第七章 4 宇宙航行 5 相对论时空观与牛顿力学的局限性（课件+练习）-新教材高中物理必修第二册【优化探究】(人教版)

[A组　素养达标] 1．(多选)下列说法正确的是(　　) A．第一宇宙速度是从地面上发射的人造地球卫星的最小发射速度 B．第一宇宙速度是环绕地球运转的卫星的最大速度 C．第一宇宙速度是同步卫星的环绕速度 D．卫星从地面发射时的发射速度越大，则卫星距离地面的高度就越大，其环绕速度则可能大于第一宇宙速度 解析：第一宇宙速度是人造地球卫星的最小发射速度，也是卫星绕地球运转的最大速度，离地越高，卫星绕地球运转的速度越小． 答案：AB 2.如图所示，“北斗”卫星导航定位系统由地球静止轨道卫星(同步卫星)、中轨道卫星和倾斜同步卫星组成．地球静止轨道卫星和中轨道卫星都在圆轨道上运行，它们距地面的高度分别约为地球半径的6倍和3.4倍．下列说法正确的是(　　)[来源:学科网ZXXK] A．静止轨道卫星的周期约为中轨道卫星的2倍 B．静止轨道卫星的线速度大小约为中轨道卫星的2倍 C．静止轨道卫星的角速度大小约为中轨道卫星的 D．静止轨道卫星的向心加速度大小约为中轨道卫星的 解析：根据G，代入数据知，D错误．＝ma，可得a＝，代入数据知，C错误；根据G＝mω2r，可得ω＝，代入数据知，B错误；根据G，可得v＝ ＝m，代入数据知，A正确；根据Gr，可得T＝2π ＝m 答案：A 3．星球上的物体脱离星球引力所需的最小速度称为第二宇宙速度．星球的第二宇宙速度v2与第一宇宙速度v1的关系是v2＝.不计其他星球的影响，则该星球的第二宇宙速度为(　　) v1.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加速度g的 A.　　　　　　　　 B. C. gr D. 解析：在星球表面附近，有m·，故选项C正确． v1，得v2＝.又v2＝，所以该星球的第一宇宙速度v1＝g＝m 答案：C 4.如图所示，我国已成功发射“天宫二号”空间实验室，并成功实现“神舟十一号”飞船与“天宫二号”的完美对接．假设“天宫二号”与“神舟十一号”都围绕地球做匀速圆周运动，为了实现飞船与空间实验室的对接，下列措施可行的是(　　) A．使飞船与空间实验室在同一轨道上运行，然后飞船加速追上空间实验室实现对接 B．使飞船与空间实验室在同一轨道上运行，然后空间实验室减速等待飞船实现对接 C．飞船先在比空间实验室半径小的轨道上加速，加速后飞船逐渐靠近空间实验室，两者速度接近时实现对接 D．飞船先在比空间实验室半径小的轨道上减速，减速后飞船逐渐靠近空间实验室，两者速度接近时实现对接 解析：飞船在同一轨道上加速追赶空间实验室时，速度增大，所需向心力大于万有引力，飞船将做离心运动，不能实现与空间实验室的对接，选项A错误；同理，空间实验室在同一轨道上减速等待飞船时，速度减小，所需向心力小于万有引力，空间实验室做近心运动，也不能实现对接，选项B错误；当飞船在比空间实验室半径小的轨道上加速时，飞船做离心运动，逐渐靠近空间实验室，可实现对接，选项C正确；当飞船在比空间实验室半径小的轨道上减速时，飞船将做近心运动，远离空间实验室，不能实现对接，选项D错误． 答案：C 5．(多选)已知地球质量为M，半径为R，自转周期为T，地球同步卫星质量为m，引力常量为G.有关同步卫星，下列表述正确的是(　　) A．卫星距地面的高度为 B．卫星的运行速度小于第一宇宙速度 C．卫星运行时受到的向心力大小为G D．卫星运行的向心加速度小于地球表面的重力加速度 解析：由G，所以a＜g，选项D正确． ＝mg得地球表面的重力加速度为g＝，由G＝ma知卫星运行的向心加速度为a＝，选项C错误．由G－R，选项A错误．第一宇宙速度是最小的发射卫星的速度，是卫星最大的环绕速度，选项B正确．同步卫星距地面有一定的高度h，受到的向心力大小为G)2，得卫星距地面的高度为 ＝m(R＋h)·( 答案：BD[来源:学&科&网Z&X&X&K] 6.(多选)如图所示，两质量相等的卫星A、B绕地球做匀速圆周运动，用R、T、Ek、S分别表示卫星的轨道半径、周期、动能、与地心连线在单位时间内扫过的面积．下列关系式正确的是(　　) A．TA>TB B．EkA>EkB C．SA＝SB D.＝ 解析：已知不同高度处的卫星绕地球做圆周运动，RA>RB.根据，由RA>RB，得vA<vB，则EkA<EkB，选项B错误；根据开普勒第二定律知，同一卫星绕地球做圆周运动，与地心连线在单位时间内扫过的面积相等，对于不同卫星，SA不一定等于SB，选项C错误．知，运动速率v＝＝m＝k知，TA>TB，选项A、D正确；由 答案：AD 7．(多选)“空间站”是科学家进行天文探测和科学试验的特殊而又重要的场所．假设目前由美国等国家研制的“空间站”正在地球赤道平面内的圆周轨道上运行，其离地高度为同步卫星离地高度的十分之一，且运行方向与地球自转方向一致．下面的说法正确的有(　　) A．运