经110.5°.由此,具有完全自主知识产权的北斗系统首先具备为亚太地区提供高精度、高可靠定位、导航、授时服务,并具短报文通信能力.其定位精度优于20 m,授时精度优于100 ns.关于这颗“北斗-G6”卫星以下说法中正确的有()A.这颗卫星轨道平面与东经110.5°的经线平面重合B.通过地面控制可以将这颗卫星定点于杭州正上方C.这颗卫星的线速度大小比离地350 km高的“天宫一号”空间站线速度要大.这颗卫星的周期一定等于地球自转周期D.是同步卫星,卫星G6”解析:选D.定点于地球静止轨道的第十六颗北斗卫星“北斗-正确;不能错误、D轨道平面在赤道平面,卫星的周期一定等于地球自转周期,选项A错误;这颗卫星的线速度大小比离通过地面控制将这颗卫星定点于杭州正上方,选项B 错误.地350 km高的“天宫一号”空间站线速度要小,选项C 倍,那么从地球发射人造卫星4.假设地球的质量不变,而地球的半径增大到原来半径的2) 的第一宇宙速度的大小应为原来的(2 B.倍1/A.2倍2倍 D. C.1/2倍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地选B.解析:vm/认为是地球的半径,且地球对卫星的万有引力充当向心力.故有公式GMmR=22R/1倍,减小为原来的增加为2R时,vvR=GM/,因此,当M不变,R成立.所以解得:2B.即正确的选项为小时.假设这种趋势3亿年前地球自转的周期约为225.研究表明,地球自转在逐渐变慢,) 未来人类发射的地球同步卫星与现在的相比(会持续下去,地球的其他条件都不变,.向心加速度变大 B A.距地面的高度变大.角速度变大 DC.线速度变大结合万有引力定律和牛本题应抓住同步卫星与地球自转周期相同这一特征,解析:选A. 顿第二定律进行求解.24πGMmm=,)R+A.地球的自转周期变大,则地球同步卫星的公转周期变大.由h(2T2?R+?h32GMT 正确.h变大,A=-R,T得h变大,24πGMGMm B错误.r 增大,a减小,,=ma,得a=.由B22rr2vmGMGMm,r增大,v减小,v=C错误.,得=.由C2rrr2π可知,角速度减小,D错误.=.由ωD T6.由于阻力的原因,人造卫星绕地球做匀速圆周运动的半径逐渐减小,则下列说法正确的是().运动周期减小B .运动速度变大A..向心加速度减小 DC.需要的向心力变大,运行周期、线速度和角,卫星质量为m,轨道半径为r设地球质量为解析:选ABC.M、ω.根据牛顿第二定律得:速度分别为T、vv224πMmm ω=m=2Gr=mr22rTr234πrGMGM==T;ω解得v;=3GMrrv224πGM向心加速度a===ω2r=r22rTrMm需要的向心力等于万有引力提供的向心力F=G 需2r根据轨道半径r逐渐减小,可以得到v、ω、a、F都是增大的而周期T是减小的.需7m.它与另一颗同质量10 .西昌卫星发射中心发射的中圆轨道卫星,其轨道半径为2.8×77m)相比(×10) 的同步轨道卫星(轨道半径为4.2A.向心力较小B.动能较大C.发射速度都是第一宇宙速度D.角速度较小解析:选B.由题知,中圆轨道卫星的轨道半径r小于同步卫星轨道半径r,卫星运行时21Mm的向心力由万有引力提供,根据F=G知,两卫星的向心力F>F,选项A错误;向212r2vmMm 根据G==mω2r,得环绕速度v>v,角速度ω>ω,两卫星质量相等,则动21122rr 能E>E,故选项B正确、选项D错误;根据能量守恒,卫星发射得越高,发射速度k2k1越大,第一宇宙速度是卫星最小的发射速度,因此两卫星的发射速度都大于第一宇宙速度,且v<v,选项C错误.02018.一颗人造卫星在离地面高度等于地球半径的圆形轨道上运行,已知地球的第一宇宙速度2. 9.8 m/s,g==为v7.9 km/s1(1)这颗卫星运行的线速度为多大?(2)绕地球运动的向心加速度为多大?(3)质量为1 kg的仪器放在卫星内的平台上,仪器的重力为多大?它对平台的压力有多大?卫星近地运行时,有(1)解析:v2Mm1m= G2RR卫星离地面的高度为R时,有v2Mm2=m G2R2?2R?v7.9×21=v由以上两式得 km/s≈=5.6 km/s222(2)卫星离地面的高度为R时,有Mm=ma G2?2R?GMm靠近地面时,有=mg 2R1解得a=2=2.45 m/sg4(3)在卫星内,仪器的重力等于地球对它的吸引力,则G′=mg′=ma=1×2.45 N=2.45 N由于卫星内仪器的重力完全用于提供做圆周运动的向心力,仪器处于完全失重状态,所以仪器对平台的压力为零.2 (2)2.45 m/s(1)5.6 km/s答案:(3)2.45 N09.质量为m的登月器与航天飞机连接在一起,随航天飞机绕月球做半径为3R(R为月球半径)的圆周运动.当它们运动到轨道的A点时,登月器被弹离,航天飞机速度变大,登月器速度变小且仍沿原方向运动,随后登月器沿椭圆轨道登上月球表面的B点,在月球表面逗留一段时间后,经快速启动仍沿原椭圆轨道回到分离点A与航天飞机实现对接,如图所示.已知月球表面的重力加速度为g科学研究表明,天体在椭圆月.轨道上运行的周期的平方与轨道半长轴的立方成正比.(1)登月器与航天飞机一起在圆轨道上绕月球运行的周期是多少?(2)若登月器被弹离后,航天飞机的椭圆轨道的长轴为8R,为保证登月器能顺利返回A点实现对接,则登月器可以在月球表面逗留的时间是多少?解析:(1)设登月器和航天飞机在半径为3R的圆轨道上运行时的周期为T,因其绕月球2πMm??做圆周运动,所以满足G=m23R.同时,月球表面的物体所受重力和引力的关·T2?R3?.Mm系满足G=mg月2RR36π联立以上两式得T=g月. (2)设登月器在小椭圆轨道运行的周期是T,航天飞机在大椭圆轨道运行的周期是T2122TT621T,解得依题意,对登月器有==T1933?R?2?3R?22TT382T,解得对航天飞机有=T=2933??4R?3R?登月器可以在月球表面与航天飞机实现对接,为使登月器沿原椭圆轨道返回到分离点AnT应满足:t=逗留的时间t) …1T(其中n=、2、3、-12R6283=故t(其中n=1、2=-T4π(4n-2) 、3、…).nT99g月R3R(n=1、2-n答案:(1)6π(2)4π(42) 、3、…) gg月月.。

2023宇宙航行 巩固练习

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6.5宇宙的航行 巩固练习1.关于宇宙速度,下列说法正确的是( )A .第一宇宙速度是能使人造地球卫星飞行的最小发射速度B .第一宇宙速度是人造地球卫星绕地球飞行的最小速度C .第二宇宙速度是卫星在椭圆轨道上运行时的最大速度D .第三宇宙速度是发射人造地球卫星的最小速度[答案] A2.假设某行星的质量与地球质量相等,半径为地球的4倍,要从该行星上发射一颗绕它自身运动的卫星,那么“第一宇宙速度”(环绕速度)大小就为地球上的第一宇宙速度的( ) A.2倍 B.22倍 C.12倍 D .2倍[答案] C3.某同学设想驾驶一辆“陆地—太空”两用汽车,沿地球赤道行驶并且汽车相对于地球速度可以增加到足够大.当汽车速度增加到某一值时,它将成为脱离地面绕地球做圆周运动的“航天汽车”,不计空气阻力.下列说法正确的是( )A .汽车在地面上速度增加时,它对地面的压力增大B .当汽车速度增加到7.9 km/s 时,将离开地面绕地球做圆周运动C.此“航天汽车”环绕地球做圆周运动的最小周期为24 hD.在此“航天汽车”上可以用弹簧测力计测量物体的重力[答案]B4.当人造地球卫星已进入预定轨道后,下列说法中正确的是() A.卫星及卫星内的任何物体均不受重力作用B.卫星及卫星内的任何物体仍受重力作用,并可用弹簧测力计直接称出物体所受重力的大小C.如果卫星自然破裂成质量不相等的两块,则这两块仍按原来的轨道和周期运行D.如果在卫星内将一个物体自由释放,则卫星内观察者将可以看到物体做自由落体运动[答案]C5.如图所示,A、B两卫星绕着同一行星做匀速圆周运动,轨道半径分别为R1和R2,R1>R2,A、B的线速度分别为v1和v2,角速度分别为ω1和ω2,周期分别为T1和T2,则()A.v2>v1,ω2>ω1,T2<T1B.v2<v1,ω2>ω1,T2>T1C.v2>v1,ω2<ω1,T2>T1D.v2<v1,ω2<ω1,T2<T1[答案]A6.我国的第十六颗北斗卫星“北斗-G6”定点于地球静止轨道东经110.5°.由此,具有完全自主知识产权的北斗系统首先具备为亚太地区提供高精度、高可靠定位、导航、授时服务,并具短报文通信能力.其定位精度优于20 m,授时精度优于100 ns.关于这颗“北斗-G6”卫星以下说法中正确的有()A.这颗卫星轨道平面与东经110.5°的经线平面重合B.通过地面控制可以将这颗卫星定点于杭州正上方C.这颗卫星的线速度大小比离地350 km高的“天宫一号”空间站线速度要大D.这颗卫星的周期一定等于地球自转周期[答案]D7.(多选)2011年8月,“嫦娥二号”成功进入了绕“日地拉格朗日点”的轨道,我国成为世界上第三个造访该点的国家,如图所示,该拉格朗日点位于太阳与地球连线的延长线上,一飞行器位于该点,在几乎不消耗燃料的情况下与地球同步绕太阳做圆周运动,则此飞行器的()A.线速度大于地球的线速度B.向心加速度大于地球的向心加速度C.向心力仅由太阳的引力提供D.向心力仅由地球的引力提供[答案]AB8.当人造卫星进入轨道做匀速圆周运动后,下列叙述正确的是() A.在任何轨道上运动时,地球球心都在卫星的轨道平面内B.卫星运动速度一定等于7.9 km/sC.卫星内的物体仍受重力作用,并可用弹簧测力计直接测出所受重力的大小D.因卫星处于完全失重状态,所以在卫星轨道处的重力加速度等于零[答案]A9.(多选)图中的甲是地球赤道上的一个物体,乙是“神舟十号”宇宙飞船(周期约90 min),丙是地球的同步卫星,它们运行的轨道示意图如图所示,它们都绕地心做匀速圆周运动.下列有关说法中正确的是()A.它们运动的向心加速度大小关系是a乙>a丙>a甲B.它们运动的线速度大小关系是v乙<v丙<v甲C.已知甲运动的周期T甲=24 h,可计算出地球的密度ρ=3πGT2甲D.已知乙运动的周期T乙及轨道半径r乙,可计算出地球的质量M=4π2r 3乙GT 2乙 [答案] AD10.火星探测项目是我国继神舟载人航天工程、嫦娥探月工程之后又一个重大的太空探索项目.假设火星探测器在火星表面附近圆形轨道运行的周期为T 1,神舟飞船在地球表面附近的圆形轨道运行周期为T 2,火星质量与地球质量之比为p ,火星半径与地球半径之比为q ,则T 1与T 2之比为( )A.pq 3B.1pq 3 C.p q 3 D.q 3p[答案] D11.(多选)设地球同步卫星离地心的距离为r ,运行速率为v 1,加速度为a 1,地球赤道上的物体随地球自转的向心加速度为a 2,第一宇宙速度为v 2,地球半径为R ,则( )A.a 1a 2=r R B .a 1a 2=R 2r 2 C.v 1v 2=R 2r 2 D.v 1v 2=R r [答案] AD12.(多选)如图所示是“嫦娥三号”飞船登月的飞行轨道示意图,下列说法正确的是( )A.在地面出发点A附近,即刚发射阶段,飞船处于超重状态B.从轨道上近月点C飞行到月面着陆点D,飞船处于失重状态C.飞船在环绕月球的圆轨道上B处需点火减速才能进入椭圆轨道D.飞船在环绕月球的椭圆轨道上B处的加速度小于在圆轨道上B处的加速度[答案]AC13.设想一颗返回式月球软着陆器完成了对月球表面的考察任务后,由月球表面回到围绕月球做圆周运动的轨道舱,其过程如图所示.设轨道舱的质量为m,月球表面的重力加速度为g,月球的半径为R,轨道舱到月球中心的距离为r,引力常量为G,试求:(1)月球的质量.(2)轨道舱的速度和周期.[答案] (1)g R 2G (2)R g r 2πrR r g14.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,它们再一次相距最近?[答案](1)2π(R+h)3gR2(2)2πgR2(R+h)3-ω0。

6.5宇宙航行同步练习(人教版必修2)

6.5宇宙航行同步练习(人教版必修2)

6.5 宇宙航行同步练习一、单项选择题(本题包括6小题)1.(创新题)2010年10月1日,我国成功发射了第二颗探月卫星“嫦娥二号”,关于“嫦娥二号”卫星的地面发射速度,以下说法正确的是( )A.等于7.9 km/sB.介于7.9 km/s和11.2 km/s之间C.小于7.9 km/sD.介于11.2 km/s和16.7 km/s之间2.地球半径为R,地面上重力加速度为g,在高空绕地球做匀速圆周运动的人造卫星,其线速度的大小可能是( )A. B.C. D.23.(2011·哈尔滨高一检测)当人造卫星进入轨道做匀速圆周运动后,下列叙述正确的是( )A.在任何轨道上运动时,地球球心都在卫星的轨道平面内B.卫星运动速度一定等于7.9 km/sC.卫星内的物体仍受重力作用,并可用弹簧测力计直接测出所受重力的大小D.因卫星处于完全失重状态,所以卫星轨道所在处的重力加速度等于零4.(2011·南阳高一检测)如图所示,在同一轨道平面上,有绕地球做匀速圆周运动的卫星a、b、c,某时刻它们处在同一直线上,则( )A.经过一段时间,它们将同时第一次回到原位置B.卫星c受到的向心力最小C.卫星b的周期比c大D.卫星a的角速度最大5.(2011·石家庄高一检测)设土星绕太阳的运动为匀速圆周运动,若测得土星到太阳的距离为R,土星绕太阳运动的周期为T,万有引力常量G已知,根据这些数据,不能求出的量有( ) A.土星线速度的大小 B.土星加速度的大小C.土星的质量D.太阳的质量6.(2010·江苏高考)2009年5月,航天飞机在完成对哈勃空间望远镜的维修任务后,在A 点从圆形轨道Ⅰ进入椭圆轨道Ⅱ,B为轨道Ⅱ上的一点,如图所示,关于航天飞机的运动,下列说法中错误的是( )A.在轨道Ⅱ上经过A的速度小于经过B的速度B.在轨道Ⅱ上经过A的动能小于在轨道Ⅰ上经过A的动能C.在轨道Ⅱ上运动的周期小于在轨道Ⅰ上运动的周期D.在轨道Ⅱ上经过A的加速度小于在轨道Ⅰ上经过A的加速度二、非选择题(本题包括2小题,要有必要的文字叙述)7.宇航员在地球表面以一定初速度竖直向上抛出一小球,经过时间t小球落回原处;若他在某星球表面以相同的初速度竖直上抛同一小球,小球需经过时间5t落回原处.(取地球表面重力加速度g=10 m/s2,空气阻力不计)(1)求该星球表面附近的重力加速度g′;(2)已知该星球的半径与地球半径之比为R星∶R地=1∶4,求该星球的质量与地球质量之比M 星∶M地.8.(挑战能力)在地球上通讯,如果用同步卫星转发的无线电话与对方通话,至少等多长时间才能听到对方的回话?已知地球半径为R,地球表面重力加速度为g,地球的自转周期为T,无线电信号的传播速度为c.答案解析1.【解析】选B.“嫦娥二号”探月卫星是以直奔38万公里远地点的方式发射的,所以其地面发射速度大于7.9 km/s,但由于它并没有脱离地球的引力范围,所以小于11.2 km/s,故B正确.2.【解析】选B.贴近地表运行的卫星的线速度是所有绕地球做匀速圆周运动卫星的最大环绕速度,其大小为v=,所以高空卫星的线速度应小于,故B正确,A、C、D错误.3.【解析】选A.由于地球对卫星的万有引力提供向心力,所以球心必然是卫星轨道的圆心,A正确.只有贴近地表做匀速圆周运动的卫星的速度等于7.9 km/s,其他卫星的线速度小于7.9 km/s,B错误.卫星绕地球做匀速圆周运动,其内部的物体处于完全失重状态,弹簧测力计无法测出其重力,地球在卫星轨道处产生的重力加速度等于其向心加速度,并不等于零,C、D错误.4.【解析】选D.由T=2π、ω=可知,轨道运动半径越大,卫星周期越大,所以c的周期最大,a的周期最小、角速度最大,故经过一定时间,a先回到原位置,A、C错误,D正确.由F=G可知,不知三颗卫星质量的关系,无法判断他们受到的万有引力大小的关系,B错误.5.【解析】选C.根据已知数据可求:土星的线速度大小v=、土星的加速度a=、太阳的质量M=,无法求土星的质量,所以选C.6.【解析】选D.根据开普勒定律可知,卫星在近地点的速度大于在远地点的速度,A说法正确;由轨道Ⅰ变到轨道Ⅱ要减速,所以B说法正确;类比于行星椭圆运动,由开普勒第三定律可知,=k,因R2<R1,所以T2<T1,C说法正确;根据a= ,在飞船运动到轨道Ⅰ和轨道Ⅱ上的A点时加速度相等,D说法错误.独具【方法技巧】卫星变轨问题的处理技巧卫星变轨问题是天体运动中的难点,处理此类问题有以下两点技巧:(1)当卫星绕天体做匀速圆周运动时,万有引力提供向心力,由,得v= ,由此可见轨道半径r越大,线速度v越小.当由于某原因速度v突然改变时,若速度v减小,则F>m,卫星将做近心运动,轨迹为椭圆,若速度v增大,则F<m,卫星将做离心运动,轨迹为椭圆,此时可用开普勒三定律分析其运动.(2)卫星到达椭圆轨道与圆轨道的切点时,卫星受到的万有引力相同,所以加速度相同. 7.【解析】(1)由题意及竖直上抛运动规律知:小球在地球表面向上抛出至落回原处经历时间为t=小球在某星球表面向上抛出至落回原处经历时间为5t=联立以上两式得g′= g=2 m/s2(2)根据g=,得M=故有:M星∶M地==1∶80答案:(1)2 m/s2 (2)1∶808.【解析】地球同步卫星的周期与地球自转周期T相同,设卫星离地面高度为h,则卫星绕地球做匀速圆周运动时,万有引力提供向心力,有:G=m(R+h)在地表附近:G =mg解得:h=信号传递的最短距离为2h,收话人(在地球上)收到发话人的信号立即回话,信号又需要传播2h的距离才能到达发话人,由此可知最短时间为t=()答案:()。

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6.5宇宙航行
编写:鲁江涛审核:李长有2014-2-11
1.人造地球卫星绕地球做匀速圆周运动,其速度是下列的( )
A.一定等于7.9 km/sB.等于或小于7.9 km/s
C.一定大于7.9 km/sD.介于7.9~11.2 km/s之间
2.人造卫星以地心为圆心,做匀速圆周运动,下列说法正确的是()
A.半径越大,速度越小,周期越小B.半径越大,速度越小,周期越大
C.所有卫星的速度均是相同的,与半径无关
D.所有卫星的角速度均是相同的,与半径无关
3. 关于第一宇宙的速度,下面说法错误的是()
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轨道上的运行速度
C.它是能使卫星进入近地圆形轨道的最小发射速度
D.它是卫星在椭圆轨道上运动时近地点的速度
4.人造卫星由于受大气阻力,轨道半径逐渐减小,则线速度和周期变化情况为()
A.线速度增大,周期增大B.线速度增大,周期减小
C.线速度减小,周期增大D.线速度减小,周期减小
5.绕地球做匀速圆周运动的宇宙飞船中有一质量为10千克的物体挂在弹簧秤上3.一颗人造卫星在离地面高度等于地球半径的圆形轨道上运行,已知卫星的第一宇宙速度是v1=7.9km/s,求:
(1)这颗卫星运行的线速度多大?
(2)它绕地球运动的向心加速度多大?
(3)质量为1kg的仪器放在卫星内的平台上,仪器的重力多大?它对平台的压力有多大?
14、在某星球上,宇航员用弹簧称称得质量为 的砝码的重为 ,乘宇宙飞船在靠近该星球表面空间飞行,测得其环绕周期是 。根据上述数据,试求该星球的质量
A.线速度之比vA∶vB=1∶3B.向心加速度之比aA∶aB=1∶3
C.向心力之比FA∶FB=1∶18D.周期之比TA∶TB=3∶1
12. 高空遥感探测卫星在距地球表面高为h处绕地球转动,如果地球质量为M,地球半径为R,人造卫星质量为m,万有引力常量为G,试求:
(1)人造卫星的线速度多大?
(2)人造卫星绕地球转动的周期是多少?
A.M1对M2引力比M2对M1的引力大
B.M1运动周期比M2运动周期长
C.M1运动半径比M2运动半径小
D.M1运动速率比M2运动速率大
10.一艘宇宙飞船绕一个不知名的行星表面飞行,要测定该行星的密度,仅仅需要测定
A.运行周期TB.环绕半径rC.行星的体积VD.运行速度v
11.两颗人造卫星A和B的质量之比为1∶2,它们的轨道半径之比为3∶1,某时刻它们恰好与地球在同一条直线上,可知两颗卫星的
A.绕行的最大线速度为 B.绕行的最小周期为
C.在距地面高为R处的绕行速度 D.在距地面高为R处的周期为
9.如图4所示,天文观测中发现宇宙中存在着“双星”。所谓双星,是两颗质量分别为M1和M2的星球,它们的距离为r,而r远远小于它们跟其它天体之间的距离,这样的双星将绕着它们的连线上的某点O作匀速圆周运动。如图所示。现假定有一双星座,其质量分别为M1和M2,且M1>M2,用我们所学的知识可以断定这两颗星
A.等于98N B.小于98N C.大于98N D.等于0
6.地球半径为 ,地球附近的重力加速度为 ,则在离地面高度为 处的重力加速度是( )
A. B. C. D.
7.两颗人造卫星A、B绕地球做圆周运动,周期之比为 ,则轨道半径之比和运动速率之比分别为()
A. , B. ,
C. , D. ,
8.人造卫星绕地球做匀速圆周运动,设地球的半径为R,地面处的重力加速度为g,则人造卫星:()
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