6.4 宇宙航行 （习题）-格邦高中阶段2019-2020学年下学期高一物理必修2同步习题

6.4　宇宙航行 习题 基础巩固： 1．关于第一宇宙速度，下列说法中正确的是(　　) A．第一宇宙速度的数值是11.2 km/s B．第一宇宙速度又称为逃逸速度 C．第一宇宙速度是卫星在地面附近环绕地球做圆周运动的速度 D．第一宇宙速度是卫星绕地球运行的最小环绕速度 答案：C 2．同步卫星是指相对于地面不动的人造地球卫星，则(　　) A．它可以在地面上任一点的正上方，且离地面的高度可按需要选择不同的值 B．它可以在地面上任一点的正上方，但离地面的高度是一定的 C．它只能在赤道的正上方，但离地面的高度可按需要选择不同的值 D．它只能在赤道的正上方，且离地面的高度是一定的 答案：D　 3．某同学这样来推导第一宇宙速度：v＝＝ m/s＝0.465×103 m/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 答案：D　 4．(多选)关于环绕地球运行的卫星，下列说法正确的是(　　) A．分别沿圆轨道和椭圆轨道运行的两颗卫星，可能具有相同的周期 B．沿椭圆轨道运行的一颗卫星，在轨道不同位置可能具有相同的速率 C．在赤道上空运行的两颗地球同步卫星，它们的轨道半径有可能不同 D．沿不同轨道经过北京上空的两颗卫星，它们的轨道平面一定会重合 答案：AB　 5．2018年12月8日凌晨2时23分，中国在西昌卫星发射中心用长征三号乙运载火箭成功发射嫦娥四号探测器，开启了中国月球探测的新旅程．现已测得探测器绕月球表面附近飞行时的速率大约为1.75 km/s(可近似当成匀速圆周运动)，若已知地球质量约为月球质量的81倍 ，地球第一宇宙速度约为7.9 km/s，则地球半径约为月球半径的多少倍(　　) 答案：B A．3倍　　　　B．4倍 C．5倍 D．6倍 　 6．关于环绕地球运转的人造地球卫星，下列说法中正确的是(　　) A．轨道半径越大，速度越小，周期越长 B．轨道半径越大，速度越大，周期越短 C．轨道半径越大，速度越大，周期越长 D．轨道半径越小，速度越小，周期越长 答案：A　 7．(多选)同步卫星离地心的距离为r，运行速率为v1，向心加速度为a1，地球赤道上的物体随地球自转的向心加速度为a2，第一宇宙速度为v2，地球的半径为R，则下列比值正确的是(　　) A. ＝ B．＝2 C.＝ D．＝ 答案：AD　 8．有两颗人造卫星，都绕地球做匀速圆周运动，已知它们的轨道半径之比r1∶r2＝4∶1，求这两颗卫星的： (1)线速度之比；(2)角速度之比；(3)周期之比；(4)向心加速度之比． 解析：(1)由G＝m得v＝ 所以v1∶v2＝1∶2. (2)由G＝mω2r得ω＝ 所以ω1∶ω2＝1∶8. (3)由T＝得T1∶T2＝8∶1. (4)由G＝ma得a1∶a2＝1∶16. 答案：(1)1∶2　(2)1∶8　(3)8∶1　(4)1∶16 思维拓展： 1．登上火星是人类的梦想．“嫦娥之父”欧阳自远透露：中国计划于2020年登陆火星．地球和火星公转视为匀速圆周运动，忽略行星自转影响．根据下表，火星和地球相比(　　) 行星 半径/m 质量/kg 轨道半径/m 地球 6.4×106 6.0×1024 1.5×1011 火星 3.4×106 6.4×1023 2.3×1011 A. 火星的公转周期较小 B．火星做圆周运动的加速度较小 C．火星表面的重力加速度较大 D．火星的第一宇宙速度较大 答案：B　 2．如图所示，A为静止于地球赤道上的物体，B为近地卫星，C为地球同步卫星．根据以上信息可知(　　) A．卫星B的线速度大于卫星C的线速度 B．卫星C的周期比物体A围绕地心转动一圈所需要的时间短 C．近地卫星B受到的地球的引力一定大于地球同步卫星C受到的引力 D．近地卫星B的质量大于物体A的质量 答案：A　 3．已知某星球的半径为R，在该星球表面航天员以速度v0水平抛出的小球经过时间t落到一倾角为θ的斜面上时，其速度方向与斜面垂直，不计一切阻力，忽略星球的自转，引力常量为G.求： (1)该星球的质量； (2)该星球的第一宇宙速度． 解析：(1)因为斜面倾角为θ，平抛的末速度垂直斜面，由运动规律 v0＝vytan θ，vy＝gt 星球表面：G＝mg 解得M＝. (2)星球表面附近的卫星m′g＝m′ 解得v＝. 答案：(1)　(2) 4．已知地球半径为R，地球表面的重力加速度为g，不考虑地球自转