2019年高中物理课下能力提升十一第六章第5节宇宙航行(含解析)新人教版必修2

1、宇宙航行基础练92兀Rv 二 T、选择题1.（2016惠州高一检测）某同学这样来推导第一宇宙速度：2X3.14X6.4X1024X3600m/s=0.465x103m/s,其结果与正确值相差很远,这是由于他在近似处理中，错误地假设（）A.卫星的轨道是圆B.卫星的向心力等于它在地球上所受的地球引力C.卫星的轨道半径等于地球的半径D.卫星的周期等于地球自转的周期2.由于通信和广播等方面的需要，许多国家发射了地球同步卫星，这些卫星的（）A.质量可以不同B.轨道半径可以不同C.轨道平面可以不同D.速率可以不同3.研究表明，地球自转周期在逐渐改变，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

2、去，且地球的质量、半径都不变，若干年后（）A.近地卫星（以地球半径为轨道半径）的运行速度比现在大B.近地卫星（以地球半径为轨道半径）的向心加速度比现在小C.同步卫星的运行速度比现在小D.同步卫星的向心加速度与现在相同4. 多选（2016东坡区高一检测）图中的甲是地球赤道上的一个物体，乙是“神舟十号”宇宙飞船（周期约90min）,丙是地球的同步卫星，它们运行的轨道示意图如图所示，它们都绕地心做匀速圆周运动。下列有关说法中正确的是（）A.它们运动的向心加速度大小关系是a乙a丙a甲C.已知甲运动的周期D.已知乙运动的周期T甲=24 h ,可计算出地球的密度B.它们运动的线速度大小关系是y乙v丙v甲,

3、一一，一一4712rIT乙及轨道半径乙，可计算出地球质量M=-GT-5. “神舟十号”与“天宫一号”在对接前，在各自轨道上运行，它们的轨道如图所示,假定它们都做匀速圆周运动，则（）A.宇航员在“神舟十号”上不受地球引力作用B. “天宫一号”的运行周期比“神舟十号”长C. “天宫一号”的加速度比“神舟十号”大D. “神舟十号”运行速度较大，要减速才能与“天宫一号”对接二、非选择题6. （2016潍坊高一检测）设想一颗返回式月球软着陆器完成了对月球表面的考察任务后，由月球表面回到围绕月球做圆周运动的轨道舱，其过程如图所示。设轨道舱的质量为E月球表面的重力加速度为g,月球的半径为R轨道舱到月球中心的

4、距离为r,引力常量为G试求：（1）月球的质量。（2）轨道舱的速度和周期。提能练、选择题1 .多选已知地球半径为R,质量为M自转角速度为川，地面重力加速度为g,万有引力常量为G,地球同步卫星白运行速度为v,则第一宇宙速度的值可表示为（）B.A.Rg2 .（2016舟山高一检测）我国的第十六颗北斗卫星“北斗-G6”定点于地球静止轨道东经110.5。由此，具有完全自主知识产权的北斗系统首先具备为亚太地区提供高精度、高可靠定位、导航、授时服务，并具短报文通信能力。其定位精度优于20m,授时精度优于100ns。关于这颗“北斗-G6”卫星以下说法中正确的有（）A.这颗卫星轨道平面与东经110.5的经线平面

5、重合B.通过地面控制可以将这颗卫星定点于杭州正上方C.这颗卫星的线速度大小比离地350km高的“天宫一号”空间站线速度要大D.这颗卫星的周期一定等于地球自转周期3 .火星探测器需由运载火箭发射升空并直接送入地火转移轨道，最后抵达火星。如果火星的质量为地球质量的1,火星的半径为地球半径的g。那么关于火星探测器，下列说法中92正确的是（）A.探测器的发射速度只有达到了第三宇宙速度才可以发射成功，一、，8,、B.火星的密度是地球密度的G倍9C.探测器在火星表面上的重力是在地球表面上重力的D.火星探测器环绕火星运行的最大速度为绕地球运行的第一宇宙速度的2倍4 .某同学设想驾驶一辆“陆地一太空”两用汽车

6、，沿地球赤道行驶并且汽车相对于地球速度可以增加到足够大。当汽车速度增加到某一值时，它将成为脱离地面绕地球做圆周运动的“航天汽车”，不计空气阻力。下列说法正确的是（）A.汽车在地面上速度增加时，它对地面的压力增大B.当汽车速度增加到7.9km/s时，将离开地面绕地球做圆周运动C.此“航天汽车”环绕地球做圆周运动的最小周期为24hD.在此“航天汽车”上可以用弹簧测力计测量物体的重力二、非选择题5 .（2016南通高一检测）已知地球半径为R,地球表面的重力加速度为g,地球自转的周期为试求地球同步卫星的向心加速度大小。6 .据报道：某国发射了一颗质量为100kg,周期为1h的人造环月卫星，一位同学记.

7、1不住引力常量G的数值，且手边没有可查找的资料，但他记得月球半径为地球半径的月41球表面重力加速度为地球表面重力加速度的经过推理，他认定该报道是则假新闻，试写6出他的论证方案。（地球半径约为6.4X103km,g地取9.8m/s2）答案基础练1 .解析：选D第一宇宙速度是近地卫星绕地球做匀速圆周运动的线速度，其运行周期约为85分钟，该同学认为卫星的周期为24h,因此得出错误的结果，故D正确。2 .解析：选A地球同步卫星的轨道平面与赤道平面重合，且具有确定的轨道半径、确定的速率、确定的周期，选项B、C、D错误；根据GmTr,可得Gr2：=Trr,所以卫星周期与卫星质量无关，同步卫星的质量是可以不

8、同的，选项A正确。3.解析：选 C近地卫星由万有引力提供向心力，据,近地卫星的运行速GM度丫=飞地球的质量和半径都不变，故运行速度大小不变，所以A错误；近地卫星向MmM心力由万有引力提供，据Ggma知，卫星的向心加速度a=GR2，地球质量和半径都不变，Mmv24兀2故向心加速度保持不变，所以B错误；万有引力提供圆周运动向心力，有G=m=mh,rrT周期T=、/4GM3，由于地球自转周期变大，故同步卫星的轨道高度r变大，又据v=yG知，轨道半径r变大，卫星的线速度变小，所以C正确；据C分析知，同步卫星的r变大，M据向心加速度a=G知，向心加速度减小，所以D错误。r4.解析：选AD对于乙和丙，由2

9、24兀vmr=ma=吓可得T=4兀2r3GM，an=v=an=GM、,又T乙T丙，所以a乙a丙，v乙v丙23r可住ha丙a甲，故a乙2丙a甲，A正确；B错误；又因为甲和丙的角速度相同，由甲是赤道上的一个物体，不是近地卫星,3故不能由=乔计算地球的密度,厂,Mm4兀2_/口4日=4712r3C错反；由G2=mr乙一可得,地球质重M=仆_2,Dr乙I乙Gb正确。5.解析：选B宇航员在“神舟十号”上也受地球引力作用，选项号”与“天宫据在对接前，“天宫一号”的轨道半径大于“神舟TA错误；“神舟T的轨道半径，mT-r可得T=4%2r3-G而，则“天宫一号”的运行周期比“神舟十号”长,正确；根据a=GM可

10、得,天宫一号的加速度比“神舟十号”小,选项C错误;D错误。Gr2= mg得月球质量R2M= g G号”若减速，将做近心运动，会远离“天宫一号”的轨道，选项6.解析：(1)设月球的质量为M则在月球表面有,得:周期为T,则V,(2)设轨道舱的速度为2Mm4兀Grr=rnr,R答案：（i）gG提能练1.解析：选ABC第一宇宙速度等于近地卫星运行的速度，由2GMmmv，口mg=-rtR,解得第宇宙速度vi=gR=22mv，工人GMmvi，口，结合专=mR得3K人、一、,GMmA、C正确；对同步卫星，设其运行半径为r,由v=cor,了2.解析：选D定点于地球静止轨道的第十六颗北斗卫星“北斗-G6”是同步

11、卫星，卫星轨道平面在赤道平面，卫星的周期一定等于地球自转周期,A错误，D正确；不能通过地面控制将这颗卫星定点于杭州正上方，B错误；这颗卫星距离地球的高度约为3.6X104km,故其线速度大小比离地350km高的“天宫一号”空间站线速度要小,C错误。3.解析：选B探测器发射速度达到第二宇宙速度即可,碎、口MP火错反；P,4TP地%兀R3=-X8=-99B正确；由GMTmg知史=去含2=RgMsR9240、口,GMmv/口4=-,C错误；由-Rr=mR得v火v=v地9d9，D错误。4.解析：选B汽车在地面上运动时22GRm-FN=mR,故Fn=GRm-nvR,当v增加时，Fn减小，故汽车对地面的压力减小，A错误;当汽车的速度增加到7.9km/s时，万有引力将B正确；“航天汽车”环绕地球全部用来提供向心力，汽车将离开地面绕地球做圆周运动,做圆周运动的最小周期要比24h小得多,态，故无法用弹簧测力计测量物体的重力，5 .解析：设地球同步卫星离地面高度为C错误；“航天汽车”中的物体处于完全失重状D错误。h,万有引力提供其做圆周运动的向心力，由牛顿第二定律有2G2=ma=mHR+h)R+hTMm在地球表面，有mg=GRr316兀4gR斛得aT42GMm 4m-r,解得T= 2兀16%4gR26 .解析：对环月卫星，根据万有引力定律和牛顿第二定律得Gmr=R月时,故Tmin