【全程方略】高中物理 6.5 宇宙航行 经典力学的局限性课后巩固作业 新人教版必修2(1).doc

【全程方略】2012-2013版高中物理 6.5 宇宙航行 经典力学的局限性课后巩固作业 新人教版必修2一、选择题(本题包括6小题，每小题5分，共30分。每小题至少一个选项正确)1.(2012广州高一检测)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/sc.卫星绕地球做匀速圆周运动的速度不能大于7.9 km/sd.卫星在降落过程中向下减速时处于超重状态2.两颗人造卫星a、b绕地球做圆周运动的周期之比tatb=18，则轨道半径之比和运动速率之比分别为( )a.rarb=41 vavb=12b.rarb=41 vavb=21c.rarb=14 vavb=21d.rarb=14 vavb=123.已知某天体的第一宇宙速度为8 km/s，则在高度为该天体半径的3倍的轨道上宇宙飞船的运行速度为( )a2 km/sb4 km/sc4 km/sd2 km/s4.(2012浙江高考)如图所示，在火星与木星轨道之间有一小行星带。假设该带中的小行星只受到太阳的引力，并绕太阳做匀速圆周运动。下列说法正确的是( )a.太阳对各小行星的引力相同b.各小行星绕太阳运动的周期均小于一年c.小行星带内侧小行星的向心加速度值大于外侧小行星的向心加速度值d.小行星带内各小行星圆周运动的线速度值大于地球公转的线速度值5.2011年11月3日和14日，“神舟八号”飞船与“天宫一号”目标飞行器顺利完成两次交会对接。关于它们的交会对接，以下说法正确的是( )a.飞船在同轨道上加速直到追上“天宫一号”完成对接b.飞船从较低轨道，通过加速追上“天宫一号”完成对接c.在同一轨道上的“天宫一号”通过减速完成与飞船的对接d.若“神舟八号”与“天宫一号”原来在同一轨道上运动，则不能通过直接加速或减速某飞行器的方式完成对接6.(2011广东高考)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d.卫星运行的向心加速度小于地球表面的重力加速度二、非选择题(本题包括2小题，共20分，要有必要的文字叙述)7.(10分)月球的质量约为地球质量的1/81，半径约为地球半径的1/4，地球上第一宇宙速度约为7.9 km/s,则月球上第一宇宙速度约为多少？8.(10分)恒星演化发展到一定阶段，可能成为横行世界的“侏儒”中子星，中子星的半径很小，一般为7 km20 km,但它的密度大得惊人.若某中子星的密度为1.21017 kg/m3,半径为10 km，那么该中子星的第一宇宙速度约为多少？(g=6.671011 nm2/kg2)(结果保留两位有效数字)答案解析1.【解析】选c、d。由v=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。2.【解析】选c。由开普勒第三定律得，得，故选项c正确。3.【解析】选b。由得线速度v=，第一宇宙速度v=，故飞船的速度v=8 km/s=4 km/s，b正确。4.【解题指南】各小行星做匀速圆周运动需要的向心力由万有引力提供，根据万有引力提供向心力和牛顿第二定律可快速解答。【解析】选c。根据万有引力定律f=g可知，由于各小行星的质量和到太阳的距离不同，万有引力不同，选项a错误；设太阳的质量为m，小行星的质量为m，由万有引力提供向心力，则g=，则各小行星做匀速圆周运动的周期t=，因为各小行星的轨道半径r大于地球的轨道半径，所以各小行星绕太阳运动的周期均大于地球的周期一年，选项b错误；向心加速度a=,内侧小行星到太阳的距离小，向心加速度大，选项c正确；由g=得小行星的线速度v=，小行星做圆周运动的轨道半径大于地球的公转轨道半径，线速度小于地球绕太阳公转的线速度，选项d错误。【变式备选】“探路者”号宇宙飞船在宇宙深处飞行过程中，发现a、b两颗天体各有一颗靠近表面飞行的卫星，并测得两颗卫星的周期相等，以下判断错误的是( )a天体a、b表面的重力加速度与它们的半径成正比b两颗卫星的线速度一定相等c天体a、b的质量可能相等d天体a、b的密度一定相等【解析】选a、b。由g=mg得g=，天体a、b表面的重力加速度与它们的质量、半径均有关系，a错。两颗卫星的线速度各等于两天体的第一宇宙速度v=,由于不知天体a、b的质量、半径关系，故不能确定两颗卫星靠近天体表面飞行的线速度是否相等，b错,c对。由得天体的质量m=故天体的密度=,天体a、b的密度一定相等,d对。5.【解析】选b、d。“神舟八号”飞船与“天宫一号”目标飞行器正确对接的方法是处于较低轨道的“神舟八号”飞船在适当位置通过适当加速，恰好提升到“天宫一号”目标飞行器所在高度并与之交会对接。若“神舟八号”与“天宫一号”原来在同一轨道上运动，后面的飞行器加速会上升到较高运动轨道，前面的飞行器减速会下降到较低的运动轨道，这样都不会完成交会对接。综上所述，a、c错误，b、d正确。6.【解析】选b、d。对同步卫星由万有引力提供向心力得所以h=-r,故a错误；第一宇宙速度是最大的环绕速度，b正确；同步卫星运动的向心力由万有引力提供，应为f=,c错误；同步卫星的向心加速度为a同=，地球表面的重力加速度a表=,知a表a同，d正确。【总结提升】巧解卫星运动问题(1)建立模型：不管是自然天体(如月球)还是人造卫星，只要它们是在绕某一中心天体做圆周运动，就可以将其简化为质点的匀速圆周运动模型。(2)列方程求解：根据中心天体对环绕天体的万有引力提供向心力：列出合适的向心力表达式进行求解。(3)巧用“黄金代换gm=gr2”若不知天体的质量m，但知道其表面的重力加速度g，则可利用物体在天体表面的重力等于万有引力，列出方程g=mg，继而“gm=gr2”，用“gr2”替代“gm”，将问题简单化。7.【解析】对绕地球表面做匀速圆周运动的卫星有对绕月球表面做匀速圆周运动的卫星有由以上