2017_2018学年高中物理课下能力提升十一宇宙航行新人教版.docx

课下能力提升(十一)宇宙航行 基础练一、选择题1(2016惠州高一检测)某同学这样来推导第一宇宙速度：v m/s0.465103 m/s，其结果与正确值相差很远，这是由于他在近似处理中，错误地假设()A卫星的轨道是圆B卫星的向心力等于它在地球上所受的地球引力C卫星的轨道半径等于地球的半径D卫星的周期等于地球自转的周期2由于通信和广播等方面的需要，许多国家发射了地球同步卫星，这些卫星的()A质量可以不同B轨道半径可以不同C轨道平面可以不同D速率可以不同3研究表明，地球自转周期在逐渐改变，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，且地球的质量、半径都不变，若干年后()A近地卫星(以地球半径为轨道半径)的运行速度比现在大B近地卫星(以地球半径为轨道半径)的向心加速度比现在小C同步卫星的运行速度比现在小D同步卫星的向心加速度与现在相同4多选(2016东坡区高一检测)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D已知乙运动的周期T乙及轨道半径r乙，可计算出地球质量M5“神舟十号”与“天宫一号”在对接前，在各自轨道上运行，它们的轨道如图所示，假定它们都做匀速圆周运动，则()A宇航员在“神舟十号”上不受地球引力作用B“天宫一号”的运行周期比“神舟十号”长C“天宫一号”的加速度比“神舟十号”大D“神舟十号”运行速度较大，要减速才能与“天宫一号”对接二、非选择题6(2016潍坊高一检测)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。提能练一、选择题 1多选已知地球半径为R，质量为M，自转角速度为，地面重力加速度为g，万有引力常量为G，地球同步卫星的运行速度为v，则第一宇宙速度的值可表示为()A. B. C. DR2(2016舟山高一检测)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3火星探测器需由运载火箭发射升空并直接送入地火转移轨道，最后抵达火星。如果火星的质量为地球质量的，火星的半径为地球半径的。那么关于火星探测器，下列说法中正确的是()A探测器的发射速度只有达到了第三宇宙速度才可以发射成功B火星的密度是地球密度的倍C探测器在火星表面上的重力是在地球表面上重力的倍D火星探测器环绕火星运行的最大速度为绕地球运行的第一宇宙速度的2倍4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二、非选择题5(2016南通高一检测)已知地球半径为R，地球表面的重力加速度为g，地球自转的周期为T，试求地球同步卫星的向心加速度大小。6据报道：某国发射了一颗质量为100 kg，周期为1 h的人造环月卫星，一位同学记不住引力常量G的数值，且手边没有可查找的资料，但他记得月球半径为地球半径的，月球表面重力加速度为地球表面重力加速度的，经过推理，他认定该报道是则假新闻，试写出他的论证方案。(地球半径约为6.4103 km，g地取9.8 m/s2)答 案基础练1解析：选D第一宇宙速度是近地卫星绕地球做匀速圆周运动的线速度，其运行周期约为85分钟，该同学认为卫星的周期为24 h，因此得出错误的结果，故D正确。2解析：选A地球同步卫星的轨道平面与赤道平面重合，且具有确定的轨道半径、确定的速率、确定的周期，选项B、C、D错误；根据Gmr，可得Gr，所以卫星周期与卫星质量无关，同步卫星的质量是可以不同的，选项A正确。3解析：选C近地卫星由万有引力提供向心力，据Gm知，近地卫星的运行速度v ，地球的质量和半径都不变，故运行速度大小不变，所以A错误；近地卫星向心力由万有引力提供，据Gma知，卫星的向心加速度aG，地球质量和半径都不变，故向心加速度保持不变，所以B错误；万有引力提供圆周运动向心力，有Gmmr，周期T ，由于地球自转周期变大，故同步卫星的轨道高度r变大，又据 v 知，轨道半径r变大，卫星的线速度变小，所以C正确；据C分析知，同步卫星的r变大，据向心加速度 aG知，向心加速度减小，所以D错误。4解析：选AD对于乙和丙，由Gmrmanm可得T ，anG，v ，又T乙a丙，v乙v丙，B错误；又因为甲和丙的角速度相同，由an2r可得，a丙a甲，故a乙a丙a甲，A正确；甲是赤道上的一个物体，不是近地卫星，故不能由计算地球的密度，C错误；由Gmr乙可得，地球质量M，D正确。5解析：选B宇航员在“神舟十号”上也受地球引力作用，选项A错误；“神舟十号”与“天宫一号”在对接前，“天宫一号”的轨道半径大于“神舟十号”的轨道半径，根据Gmr可得T ，则“天宫一号”的运行周期比“神舟十号”长，选项B正确；根据aG可得，“天宫一号”的加速度比“神舟十号”小，选项C错误；“神舟十号”若减速，将做近心运动，会远离“天宫一号”的轨道，选项D错误。6解析：(1)设月球的质量为M，则在月球表面有Gmg，得月球质量Mg(2)设轨道舱的速度为v，周期为T，则Gm，得：vRGmr，得：T答案：(1)g(2)R提能练1解析：选ABC第一宇宙速度等于近地卫星运行的速度，由mg，解得第一宇宙速度v1 ，A、C正确；对同步卫星，设其运行半径为r，由vr，结合m得v1 ，B正确。2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，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，B错误；这颗卫星距离地球的高度约为3.6104 km，故其线速度大小比离地350 km高的“天宫一号”空间站线速度要小，C错误。3解析：选B探测器发射速度达到第二宇宙速度即可，A错误；，38，B正确；由mg知24，C错误；由m得v ， ，D错误。4解析：选B汽车在地面上运动时GFNm，故FNGm，当v增加时，FN减小，故汽车对地面的压力减小，A错误；当汽车的速度增加到7.9 km/s时，万有引力将全部用来提供向心力，汽车将离开地面绕地球做圆周运动，B正确；“航天汽车”环绕地球做圆周运动的最小周期要比24 h小得多，C错误；“航天汽车”中的物体处于完全失重状态，故无法用弹簧测力计测量物体的重力，D错误。5解析：设地球同步卫星离地