第3章 4.人造卫星　宇宙速度 学业分层测评10

1、.学业分层测评十建议用时：45分钟学业达标1把人造地球卫星的运动近似看做匀速圆周运动，那么离地球越近的卫星A质量越大B万有引力越大C周期越大 D角速度越大【解析】由万有引力提供向心力得F向F引mr2mr，可知离地面越近，周期越小，角速度越大，且运动快慢与质量无关所以卫星离地球的远近决定运动的快慢，与质量无关，故A、C错误，D正确；由于卫星质量m不确定，故无法比较万有引力大小，故B错误【答案】D2一探月卫星的轨道是圆形的，且贴近月球外表，月球的质量约为地球质量的，月球半径约为地球半径的，地球上的第一宇宙速度约为7.9 km/s，那么该探月卫星绕月运行的速率约为 【导学号：22852076】A0.

2、4 km/s B1.8 km/sC11 km/s D36 km/s【解析】对于环绕地球或月球的人造卫星，其所受万有引力即为它们做圆周运动所需的向心力，即m，所以v，第一宇宙速度指的是最小发射速度，同时也是近地卫星的环绕速度，对于近地卫星来说，其轨道半径近似等于中心天体半径，所以，所以v月v地×7.9 km/s1.8 km/s.应选B.【答案】B3如图3­4­4所示是在同一轨道平面上的三颗不同的人造地球卫星，关于各物理量的关系，以下说法正确的选项是图3­4­4A根据v可知vA<vB<vCB根据万有引力定律可知FA>FB>F

3、CC角速度A>B>CD向心加速度aA<aB<aC【解析】由题图知三颗不同的人造地球卫星的轨道半径关系为rA<rB<rC由万有引力提供向心力得mmr2ma可知v所以vA>vB>vC，A选项错误；由于三颗卫星的质量关系不确定，故万有引力大小不确定，B选项错误；，所以A>B>C，C选项正确；a，所以aA>aB>aC，故D选项错误【答案】C4星球上的物体脱离星球引力所需的最小速度称为该星球的第二宇宙速度星球的第二宇宙速度v2与其第一宇宙速度v1的关系是v2v1.某星球的半径为r，外表的重力加速度为地球外表重力加速度g的，不计其他星

4、球的影响，那么该星球的第二宇宙速度为 【导学号：22852077】A. B.C. D.gr【解析】由第一宇宙速度公式可知，该星球的第一宇宙速度为v1，结合v2v1可得v2，C正确【答案】C5以下关于绕地球运行的卫星的运动速度的说法中正确的选项是A一定等于7.9 km/sB一定小于7.9 km/sC大于或等于7.9 km/s，而小于11.2 km/sD只需大于7.9 km/s【解析】卫星在绕地球运行时，万有引力提供向心力，由此可得v，所以轨道半径r越大，卫星的环绕速度越小，实际的卫星轨道半径大于地球半径R，所以环绕速度一定小于第一宇宙速度，即v7.9 km/s.而C选项是发射人造地球卫星的速度范

5、围【答案】B6地球的质量约为火星质量的10倍，地球的半径约为火星半径的2倍，那么航天器在火星外表附近绕火星做匀速圆周运动的速率约为A3.5 km/sB5.0 km/sC17.7 km/s D35.2 km/s【解析】由Gm得，对于地球外表附近的航天器有：G，对于火星外表附近的航天器有：G，由题意知MM、r，且v17.9 km/s，联立以上各式得：v23.5 km/s，选项A正确【答案】A7多项选择如图3­4­5所示，地球赤道上的物体A、近地卫星B和同步卫星C均在赤道平面上绕地心做匀速圆周运动设A、B、C的运动速率分别为v1、v2、v3，向心加速度分别为a1、a2、a3，那么

6、图3­4­5Av1>v2>v3 Bv1<v3<v2Ca1>a2>a3Da1<a3<a2【解析】由vr知，当一样时，r越大，v越大由于处于地球赤道上随地球自转时的物体和处于地球同步卫星轨道上时角速度一样，且r3>r1，故v3>v1，而近地卫星的运行速度最大，故v2>v3>v1.同理，由ar2知a3>a1，由a知，a2>a3，故a2>a3>a1.所以B、D正确【答案】BD8有两颗人造卫星，都绕地球做匀速圆周运动，它们的轨道半径之比r1r241，求这两颗卫星的：1线速度之比；2角速度之

7、比；3周期之比；4向心加速度之比. 【导学号：22852078】【解析】1由Gm得v所以v1v212.2由Gm2r得所以1218.3由T得T1T281.4由Gma得a1a2116.【答案】1122183814116才能提升9多项选择如图3­4­6所示，三颗人造卫星正在围绕地球做匀速圆周运动，那么以下有关说法中正确的选项是 【导学号：22852079】图3­4­6A卫星可能的轨道为a、b、cB卫星可能的轨道为a、cC同步卫星可能的轨道为a、cD同步卫星可能的轨道为a【解析】卫星的轨道圆心必须与地心重合，所以卫星的可能轨道为a、c，选项A错误、B正确；同步卫

8、星位于赤道的上方，可能的轨道为a，选项C错误、D正确【答案】BD10多项选择为纪念伽利略将望远镜用于天文观测400周年，2020年被定为以“探究我的宇宙为主题的国际天文年我国发射的“嫦娥一号卫星绕月球经过一年多的运行，完成了既定任务，于2020年3月1日16时13分成功撞月如图3­4­7为“嫦娥一号卫星撞月的模拟图，卫星在控制点1开场进入撞月轨道假设卫星绕月球做圆周运动的轨道半径为R，周期为T，引力常量为G.根据题中信息，以下说法正确的选项是图3­4­7A可以求出月球的质量B可以求出月球对“嫦娥一号卫星的引力C“嫦娥一号卫星在控制点1处应减速D“嫦娥一号

9、在地面的发射速度大于11.2 km/s【解析】由GmR可得M，选项A正确；月球对“嫦娥一号卫星的引力FG，因不知道卫星的质量，故月球对卫星的引力不能求得，选项B错误；卫星在控制点1减速时，万有引力大于向心力，卫星做向心运动，半径减小，进入撞月轨道，选项C正确；假设发射速度大于11.2 km/s，会脱离地球的束缚，不可能绕月球转动，选项D错误【答案】AC11如图3­4­8所示，a、b、c是在地球大气层外圆形轨道上运动的3颗卫星，以下说法正确的选项是图3­4­8Ab、c的线速度大小相等，且大于a的线速度Bb、c的向心加速度大小相等，且小于a的向心加速度Cc加

10、速可追上同一轨道上的b，b减速可等候同一轨道上的cDa卫星由于某原因，轨道半径缓慢减小，其线速度将减小【解析】因为b、c在同一轨道上运行，故其线速度大小、加速度大小均相等又b、c轨道半径大于a的轨道半径，由v知，vbvc<va，故A选项错由加速度a可知abac<aa，故B选项正确当c加速时，c受到的万有引力F<，故它将做离心运动；当b减速时，b受到的万有引力F>，故它将做向心运动所以无论如何c也追不上b，b也等不到c，故C选项错对a卫星，当它的轨道半径缓慢减小时，在转动一段较短时间内，可近似认为它的轨道半径未变，视为稳定运行，由v知，r减小时v逐渐增大，故D选项错【答案】B12如图3­4­9所示，A是地球同步卫星，另一个卫星B的圆轨道位于赤道平面内，间隔 地面高度为h.地球半径为R，地球自转角速度为0，地球外表的重力加速度为g，O为地球中心图3­