教科版必修2 3.4 人造卫星 宇宙速度 作业.doc

3.4 人造卫星 宇宙速度 作业一、选择题1关于我国发射的“亚洲一号”地球同步通讯卫星的说法，正确的是()a若其质量加倍，则轨道半径也要加倍b它在北京上空运行，故可用于我国的电视广播c它以第一宇宙速度运行d它运行的角速度与地球自转角速度相同解析：选d由gm知轨道半径与卫星质量无关，a错；同步卫星轨道必须和赤道平面重合，即卫星只能在赤道上空，不能在北京上空，b错；其运行速度小于第一宇宙速度，c错；同步卫星必和地球自转的角速度相同，d对2关于人造地球卫星及其中物体的超重、失重问题，下列说法中正确的是()a在发射过程中向上加速时产生超重现象b在降落过程中向下减速时产生超重现象c进入轨道后做匀速圆周运动，产生失重现象d失重是由于地球对卫星内物体的作用力减小而引起的解析：选abc超、失重是一种表象，是从重力和弹力的大小关系而定义的当向上加速时超重，向下减速时(a方向向上)也超重，故a、b正确卫星做匀速圆周运动时，万有引力完全提供向心力，卫星及卫星内的物体皆处于完全失重状态，故c正确失重的原因是重力(或万有引力)使物体产生了加速度，故d错3.我国发射的“神舟十号”飞船与目标飞行器“天宫一号”成功完成交会对接若二者对接前在各自稳定圆周轨道运行的示意图如图所示，二者运行方向相同，视为做匀速圆周运动，下列说法中正确的是()a为使“神舟十号”与“天宫一号”对接，可在当前轨道位置对“神舟十号”适当加速b“天宫一号”所在处的重力加速度比“神舟十号”大c“天宫一号”在发射入轨后的椭圆轨道运行阶段，近地点的速度大于远地点的速度d在“天宫一号”内，太空健身器、体重计、温度计都可以正常使用解析：选ac神舟十号适当加速后做离心运动可与天宫一号对接，选项a正确由于天宫一号距地面较远，所以天宫一号所在处的重力加速度比神舟十号小，选项b错由机械能守恒定律可知，“天宫一号”在发射入轨后的椭圆轨道运行阶段，近地点的速度大于远地点的速度，选项c正确在“天宫一号”内，处于完全失重状态，体重计不可以正常使用，选项d错4研究表明，地球自转在逐渐变慢，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，地球的其他条件都不变，未人类发射的地球同步卫星与现在的相比()a距地面的高度变大 b向心加速度变大c线速度变大 d角速度变大解析：选aa地球的自转周期变大，则地球同步卫星的公转周期变大由m(rh)，得hr，t变大，h变大，a正确b由ma，得a，r增大，a减小，b错误c由，得v，r增大，v减小，c错误d由可知，角速度减小，d错误5. 如图所示，在同一轨道平面上的几颗人造地球卫星a、b、c，在某一时刻恰好在同一直线上，下列说法正确的是()a根据v，可知三颗卫星的线速度vavbfbfcc三颗卫星的向心加速度aaabacd三颗卫星运行的角速度abvbvc，选项a错误；卫星受的万有引力fg，但三颗卫星的质量关系不知道，故它们受的万有引力大小不能比较，选项b错误；由gma得a，故aaabac，选项c正确；由gm2r得，故abc，选项d错误6“嫦娥二号”成功发射后，探月成为同学们的热门话题一位同学为了测算卫星在月球表面附近做匀速圆周运动的环绕速度，提出了如下实验方案：在月球表面以初速度v0竖直上抛一个物体，测出物体上升的最大高度h，已知月球的半径为r，便可测算出绕月卫星的环绕速度按这位同学的方案，绕月卫星的环绕速度为()av0 b v0 c v0 dv0 解析：选d绕月卫星的环绕速度即第一宇宙速度，v，对于竖直上抛的物体有v2gh，所以环绕速度为vv0 ，选项d正确7某次发射同步卫星的过程如下：先将卫星发射至近地圆轨道1，然后再次点火进入椭圆形的过渡轨道2，最后将卫星送入同步轨道3.轨道1、2相切于q点，2、3相切于p点，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上的角速度大于在轨道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点时的加速度解析：选d由gmmr2得，v，由于r1v3，13，a、b错；轨道1上的q点与轨道2上的q点是同一点，到地心的距离相同，根据万有引力定律及牛顿第二定律知，卫星在轨道1上经过q点时的加速度等于它在轨道2上经过q点时的加速度，同理卫星在轨道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，c错，d对8假设某飞船在离地球表面高h处的轨道上做周期为t的匀速圆周运动，地球的质量和半径分别为m和r，引力常量为g，在该轨道上，飞船()a运行的线速度大小为b运行的线速度小于第一宇宙速度c运行时的向心加速度大小为d宇航员太空行走时速度很小，可认为没有加速度解析：选b由公式v，故a项错误；设飞船质量为m，由公式gm得v ，而第一宇宙速度v1 ，故b项正确；因为gma向，所以a向，故c项错误；宇航员相对于飞船速度很小，但相对于地球，其行走速度很大，存在向心加速度，故d项错误9.2013年6月13日13时18分，天宫一号目标飞行器与神舟十号飞船成功实现交会对接若对接前两者在同一轨道上运动，下列说法正确的是()a对接前 “天宫一号”的运行速率大于“神舟十号”的运行速率b对接前“神舟十号”的向心加速度小于“天宫一号”的向心加速度c“神舟十号”先加速可实现与“天宫一号”在原轨道上对接d“神舟十号”先减速后加速可实现与“天宫一号”在原轨道上对接解析：选d由万有引力定律和牛顿第二定律列式v，a，在同一轨道上的速度和加速度相等，所以选项a、b错误，加速做离心运动，只能实现低轨道与高轨道对接，所以选项c错“神舟十号”先减速到低轨道后加速做离心运动，可实现两者在原轨道对接所以选项d正确二、非选择题10某人在某星球上做实验，在星球表面水平放一长木板，在长木板上放一木块，木板与木块之间的动摩擦因数为，现用一弹簧测力计拉木块当弹簧测力计示数为f时，经计算发现木块的加速度为a，木块质量为m.若该星球的半径为r，则在该星球上发射卫星的第一宇宙速度是多少？解析：设该星球表面重力加速度为g.在木板上拉木块时，由牛顿第二定律有fmgma，解得g.人造卫星的向心力由重力提供，即mg，所以卫星的第一宇宙速度为v .答案： 11某卫星在赤道上空做匀速圆周运动，轨道平面与赤道平面重合，运行方向与地球的自转方向相同，轨道半径为r2r，地球半径为r，地球的自转角速度为0，地球表面重力加速度为g.在某时刻该卫星正通过赤道上某建筑物的正上方，试求到它下一次通过该建筑物正上方所需时间t多长解析：万有引力提供向心力：gm2(2r)地表处万有引力近似等于物体重力得：mg卫星与建筑物两次相遇，圆心角关系：t0t2解得t.答案：12.如图是发射地球同步卫星的简化轨道示意图，先将卫星发射至距地面高度为h1的近地轨道上，在卫星经过a点时点火实施变轨，进入远地点为b的椭圆轨道上，最后在b点再次点火，将卫星送入同步轨道.已知地球