新教材2021春高中物理粤教版必修第二册训练：第三章 第四节 宇宙速度与航天 含解析

--PAGE1-A级合格达标不同的地球同步卫星，下列哪个物理量可能不同（ ）C.轨道半径

向心力大小D.解析：同步卫星绕地球做匀速圆周运动，根据万有引力提供向心力，GmM＝m4π2

v2＝ma

3

.同步卫星的周期与r＝mr2 T2 r 4πr＝m地球自转周期相同，所以各个同步卫星轨道半径相同，线速度 v＝GM，所以所有地球同步卫星线速度大小相同，故A、C不符合题r意.向心加速度a＝GM，所以加速度大小相同，但质量不知，因此向心r2力大小不一定相同，故D不符合题意，B符合题意.答案：B行星B都可看作质量分布均匀的球体，其质量之比为1∶2半径之比为1∶2，则行星A、B的第一宇宙速度大小之比为（ ）C.1∶1D.1∶4C.1∶1D.1∶4v＝1GM，行星A、RB的第一宇宙速度大小之比为1∶1，C正确，A、B、D错误.答案：Ca（ ）aT2πC.T ag2π解析：根据a＝4π2

gT2πT a2＋agD. 2π，解得地球的半径为R＝aT2，则地球的第一T2R宇宙速度为v＝gR＝答案：C

agT2＝T 4π2 2π

4π2如图所示为在同一轨道平面上的三颗人造地球卫星、、下列说法正确的是（ ）A B v＝gRv<v<vA B F F 根据万有引力定律，可知三颗卫星受到的万有引力 F F A B Ca a 三颗卫星的向心加速度a a A B Cω ω 三颗卫星运行的角速度 ω ω A B C解析：由

Mm＝mv2

GM，故

>v

，选项A错误；Gr2 rG

r A B C卫星受的万有引力F＝GMm，但三颗卫星的质量关系不知道，故它们r2受的万有引力大小不能比较，选项B错误；由GMm＝ma得a＝GM，故aA

r2aar2B > ，选项C正确；由GMm＝mω2r得ωaar2B

r2GM，故r3ωA>ωB>ωC，选项D错误.--PAGE3-答案：C多选2020年发射火星探测器.已知火星的质量约为1 12地球质量的9，火星的半径约为地球半径的.下列关于火星探测器的说2法中正确的是（ ）A.发射速度只要大于第一宇宙速度即可B.C.发射速度应大于第二宇宙速度、小于第三宇宙速度D.火星探测器环绕火星运行的最大速度约为第一宇宙速度的一半解析：根据三个宇宙速度的意义，可知发射火星探测器的速度应.故选项AB火 9 火 2项C符合题意.火 9 火 2

地，R ＝R地，则火星探测器环绕火星运v行的最大速度与地球第一宇宙速度之比为：vmaxGM地≈0.5，故选项D符合题意.R地答案：CD

∶v1

GM火∶R火B级等级提升星球上的物体脱离星球引力所需要的最小速度称为该星球的第v2v1＝2v1.已知某星球的半径为r，它表面的重力加速度为地球表面重力1加速度g6不计其他星球的影响则该星球的第二宇宙速度（ ）gr6grgr6grgr33C. gr33D.gr解析：设地球的质量为M，半径为R，近地飞行的卫星质量为m，由万有引力提供向心力：GMm＝mv2，①R2 R在地球表面有GMm＝mg，②R2联立①②式得v＝gR.v利用类比的关系知该星球第一宇宙速度为v1

＝ gr，6第二宇宙速度v2与第一宇宙速度v1的关系是v2＝2v1，6v即 2＝v

gr.3答案：C在距地面200km的轨道上宇宙飞船环绕地球做匀速圆周运动则下列说法正确的是（ ）飞船的速度一定大于第一宇宙速度C.在飞船中，可以用天平测物体的质量D.因飞船处于完全失重状态，飞船中一切物体的质量都为零解析：由

GMm

v2

GM＜

GM.（h＋R）2

（R＋h）

R＋h R所以飞船的速度小于第一宇宙速度，故A正确；在飞船中物体处于完全失重状态，不可以用天平测物体的质量，故C错误；质量是物体的固有属性，飞船处于完全失重状态，飞船中一切物体的质量不会改变，故D错误.答案：B在地球上空有许多绕地球做匀速圆周运动的卫星下面说法正的是（ ）201910NBA中国赛的上海站提供通信服务离地面越高的卫星，周期越大D.11.2km/s解析：同步卫星只能定点在赤道上空，不能静止在上海正上方，故A项错误GMm4π可知＝ 4πr故离地面越高的卫星，r2 T2 GM运行周期越大，故B项正确；同一轨道上的卫星轨迹半径相同，则根据GMm＝ma，可得a＝GMC项错误；r2 r2绕地球做匀速圆周运动的卫星发射速度至少为7.9km/s，故D项错误.答案：B6倍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2.5倍，则该行星的自转周期约为（）A.6hC.24h

B.12hD.36h--PAGE6-1 2 解析：同步卫星的周期与其中心天体的自转周期相同.设地球的半R，某行星的半径为R，地球的同步卫星的周期为T1 2 1为r，地球的平均密度为ρ11

，某行星的同步卫星周期为T

，轨道半径21 1 1 2 r2ρ2T＝24h，r＝7R，r＝3.5R，ρ21 1 1 2 2＝2ρ，根据牛顿第二定律和万有引力定律有24 42Gm·ρ πR3 Gm·ρ πR321 1 r21

2π2 1T 12＝T2＝

2 r22

2＝ ＝m2Tr2＝ 2两式化简得T2

1＝12h.故选B.答案：B为沿地球表面附近做匀速圆周运动的人造卫星，c为地球同步卫星a、b、c的说法中正确的是（）它们的向心加速度都与轨道半径成正比它们的向心加速度都与轨道半径的二次方成反比C.ac的角速度相同D.ab的运转周期相同c解析：地球赤道上的物体a与同步卫星c以ωa＝ω.根据a＝rω2.对于cbc

Mm＝ma，得a＝GM，知b、c的向Gr2 r2G--PAGE7