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2019-2020年高中物理 3.4 人造衛(wèi)星 宇宙速度每課一練 教科版必修2 一、選擇題 1．下列關(guān)于地球同步衛(wèi)星的說(shuō)法中正確的是(　　) A．為避免通訊衛(wèi)星在軌道上相撞，應(yīng)使它們運(yùn)行在不同的軌道上 B．通訊衛(wèi)星定點(diǎn)在地球赤道上空某處，所有通訊衛(wèi)星的周期都是24 h C．不同國(guó)家發(fā)射通訊衛(wèi)星的地點(diǎn)不同，這些衛(wèi)星的軌道不一定在同一平面上 D．不同通訊衛(wèi)星運(yùn)行的線(xiàn)速度大小是相同的，加速度的大小也是相同的 2．探測(cè)器繞月球做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，變軌后在周期較小的軌道上仍做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，則變軌后與變軌前相比(　　) A．軌道半徑變小 B．向心加速度變小 C．線(xiàn)速度變小 D．角速度變小 3．關(guān)于人造地球衛(wèi)星及其中物體的超重、失重問(wèn)題，下面說(shuō)法中正確的是(　　) A．在發(fā)射過(guò)程中向上加速時(shí)產(chǎn)生超重現(xiàn)象 B．在降落過(guò)程中向下減速時(shí)產(chǎn)生超重現(xiàn)象 C．進(jìn)入軌道時(shí)做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，產(chǎn)生失重現(xiàn)象 D．失重是由于地球?qū)πl(wèi)星內(nèi)物體的作用力減小而引起的 4．假設(shè)地球的質(zhì)量不變，而地球的半徑增大到原來(lái)的2倍．那么從地球發(fā)射人造衛(wèi)星的第一宇宙速度的大小應(yīng)為原來(lái)的(　　) A.倍 B.倍 C.倍 D．2倍 5．1970年4月24日，我國(guó)自行設(shè)計(jì)、制造的第一顆人造衛(wèi)星“東方紅一號(hào)”發(fā)射成功，開(kāi)創(chuàng)了我國(guó)航天事業(yè)的新紀(jì)元．“東方紅一號(hào)”的運(yùn)行軌道為橢圓軌道，其近地點(diǎn)M和遠(yuǎn)地點(diǎn)N的高度分別為439 km和2 384 km，則(　　) 圖1 A．衛(wèi)星在M點(diǎn)的勢(shì)能大于N點(diǎn)的勢(shì)能 B．衛(wèi)星在M點(diǎn)的角速度大于N點(diǎn)的角速度 C．衛(wèi)星在M點(diǎn)的加速度大于N點(diǎn)的加速度 D．衛(wèi)星在N點(diǎn)的速度大于7.9 km/s 6．xx年5月，航天飛機(jī)在完成對(duì)哈勃空間望遠(yuǎn)鏡的維修任務(wù)后，在A點(diǎn)從圓形軌道Ⅰ進(jìn)入橢圓軌道Ⅱ，B為軌道Ⅱ上的一點(diǎn)，如圖2所示．關(guān)于航天飛機(jī)的運(yùn)動(dòng)，下列說(shuō)法中正確的有(　　) 圖2 A．在軌道Ⅱ上經(jīng)過(guò)A的速度小于經(jīng)過(guò)B的速度 B．在軌道Ⅱ上經(jīng)過(guò)A的動(dòng)能小于在軌道Ⅰ上經(jīng)過(guò)A的動(dòng)能 C．在軌道Ⅱ上運(yùn)動(dòng)的周期小于在軌道Ⅰ上運(yùn)動(dòng)的周期 D．在軌道Ⅱ上經(jīng)過(guò)A的加速度小于在軌道Ⅰ上經(jīng)過(guò)A的加速度 7．已知地球同步衛(wèi)星離地面的高度約為地球半徑的6倍．若某行星的平均密度為地球平均密度的一半，它的同步衛(wèi)星距其表面的高度是其半徑的2.5倍，則該行星的自轉(zhuǎn)周期約為(　　) A．6小時(shí) B．12小時(shí) C．24小時(shí) D．36小時(shí) 二、非選擇題 8．金星的半徑是地球半徑的0.95倍，質(zhì)量為地球質(zhì)量的0.82倍．g取10 m/s2，問(wèn)： (1)金星表面的自由落體加速度是多大？ (2)金星的第一宇宙速度是多大？ 第4節(jié)　人造衛(wèi)星　宇宙速度 1．BD 2．A　[由G＝m知T＝2π，變軌后T減小，則r減小，故選項(xiàng)A正確；由G＝ma，知r減小，a變大，故選項(xiàng)B錯(cuò)誤；由G＝m知v＝，r減小，v變大，故選項(xiàng)C錯(cuò)誤；由ω＝知T減小，ω變大，故選項(xiàng)D錯(cuò)誤．] 3．ABC　[超重、失重是一種表象，是從重力和彈力的大小關(guān)系而定義的．當(dāng)向上加速時(shí)超重，向下減速(a方向向上)也超重，故A、B正確．衛(wèi)星做勻速圓周運(yùn)動(dòng)時(shí)，萬(wàn)有引力完全提供向心力，衛(wèi)星及衛(wèi)星內(nèi)的物體皆處于完全失重狀態(tài)，故C正確．失重的原因是重力(或萬(wàn)有引力)使物體產(chǎn)生了加速度，D錯(cuò)．] 4．B　[因第一宇宙速度即為地球的近地衛(wèi)星的線(xiàn)速度，此時(shí)衛(wèi)星的軌道半徑近似的認(rèn)為是地球的半徑，且地球?qū)πl(wèi)星的萬(wàn)有引力充當(dāng)向心力． 故有公式＝成立，所以解得v＝ . 因此，當(dāng)M不變，R增加為2R時(shí)，v減小為原來(lái)的倍，即正確的選項(xiàng)為B.] 5．BC　[衛(wèi)星由M點(diǎn)向N點(diǎn)運(yùn)動(dòng)的過(guò)程中，萬(wàn)有引力做負(fù)功，勢(shì)能增加即M點(diǎn)的勢(shì)能小于N點(diǎn)的勢(shì)能，故選項(xiàng)A錯(cuò)誤；由開(kāi)普勒定律可知地球球心和衛(wèi)星連線(xiàn)在相等時(shí)間內(nèi)掃過(guò)的面積相等，近地點(diǎn)的角速度要大于遠(yuǎn)地點(diǎn)的角速度，B正確；由G＝ma知a＝，所以aM>aN，故選項(xiàng)C正確；7.9 km/s是衛(wèi)星圍繞地球表面轉(zhuǎn)動(dòng)的第一宇宙速度，是衛(wèi)星繞地球轉(zhuǎn)動(dòng)的最大速度，vN<7.9 km/s，故選項(xiàng)D錯(cuò)誤．] 6．ABC　[航天飛機(jī)在橢圓軌道上運(yùn)動(dòng)，距地球越近，速度越大，A項(xiàng)正確．航天飛機(jī)在軌道Ⅰ經(jīng)A點(diǎn)時(shí)減速才能過(guò)渡到軌道Ⅱ，所以對(duì)于A點(diǎn)在軌道Ⅰ上的速度、動(dòng)能都大于在軌道Ⅱ上的速度、動(dòng)能，即B正確．由開(kāi)普勒第三定律知，航天飛機(jī)在軌道Ⅱ上的角速度大于在軌道Ⅰ的，故航天飛機(jī)在軌道Ⅱ上的周期小，即C正確．由萬(wàn)有引力＝ma知，加速度僅與間距有關(guān)，D不正確．] 7．B　[設(shè)地球半徑為R，密度為ρ1，自轉(zhuǎn)周期為T(mén)1，設(shè)行星半徑為r，密度為ρ2，自轉(zhuǎn)周期為T(mén)2，根據(jù)萬(wàn)有引力定律得 G＝m① G＝② ρ1＝2ρ2，T1＝24小時(shí)③ 由①②③得T2＝12小時(shí)，故選項(xiàng)B正確．] 8．(1)9.09 m/s2　(2)7.34 km/s 解析　(1)星球表面的物體所受重力近似等于萬(wàn)有引力，即mg＝，g＝ 因此＝＝0.82()2，得g金＝9.09 m/s2. (2)繞行星做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的物體，萬(wàn)有引力提供向心力，＝m，v＝ ，當(dāng)r為星球半徑時(shí)，v為第一宇宙速度． 因此＝ ＝ ，則v金＝7.34 km/s.