《2018版高中物理第六章万有引力与航天作业12宇宙航行经典力学的局限性新人教版》由会员分享，可在线阅读，更多相关《2018版高中物理第六章万有引力与航天作业12宇宙航行经典力学的局限性新人教版（7页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、课时作业(十二)一、选择题1(多选)下列关于三种宇宙速度的说法中正确的是()A人造卫星绕地球在圆轨道上运行时的速度大于等于7.9 km/s，小于11.2 km/sB美国发射的“凤凰号”火星探测卫星，其发射速度大于第三宇宙速度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答案CD解析根据v可知，卫星的轨道半径r越大，即距离地面越远，卫星的运行速度越小，v17.9 km/s是人造地球卫星绕地球做圆周运动的最大运行速度，D项正确；实际上，由于人造卫星的轨道半径都大于地球半径，故卫星
2、绕地球在圆轨道上运行时的速度都小于第一宇宙速度，A项错误；美国发射的“凤凰号”火星探测卫星，仍在太阳系内，所以其发射速度小于第三宇宙速度，B项错误；第二宇宙速度是在地面附近使物体挣脱地球束缚而成为太阳的一颗人造行星的最小发射速度，C项正确2(多选)下列关于地球同步卫星的说法正确的是()A它的周期与地球自转同步，但高度和速度可以选择，高度增大，速度减小B它的周期、高度、速率都是一定的C我们国家发射的同步通讯卫星定点在北京上空D我国发射的同步通讯卫星也定点在赤道上空答案BD解析同步卫星的轨道平面过地心，且相对地面静止，只能在赤道上空，它的高度一定，速率一定，周期一定，与地球自转同步，故B、D项正确
3、3如图所示，甲、乙两颗卫星以相同的轨道半径分别绕质量为M和2M的行星做匀速圆周运动下列说法正确的是()A甲的向心加速度比乙的小B甲的运行周期比乙的小C甲的角速度比乙的大D甲的线速度比乙的大答案A解析由ma知a，因M甲M，M乙2M，r甲r乙，故a甲T乙，B项错误由m2r知2，据已知条件得甲乙，C项错误由知v2，据已知条件得v甲v乙，D项错误4宇航员在月球上做自由落体实验，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)根据上述信息推断，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.B.C. D.答案B解析设月球表面的重力加速度为g，由物体“自由落体”可得
4、hgt2，飞船在月球表面附近做匀速圆周运动，可得Gm，在月球表面附近mg，联立得v，故B项正确5(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 B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GD卫星运行的向心加速度小于地球表面的重力加速度答案BD解析根据万有引力提供向心力，Gm(HR)，卫星距地面的高度为HR，A项错误；根据Gm，可得卫星的运行速度v，而第一宇宙速度为 ，故B项正确；卫星运行时受到的向心力大小为F向G，C项错误；根据Gma向，可得卫星运行的向心加速度为a向G，而地球表面
5、的重力加速度为gG，D项正确6.2009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点从圆形轨道进入椭圆轨道，B为轨道上的一点，如图所示关于航天飞机的运动，下列说法中正确的是()A在轨道上经过A点的速度大于经过B点的速度B在轨道上经过A点的速度小于在轨道上经过A点的速度C在轨道上经过A点的速度大于7.9 km/sD在轨道上经过A点的加速度小于在轨道上经过A点的加速度答案B解析在轨道上，近地点的速度最大，远地点的速度最小，A项错；在轨道上经过A点时，航天飞机做向心运动，这就说明在轨道上经过A点的速度小于轨道上经过A点的速度，B项对；7.9 km/s为第一宇宙速度值，它是最大的运行速度
6、，圆形轨道上的线速度小于7.9 km/s，在轨道上经过A点的速度又小于在轨道上经过A点的速度，所以C项错；根据牛顿第二定律，加速度跟航天飞机受到的万有引力成正比，所以在轨道上经过A点的加速度等于在轨道上经过A点的加速度，D项错误7请阅读短文，结合图示的情景，完成第(1)(3)题2013年12月14日，“嫦娥三号”(“玉兔”号月球车和着陆器)以近似为零的速度实现了月面软着陆下图为“嫦娥三号”运行的轨道示意图(1)着陆器承载着月球车在半径为100 km的环月圆轨道上运行过程中，下列判断正确的是()A月球车不受月球的作用力B着陆器为月球车提供绕月运动的向心力C月球车处于失重状态D月球车处于超重状态(
7、2)“嫦娥三号”发射后直接进入椭圆形地月转移轨道，其发射速度为()A16.7 km/sB大于7.9 km/s，小于11.2 km/sC7.9 km/sD11.2 km/s(3)“嫦娥三号”在下列位置中，受到月球引力最大的是()A太阳帆板展开的位置 B月球表面上的着陆点C环月椭圆轨道的近月点 D环月椭圆轨道的远日点答案(1)C(2)B(3)B解析(1)月球车在月球的引力作用下绕月球运动，A、B项错误；月球车在轨道运行时处于失重状态，C项正确，D项错误(2)发射速度应大于第一宇宙速度小于第二宇宙速度，故B项正确，A、C、D项错误(3)根据万有引力定律可知离月球最近的地点，受月球的引力最大，故B项正
8、确8(多选)如果把水星和金星绕太阳的运动视为匀速圆周运动，从水星与金星在一条直线上开始计时，若天文学家测得在相同时间内水星转过的角度为1，金星转过的角度为2(1、2均为锐角)，则由此条件能求出()A水星和金星绕太阳运动的周期之比B水星和金星到太阳的距离之比C水星和金星的密度之比D水星和金星绕太阳运动的向心加速度大小之比答案ABD解析由tt，可知，故能够求出水星和金星的周期之比；由开普勒第三定律，得，能够求出水星和金星到太阳的距离之比；由a2r，得，能够求出水星和金星的加速度之比；由Gm2r，得G2r，金星或水星做圆周运动的参量与其质量无关，不能求出水星和金星的密度之比二、非选择题9人造地球卫星
9、做半径为r，线速度大小为v的匀速圆周运动当其角速度变为原来的倍后，运动半径为_，线速度大小为_答案2rv解析由Gm2r可知，角速度变为原来的倍后，半径变为2r，由vr可知，角速度变为原来的倍后，线速度大小为v.10一颗人造地球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是v17.9 km/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1 kg的仪器放在卫星内的平台上，仪器的重力多大？它对平台的压力多大？解析(1)卫星近地运行时，有Gm卫星离地高度为R时，有Gm从而可得v25.6 km/s(2)卫星离地高度为R时，有Gma靠近地面
10、时，有Gmg从而可得ag/42.45 m/s2(3)在卫星内，仪器的重力就是地球对它的吸引力，则Gmgma2.45 N仪器处于完全失重状态，所以仪器对平台的压力为零11地球同步卫星绕地球运动的周期T11天，月球是地球的一颗自然界中的卫星，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h3.6104 km，则月球到地心的距离多大？(保留三位有效数字)答案3.84105 km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Gm1()2(Rh)Gm2()2r式除以式，得所以r(Rh)(3.60.64)104 km3.84105 km.
11、12侦察卫星在通过地球两极上空的圆轨道上运行，它的运行轨道距地面高度为h，要使卫星在一天的时间内将地面上赤道上的日照条件下的地方全都拍摄下来，卫星在通过赤道上空时，卫星上的摄像机至少应拍摄地面上赤道圆周的弧长是多少？设地球半径为R，地面上的重力加速度为g，地球自转周期为T.答案解析侦察卫星环绕地球一周，通过有日照的赤道一次，在卫星的一个周期时间(设为T1)内地球自转的角度为，只要角所对应的赤道弧长能被拍摄下来，则一天时间内，地面上赤道上在日照条件下的地方都能被拍摄下来设侦察卫星的周期为T1，地球对卫星的万有引力为卫星做圆周运动的向心力，卫星的轨道半径rRh，根据牛顿第二定律，则Gm(Rh)在地
12、球表面的物体重力近似等于地球的万有引力，即mgG联立，解得侦察卫星的周期为T1已知地球自转周期为T，则卫星绕行一周，地球自转的角度为2摄像机应拍摄赤道圆周的弧长为角所对应的圆周弧长应为sR2R13(2017海淀区校级月考)如图所示，一艘宇宙飞船绕着某行星做匀速圆周运动，已知飞船距行星表面高度为h，运动周期为T，引力常量为G，行星半径为R.求：(1)飞船做圆周运动的线速度v.(2)行星的质量M.(3)行星表面的重力加速度g.(4)行星的第一宇宙速度v0.解析(1)飞船做圆周运动的线速度为v.(2)行星对飞船的万有引力提供飞船所需的向心力，则：Gm(Rh)解得M(3)在行星表面，根据万有引力等于重力，得：Gmg解得g(4)卫星在行星附近做匀速圆周运动时的速度最大，即为第一宇宙速度，则：Gm得v0答：(1)飞船做圆周运动的线速度v是.(2)行星的质量M是.(3)行星表面的重力加速度g是.(4)行星的第一宇宙速度v0是.点评解决本题的关键是要掌握万有引力提供向心力和万有引力等于重力这两个理论，并能灵活运用
