高三物理专项基础训练 第21练 人造卫星 宇宙速度(1).doc

第21练 人造卫星 宇宙速度一、单项选择题（每小题只有一个选项符合题意）1.不久前欧洲天文学就发现了一颗可能适合人类居住的行星，命名为“格利斯581c” .该行星的质量是地球的5倍，直径是地球的1.5倍.设想在该行星表面附近绕行星沿圆轨道运行的人造卫星的动能为ek1，在地球表面附近绕地球沿圆轨道运行的同质量的人造卫星的动能为ek2，则为 （ ） a.0.13 b.0.3 c.3.33 d.7.52.一艘宇宙飞船在预定轨道上做匀速圆周运动，在该飞船的密封舱内，下列实验能够进行的是 （ ）3.某人造卫星运动的轨道可近似看做是以地心为中心的圆.由于阻力作用，人造卫星到地心的距离从r1慢慢变到r2，用ek1、ek2分别表示卫星在这两个轨道上的动能，则（ ） a. r1r2，ek1ek2 b. r1r2，ek1ek2 c. r1r2，ek1ek2 d. r1r2，ek1ek24.银河系中的恒星中大约四分之一是双星.某双星由质量不等的星体s1和s2构成，两星在相互之间的万有引力作用下绕两者连线上某一定点o做匀速圆周运动.由天文观察测得其运动周期为t，s1到o点的距离为r1、s1到s2间的距离为r，已知引力常量为g.由此可求出s2的质量为 （ ） a. b. c. d.5.如图所示关于静止地球赤道上的物体a，贴着地面运行的人造卫星b，相对地球静止的人造卫星c，下列说法中正确的是 （ ） a.物体a和卫星c具有相同的加速度，但均小于卫星b的加速度 b.卫星b的运行速度大于卫星c，卫星c的速度大于物体a c.卫星b的运行周期大于物体a，物体a的周期等于卫星c的周期 d.若它们的质量相等，则所受合外力量大的是卫星c二、多项选择题（每小题有多个选项符合题意）6.可以发射这样一颗人造地球卫星，使其圆轨道 （ ） a.与地球表面上某一纬度线（非赤道）是共面同心圆 b.与地球表面上某一经度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，且卫星相对地面是静止的 d.与地球表面上的赤道线是共面同心圆，但卫星相对地面是运动的7.在发射地球同步卫星的过程中，卫星首先进入椭圆轨道，然后在q点通过改变卫星速度，让卫星进入地球同步轨道，则 （ ） a.该卫星的发射速度必定大于11.2km/s b.卫星在同步轨道上的运行速度大于7.9km/s c.在轨道上，卫星在p点的速度大于在q点的速度 d.卫星在q点通过加速实现由轨道进入轨道8.地球的同步卫星质量为m，离地面的高度为h，若地球的半径为r0，地球表面处的重力加速度为g0，地球自转角速度为0，则同步卫星所受的地球对它的万有引力的大小为（ ） a. b. c. d.9.土卫十和土卫十一是土星的两颗卫星，都沿近似为圆周的轨道绕土星运动.其参数如表：卫星半径（m）卫星质量（kg）轨道半径（m）土卫十8.901042.0110181.511018土卫十一5.701045.6010171.51103两卫星相比土卫十 （ ） a.受土星的万有引力较大 b.绕土星的圆周运动的周期较大 c.绕土星做圆周运动的向心加速度较大 d.动能较小三、计算或论述题10.一颗在赤道上空运行的人造卫星，其轨道半径r=2r（r为地球半径），卫星的运动方向与地球自转方向相同.已知地球自转的角速度为，地球表面处的重力加速度为g.（1）求人造卫星绕地球转动的角速度；（2）若某时刻卫星通过赤道上某建筑物的正上方，求它下次通过该建筑物上方需要的时间.11.计划发射一颗距离地面高度为地球半径r0的圆形轨道地球卫星，卫星轨道平面与赤道片面重合，已知地球表面的重力加速度为g.（1）求出卫星绕地心运动周期t；（2）设地球自转周期t0，该卫星绕地旋转方向与地球自转方向相同，则在赤道上一点的人能连续看到该卫星的时间是多少？12.我国首个月球探测计划“嫦娥工程”将分三个阶段实施，大约用十年左右时间完成，这极大的提高了同学们对月球的关注程度.以下是某同学就有关月球的知识设计的两个问题，请你解答：（1）若已知地球半径为r，地球表面的重力加速度为g，月球绕地球运动的周期为t，且把月球绕地球的运动近似看做是匀速圆周运动.试求出月球绕地球运动的轨道半径；（2）若某位宇航员随登月飞船登陆月球后，在月球表面某处以速度v0竖直向上抛出一个小球，经过时间t，小球落回到抛出点.已知月球半径为r月，引力常量为g.试求出月球质量m月.13.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各处在日照条件下的情况全部拍摄下来，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，地面处的得力加速度为g，地球自转的周期为t.14.2003年8月29日，火星、地球和太阳处于三点一线，上演“火星冲日”的天象奇观.这是6万年来火星距地球最近的一次，与地球之间的距离只有5.576107km，为人类研究火星提供了最佳时机.图示为美国宇航局最新公布的“火星冲日”的虚拟图.则有（ ） a.2003年8月29日，火星的线速度大于地球的线速度 b.2003年8月29日，火星的线速度小于地球的线速度 c.2004年8月29日，火星又回到了该位置 d.2004年8月29日，火星还没有回到该位置15.宇宙中存在一些离其他恒星较远的、由质量相等的三颗星组成的三星系统，通常可忽略其他星体对它们的引力作用.已观测到稳定的三星系统存在两种基本的构成形式：一种是三颗星位于同一直线上，两颗星围绕中央星在同一半径为r的圆轨道上运行；另一种形式是三颗星位于等边三角形的三个项点上，并沿外接于等边三角形的圆形轨道运行.设每个星体的质量均为m.（1）试求第一种形式下，星体运动的线速度和周期；（2）假设两种形式星体的运动周期相同，第二种形式下星体之间的距离应为多少？第21练 人造卫星 宇宙速度1.c2.c 解析 飞船在预定轨道上做匀速圆周运动，飞船内的一切物体都处于完全失重状态，与重力有关的现象都消失.3.b 解析 卫星作近心运动，半径变小，速度变大.4.d 解析 双星模型，两星间的万有引力提供向心力，角速度相等，质量与半径成反比.5.b 6.cd 解析 万有引力提供向心力，卫星轨道的圆心与地心重合.7.cd 8.bcd 9.bd10.地球对卫星的万有引力提供做圆周运动的向心力，即，地同表面附近的重力加速度把r=2r代入，解方程可得（2）卫星下次通过该建筑物上方时，卫星比地球多转2rad，所需时间11.（1）万有引力提供向心力，则，得：（2）如图所示设人在b1位置刚好看见卫星出现在a1位置，最后在b2位置看到卫星从a2位置消失，oa1=2ob1，有a1ob1=a2ob2=，从b1到b2时间为t，则有12.（1）根据万有引力定律和向心力公式：解得：（2）设月球表面处的重力加速度为g月，根据题意有：解得：13.侦察卫星绕地球做匀速圆周运动的周期设为t1，有：地面处重力加速度为g1，有：得到卫星的周期（其中r=h+r），地球自转的周期为t，在卫星绕行一周时，地球自转过的角度为，摄像机应拍摄赤道圆周的弧长14.bd15.（1）第