《第六章万有引力与航天》第5节宇宙航行课时练案.doc

课时练案第5节 宇宙航行1.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、高度、速度大小都是一定的C.我国发射的同步通信卫星可以定点在北京上空D.我国发射的同步通信卫星必须定点在赤道上空2.可以发射一颗这样的人造地球卫星，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，且卫星相对地球表面是静止的D.与地球表面上的赤道线是共面同心圆，但卫星相对于地球表面是运动的3.在绕地球运行的人造卫星系统内，下列仪器还可以使用的有（ ）A.天平B.测力计C.密度计D.气压计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（ ）A. 2倍B. 22C.12D.2倍图6-5-35.如图6-5-3所示，a、b、c是地球大气层外圆形轨道上运行的三颗人造卫星。a、b质量相同，且小于c的质量，下列判断正确的是（ ）A.b、c的线速度大小相等，且大于a的线速度B.b、c的周期相等，且大于a的周期C.b、c的向心加速度大小相等，且大于a的向心加速度D.b所需的向心力最小6.假定有甲、乙两颗卫星绕地球运动的轨道都是圆，卫星甲的运行速率比卫星乙的大，则下列说法中正确的是（ ）A.卫星甲的运行周期一定比卫星乙的长B.卫星甲距地面的高度一定比卫星乙的高C.卫星甲的向心力一定比卫星乙的小图6-5-4D.卫星甲的加速度一定比卫星乙的大7.某卫星的运行轨道为椭圆轨道，如图6-5-4所示，其近地点M和远地点N的高度分别为439 km和2 384 km，则（ ）A.卫星在M点的速度小于N点的速度B.卫星在M点的角速度大于N点的角速度C.卫星在M点的加速度大于N点的加速度D.卫星在N点的速度大于7.9 km/s8.宇宙飞船在轨道上运行，由于地面指挥人员发现某一火箭残体的轨道与飞船轨道有一交点，通知航天员某一时间飞船有可能与火箭残体相遇。航天员随即开动飞船上的发动机使飞船加速，脱离原轨道，关于飞船的运动，下列说法正确的是（ ）A.飞船高度降低B.飞船高度升高C.飞船周期变小D.飞船的向心加速度变大9.探测器绕月球做匀速圆周运动，变轨后在周期较小的轨道上仍做匀速圆周运动，则变轨后与变轨前相比（ ）A.轨道半径变小B.向心加速度变小C.线速度变小D.角速度变小10.据报道，我国的数据中继卫星“天链一号01星”于2008年4月25日在西昌卫星发射中心发射升空，经过4次变轨控制后，于5月1日成功定点于东经77赤道上空的同步轨道。关于成功定点后的“天链一号01星”，下列说法正确的是（ ）A.运行速度大于7.9 km/sB.离地面高度一定，相对地面静止C.绕地球运行的角速度比月球绕地球运行的角速度大D.向心加速度与静止在赤道上物体的向心加速度大小相等图6-5-5 11.发射地球同步卫星时，先将卫星发射至近地圆轨道1，然后点火，使其沿椭圆轨道2运行，最后再次点火，将卫星送入同步圆轨道3。轨道1、2相切于Q点，轨道2、3相切于P点，如图6-5-5所示，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上的角速度小于在轨道1上的角速度C.卫星在轨道1上经过Q点时的加速度大于它在轨道2上经过Q点时的加速度D.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12.已知地球同步卫星离地面的高度约为地球半径的6倍。若某行星的平均密度为地球平均密度的一半，它的同步卫星距其表面的高度是其半径的2.5倍，则该行星的自转周期约为多大？13.某月球探测器在50 km的高度每天穿越月球两极上空10次。若以T表示该探测器在离月球表面高h处的轨道上做匀速圆周运动的周期，以R表示月球的半径。求：（1)该探测器运行时的向心加速度a；（2)月球表面的重力加速度g。参考答案1.ABD 解析：同步卫星位于赤道正上方一定高度处，其公转周期与地球自转周期相等，由此可知，选项A、B、D正确；选项C错误。2.CD 解析：发射人造地球卫星，必须使卫星受到的地球对它的万有引力提供向心力，所以不可能与地球表面上某一纬度线（非赤道)是共面同心圆，因为此时卫星受的万有引力与轨道半径有一非零的夹角，所以选项A错误；由于地球自转与卫星轨道面重合的经线不断变化，选项B错误，选项C正确；选项D也是可以的，只是卫星不是地球同步卫星。3.B 解析：绕地球飞行的人造卫星及其内部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，选项B正确。4.B 解析：因第一宇宙速度即为地球近地卫星的线速度，此时卫星的轨道半径近似的认为是地球的半径，且地球对卫星的万有引力充当向心力。故公式GMmR2=mv2R成立，解得v= GMR ，因此，当M不变，R增大为2R时，v减小为原来的 22，即选项B正确。5.BD 解析：由v= GMr 可知：vavb=vc，选项A错误；由GMmr2=mr 2T2可知，半径r越大，周期越长，选项B正确；由a=G Mr2可知，选项C错误；由F=mv2r可知：b的向心力最小，选项D正确。6.D 解析：卫星甲的速率大，由v=GMr 可知，卫星甲的轨道半径小，选项B错误；由公式T=2r3GM 可知卫星甲的周期小，选项A错误；由于不知道两颗卫星的质量，故无法判断其向心力的大小，选项C错误；卫星的加速度是指万有引力加速度，由GMmr2=ma得GMr2=a，可知卫星甲的加速度比乙的大，选项D正确。7.BC 解析：根据GMmr2=ma=mv2r，得a=GMr2,v=GMr ,知卫星在M点的速度大于在N点的速度，在M点的加速度大于在N点的加速度，故选项A错误，选项C正确；根据GMmr2=m2r，得= GMr3 ，知选项B正确；7.9 km/s是卫星绕地球做匀速圆周运动的最大环绕速度，故选项D错误。8.B 解析：当宇宙飞船加速时，它所需向心力增大，因此飞船做离心运动，轨道半径增大，由此知选项A错误，选项B正确；由T=2r3GM 可知，r增大，T增大，故选项C错误；由a=GMr2知，r增大，a变小，选项D错误。9.A 解析：由GMmr2=m42rT2知T=2r3GM ，变轨后T减小，则r减小，故选项A正确；由GMmr2=ma，知r减小，a变大，故选项B错误；由G Mmr2=mv2r知v= GMr，r减小，v变大，故选项C错误；由=2T知T减小，变大，故选项D错误。10.BC 解析：由题意知，定点后的“天链一号01星”是同步卫星，即T=24 h。由v= GMr 知，运行速度应小于第一宇宙速度，选项A错误；由于是同步卫星，所以离地高度一定，选项B正确；由=2T知，选项C正确；由a=r2知，赤道上物体的轨道半径小于同步卫星的轨道半径，故赤道上物体的向心加速度小于同步卫星的向心加速度，选项D错误。11.BD 解析：由v= GMr 知，因为r3r1，所以v3r1，所以31，选项B正确；由a=GMr2知，卫星在轨道1上经Q点时的加速度为地球引力产生的加速度，与在轨道2上经过Q点时产生的加速度相等，选项C错误；同理可知，卫星在轨道2上经P点时的加速度等于它在轨道3上经过P点时的加速度，选项D正确。12.12小时 解析：设地球半径为R，密度为1，自转周期为T1，设行星半径为r，密度为2，自转周期为T2，根据万有引力定律得G143R3m7R2=m427RT12G243r3m3.5r2