吉林省长春五中高中物理 综合测试四 人造卫星 宇宙速度 必修2

用心 爱心 专心 1 高一物理 必修高一物理 必修 2 2 测试试卷 四 测试试卷 四 人造卫星 人造卫星 宇宙速度 宇宙速度 一 选择题 每题 3 分 共 36 分 1 宇宙飞船进人一个围绕太阳运行的近乎圆形轨道上运动 如果轨道半径是地球轨道半 径的 9 倍 那么宇宙飞船绕太阳运行的周期是 A 3 年 B 9 年 C 27 年 D 81 年 2 人造卫星由于受大气阻力 轨道半径逐渐减小 则线速度和周期变化情况为 A 线速度增大 周期增大 B 线速度增大 周期减小 C 线速度减小 周期增大 D 线速度减小 周期减小 3 某一颗人造卫星 同步 距地面高度为 h 设地球半径为 R 自转周期为 T 地面处的 重力加速度为 g 则该同步卫星线速度大小为 A B 2 h R T C D ghR 2 hRgR Rh 4 如图所示 发射地球同步卫星时 先将卫星发射至近地圆轨道 1 然后经点火 使其沿 椭圆轨道 2 运行 最后再次点火 将卫星送人同步圆轨道 3 轨道 1 2 相切于 Q 点 轨道 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 点时的加速度大于它在轨道 3 上经过 P 点 的加速度 5 两颗人造地球卫星质量之比是 1 2 轨道半径之比是 3 1 则下述说法中 正确的是 A 它们的周期之比是 1 B 它们的线速度之比是 1 33 C 它们的向心加速度之比是 1 9 D 它们的向心力之比是 1 9 6 假如一做圆周运动的人造地球卫星的轨道半径增大到原来的 2 倍 仍做圆周运动 则 A 根据公式 v r 可知卫星运动的线速度将增大到原来的 2 倍 B 根据公式 F mv2 r 可知卫星所需的向心力减小到原来的 1 2 C 根据公式 F GMm r2 可知地球提供的向心力将减小到原来的 1 4 D 根据上述 B 和 C 中给出的公式 可知卫星运动的线速度减小到原来的 22 7 同步卫星是指相对于地面不动的人造地球卫星 它 A 可以在地面上任一点的正上方 但离地心的距离是一定的 B 只能在赤道的正上方 但离地心的距离可按需要选择不同的值 C 可以在地面上任一点的正上方 且离地心的距离可按需要选择不同的值 D 只能在赤道的正上方 且离地心的距离是一定的 用心 爱心 专心 2 8 关于人造地球卫星与宇宙飞船的下列说法中正确的是 A 如果知道人造地球卫星的轨道半径和它的周期 再利用万有引力恒量 就可算出地球 质量 B 两颗人造地球卫星 只要他们的绕行速率相等 不管它们的质量 形状差别有多大 它们的绕行半径和绕行周期就一定是相同的 C 原来在同一轨道上沿同一方向绕行的人造卫星一前一后 若要后一卫星追上前面卫星 并发生碰撞 只要将后者速率增大一些即可 D 一只绕火星飞行的宇宙飞船 宇航员从舱内慢慢走出 并离开飞船 飞船因质量减小 所受万有引力减小 故飞行速度减小 9 在一个半径为 R 的行星表面以初速度 v0竖直上抛一个物体 上升的最大高度为 h 若 发射一个环绕该星球表面运行的卫星 则此卫星环绕速度的值为 A B C D 条件不充分 无法求出 0 2 v h R 0 v h R 0 2 v h R 10 假设同步卫星的轨道半径是地球赤道半径的 n 倍 则 A 同步卫星的向心加速度是地球赤道上物体的向心加速度的 1 n 倍 B 同步卫星的向心加速度是地球赤道上物体的重力加速度的 1 n2倍 C 同步卫星的向心加速度是地球赤道上物体的重力加速度的 n 倍 D 同步卫星的向心加速度是地球赤道上物体的向心加速度的 n2倍 11 关于人造地球卫星 下列说法中正确的是 A 最小周期为 R 是地球半径 g 为地球表面的重力加速度 gR 2 B 同步人造地球卫星的周期为 24 小时 C 人造地球卫星中的弹簧秤不能测任何物体的重量 D 人造地球卫星的环绕速度为Rg4 12 关于第一宇宙速度 下列说法中正确的是 A 它是人造地球卫星绕地球飞行的最小速度 B 它是近地圆形轨道上人造地球卫星的运行速度 C 它是能使卫星进入近地圆形轨道的最小发射速度 D 它是卫星在椭圆轨道上运行时的近地点的速度 13 选做 据观察 某行星的外围有一模糊不清的环 为了判断该环是连续物还是卫星 群 又测出了环中各层的线速度 v 的大小与该层至行星中心的距离 R 以下判断中正确的是 A 若 v 与 R 成正比 则环是连续物 B 若 v 与 R 成反比 则环是连续物 C 若 v2与 R 成反比 则环是卫星群 D 若 v2与 R 成正比 则环是卫星群 14 选做 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 用心 爱心 专心 3 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 且卫星相对地球表面是运动的 二 填空题 每题 4 分 共 24 分 15 宇宙飞船正在离地面高度 h R地的轨道上绕地球做匀速圆周运动 宇宙飞船的向心加 速度 a向 g地 在飞船舱内用弹簧秤悬挂一个质量为 m 的物体 则弹簧秤的示数为 16 若取地球的第一宇宙速度为 8km s 某行星的质量是地球的 6 倍 半径是地球的 1 5 倍 则这行星的第一宇宙速度为 17 地球绕太阳运行的平均角速度为每昼夜约为 10 地球离太阳的平均距离约为 1 5 108km 那么太阳的质量为 18 某一星球半径与地球的半径之比为 1 2 质量之比为 1 10 假如某人分别在此星球上 和地球上跳高 则这人在此星球上和在地球上竖直跳起的最大高度之比是 19 有一行星 它的质量和半径都是地球的一半 物体在这个行星上的重力是地球上的重 力的 倍 在这个行星表面将此物体以 19 6m s 的速度竖直上抛 物体上升的最 大高度为 m 上升到最大高度的时间是 s 20 已知地球半径为 R 表面重力加速度为 g 万有引力恒量为 G 若不计地球自转的影响 地球的平均密度为 三 计算题 每题 8 分 共 40 分 21 两个人造地球卫星 其轨道半径比 R1 R2 2 1 求 1 向心加速度之比 2 线速 度之比 3 角速度之比 4 运动周期之比 22 证明 要想发射一颗 80min 绕地球一周的卫星是不可能的 已知地球质量 M 6 0 1024kg 地球半径 R 6 4 106m 万有引力常量 G 6 67 10 11N m2 kg2 23 某行星上一昼夜的时间 t 6min 在该行星赤道处的弹簧秤示数比在行星两极处少 10 求 这个行星的平均密度 G 6 67 10 11N m2 kg2 用心 爱心 专心 4 24 地球和月球的质量之比为 81 1 半径之比为 4 1 求在地球上和月球上发射卫星所需 最小速度之比 25 试求赤道上空同步卫星离地面的高度 h 和运动线速度 v 各是多少 已知地球质量 M 6 0 1024 kg 地球的赤道半径 R 6 4 106m 引力常量 G 6 67 10 11N m2 kg2 地球自转周期 T 24h 26 选做 两颗卫星在同一轨道平面内绕地球做绕向相同的匀速圆周运动 设地球平均 半径为 R a 卫星离地面高为 R b 卫星离地面高为 3R 若某时该两卫星正好同时通过地面同 一点正上方 试求从两卫星位于地面同一点正上方开始 两卫星第一次出现最远距离的时间 是 a 卫星周期的几倍 27 选做 2000 年 1 月 26 日我国发射了一颗同步卫星 其定点位置与东经 980的经线在 同一平面内 若把甘肃省嘉峪关处的经度和纬度近似取为东经 980和北纬 400 已知地球 半径 R 地球自转周期 T 地球表面重力加速度 g 视为常量 和光速 c 试求该同步卫星发 出的微波信号传到嘉峪关处的接收站所需的时间 要求用题给的已知量的符号表示 用心 爱心 专心 5 28 选做 一个登月的宇航员 能否用一个弹簧秤和一个质量为 m 的砝码 估测出月球 的质量和密度 如果能 说明估测方法并写出表达式 月球半径为 R 29 选做 1999 年 11 月 20 日 我国成功地发射了第一艘实验飞船 神州 1 号 清晨 6 时 30 分 火箭点火升高 6 时 40 分 飞船进入预定轨道 21 日 2 时 50 分 飞船在轨道上 运行约 13 圈半后 接受返回指令离开轨道从宇宙空间开始返回 21 日 3 时 41 分 成功降落 在我国内蒙古中部 若飞船是沿圆形轨道运动 飞船运动的周期是多大 轨道半径是多大 绕行速度是多少 已知地球的半径 R 6 4 106m 地面的重力加速度 g 10m s2 30 选做 在某星球上 宇航员用弹簧秤称得质量为 m 的砝码的重量为 F 乘宇宙飞船在 靠近该星球的表面空间飞行 测得其环绕周期是 T 根据上述数据 试求该星球的质量 试卷 四 参考答案试卷 四 参考答案 一 选择题 1 BD 2 B 3 BC 4 B 5 BC 6 CD 7 D 8 AB 9 A 10 B 11 ABC 12 BC 13 AC 14 CD 用心 爱心 专心 6 二 填空题 15 1 4 0 16 16km s 17 2 10kg 18 5 2 19 2 9 8 1 20 30 GR g 4 3 三 计算题 21 1 1 4 2 2 3 4 4 1 22 点拨 经计算人造地球卫星228 的最小周期是 84 7 分钟 23 3 03 10 kg m3 提示 被测物体在赤道处随地球的自转 3 所做的匀速圆周运动所需的向心力为万有引力