人教版高中物理必修2 第六章 6.5 宇宙航行同步练习
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6.5 宇宙航行
一、 选择题
1.我国在西昌卫星发射中心,将巴基斯坦通信卫星“1R”(Paksat-1R)成功送入地球同步轨道,发射任务获得圆满成功。关于成功定点后的“1R”卫星,下列说法正确的是 ( )
A.运行速度大于第一宇宙速度小于第二宇宙速度
B.离地面的高度一定,相对地面保持静止
C.绕地球运行的周期比月球绕地球运行的周期大
D.向心加速度与静止在赤道上物体的向心加速度大小相等
2.同一遥感卫星离地面越近时，获取图象的分辨率也就越高．则当图象的分辨率越高时，卫星的（ ）
A. 向心加速度越小 B. 角速度越小 C. 线速度越小 D. 周期越小
3.宇航员在月球上作自由落体实验，将某物体由距月球表面高h处释放，经时间t后落到月球表面(设月球半径为R).据上述信息推断，飞船在月球表面附近绕月球做匀速圆周运动所必须具有的速率为( )
A. 2Rht
B. 2Rht C. Rht D. 2Rht
4.已知某星球的平均密度是地球的n倍，半径是地球的k倍，地球的第一宇宙速度为v，则该星球的第一宇宙速度为( )
A.
B.
C.
D.
5.如图,甲、乙两颗卫星以相同的轨道半径分别绕质量为M和2M的行星做匀速圆周运动,下列说法正确的是( )
A.甲的向心加速度比乙的小
B.甲的运行周期比乙的小
C.甲的角速度比乙的大
D.甲的线速度比乙的大
6.由于阻力的原因,人造卫星绕地球做匀速圆周运动的半径逐渐减小,则下列说法正确的是
( )
A.运动速度变大 B.运动周期减小
C.需要的向心力变大 D.向心加速度减小
7.若有一颗“宜居”行星,其质量为地球的p倍,半径为地球的q倍,则该行星卫星的环绕速度是地球卫星环绕速度的 ( )
A.倍 B.倍
C.倍 D.倍
8．我国已成功发射首艘空间实验室“天宫二号”和首个硬X 射线调制望远镜卫星“慧眼”，它们均可近似看作绕地球做匀速圆周运动。已知“天宫二号”和“慧眼”距地面的高度分别为和，地球半径为R，则“天官二号“与“慧眼”的（ ）
A. 加速度之比为
B. 周期之比为
C. 线速度之比为
D. 角速度之比为
9.地球同步卫星到地心的距离r可由r3= 求出，已知式中a的单位是m，b的单位是s，c的单位是m/s2 ， 则（ ）
A. a是地球半径，b是地球自转的周期，c是地球表面处的重力加速度 B. a是地球半径，b是同步卫星绕地心运动的周期，c是同步卫星的加速度
C. a是赤道周长，b是地球自转周期，c是同步卫星的加速度
D. a是地球半径，b是同步卫星绕地心运动的周期，c是地球表面处的重力加速度
10.如图所示的a、b、c三颗地球卫星，其半径关系为ra=rb＞rc ， 下列说法正确的是（ ）
A. 卫星a、b的质量一定相等 B. 它们的周期关系为Ta=Tb＞Tc
C. 卫星a、b的加速度一定大于卫星c D. 它们的速度关系为va=vb＞vc
11. 美国国家科学基金会2010年9月29日宣布,天文学家发现一颗迄今为止与地球最类似的太阳系外的行星,如图所示,这颗行星距离地球约20亿光年(189.21万亿千米),公转周期约为37年,这颗名叫Gliese581g的行星位于天秤座星群,它的半径大约是地球的2倍,重力加速度与地球相近。则下列说法正确的是(
)
A.飞船在Gliese581g表面附近运行时的速度小于7.9km/s
B.该行星的平均密度约是地球平均密度的
C.该行星的质量约为地球质量的2倍
D.在地球上发射航天器到达该星球,航天器的发射速度至少要达到第三宇宙速度
12.我国发射的地球同步卫星的质量为，如果地球半径为，自转角速度为，表面重力加速度为，关于同步卫星以下说法错误的是（ ）
A. 受到地球引力为 B. 周期
C. 距地面的高度 D. 不能定点于北京上空
13. 如图中的圆a、b、c，圆心均在地球的自转轴线上，其中b在赤道平面内，对环绕地球作匀速圆周运动的同步卫星而言，以下说法正确的是（ ）
A. 同步卫星的轨道可能为a，也可能为c
B. 同步卫星的轨道可能为b
C. 同步卫星的运行速度大于
D. 同步卫星运行时可能会经过我校的正上方
14. 如图所示，在发射地球同步卫星的过程中，卫星首先进入椭圆轨道Ⅰ，然后在Q点通过改变卫星速度，让卫星进入地球同步轨道Ⅱ，则( )
A. 该卫星在P点的速度大于7.9 km/s，小于11.2 km/s
B. 卫星在同步轨道Ⅱ上的运行速度大于7.9 km/s
C. 在轨道Ⅰ上，卫星在P点的速度大于在Q点的速度
D. 卫星在Q点通过加速实现由轨道Ⅰ进入轨道Ⅱ
二、综合题
15.已知地球的半径为R ， 地面的重力加速度为g ， 万有引力常量为G。求
（1）地球的质量M；
（2）地球的第一宇宙速度v；
（3）相对地球静止的同步卫星，其运行周期与地球的自转周期T相同。求该卫星的轨道半径r。
16.一位勤于思考的同学，为探月宇航员设计了如下实验：在距月球表面高h处以初速度v0水平抛出一个物体，然后测量该平抛物体的水平位移为x．通过查阅资料知道月球的半径为R，引力常量为G，若物体只受月球引力的作用，请你求出：
（1）月球表面的重力加速度；
（2）月球的质量；
（3）环绕月球表面的宇宙飞船的速率是多少？
17. 2019年4月10日21点，天文学家在全球六地（比利时布鲁塞尔、智利圣地亚哥、中国上海和台北、日本东京、美国华盛顿）同步发布了人类首张黑洞照片。探寻黑洞的方案之一是观测双星系统的运动规律。天文学家观测河外星系大麦哲伦云时，发现了LMCX﹣3双星系统，它由可见星A和不可见的暗星B构成．将两星视为质点，不考虑其他天体的影响，A、B围绕两者连线上的O点做匀速圆周运动，它们之间的距离保持不变，如图所示．引力常量为G，由观测能够得到可见星A的速率v和运行周期T．
（1）可见星A所受暗星B的引力FA可等效为位于O点处质量为m′的星体（视为质点）对它的引力，设A和B的质量分别为m1、m2 ， 试求m′（用m1、m2表示）；
（2）求暗星B的质量m2与可见星A的速率v、运行周期T和质量m1之间的关系式。
答案
一、选择题
1、B 2、D 3、B 4、B 5、A 6、ABC 7、C 8、C 9、AD 10、CD
11、BD 12、A 13、 B 14、ACD
二、综合题
15、 （1）解：对于地面上质量为m的物体，有
解得
（2）解：质量为m的物体在地面附近绕地球做匀速圆周运动，根据牛顿第二定律有
解得
（3）解：质量为m的地球同步卫星绕地球做匀速圆周运动，根据牛顿第二定律有
解得
16、 （1）物体在月球表面做平抛运动，有：
水平方向上：x=v0t
竖直方向上：h=
12g月t2
解得月球表面的重力加速度：g月=2022hvx ；
（2）设月球的质量为M，对月球表面质量为m的物体，根据万有引力等于重力有
2GMmR =mg月
解得：M= 22022hRvGx；
（3）设环绕月球表面飞行的宇宙飞船的速率为v，根据万有引力挺向心力，且万有引力等于重力则
有m′g月=2vmr，解得：v=02vRhx 。
17、 （1）解：设A、B的圆轨道半径分别为 ，A、B做匀速圆周运动的角速度相同，其为 。 由牛顿运动定律：
设A、B之间的距离为r，又
由上述各式得： ，①
由万有引力定律，得
将①代入得 令 ，比较可得： ②
（2）解：由牛顿第二定律，有： ③，
又可见星A的轨道半径为： ④，
由②③④式可得，
