6.3.2 万有引力定律的应用（二）（备作业）-【上好课】2021-2022学年高一物理同步备课系列（沪科版2020 必修第二册）

6.3.2 万有引力定律的应用（二）（备作业）（解析版） 姓名：___________班级：___________错题号：___________ 一、单选题 1．一人造地球卫星绕地球做匀速圆周运动，假如该卫星变轨后仍做匀速圆周运动，速度增大为原来的2倍，不考虑卫星质量的变化，则变轨前后卫星的（　　） A．向心加速度大小之比为1∶4 B．轨道半径之比为4∶1 C．周期之比为4∶1 D．角速度之比为1∶2 【答案】B 【详解】 对卫星，根据万有引力提供向心力 ==mr=ma 可得卫星绕地球做匀速圆周运动的线速度、向心加速度、周期、角速度为 v=，a=，， AB．由题知变轨后速度增大为原来的2倍，由v=，知变轨后轨道半径 r2=r1 变轨前后卫星的轨道半径之比 r1∶r2=4∶1 由向心加速度a=，知变轨前后卫星的向心加速度之比 a1a2=1∶16 故A错误，B正确； C．卫星运动的周期，变轨前后卫星的周期之比 == 故C错误； D．卫星运动的角速度，变轨前后卫星的角速度之比 == 故D错误。 故选B。 2．一行星绕恒星做圆周运动，由天文观测可得，其运行周期为T，速度为v，引力常量为G，则不正确的是（　　） A．恒星的质量为 B．行星的质量为 C．行星运动的轨道半径为 D．行星运动的加速度为 【答案】B 【详解】 C．因为 所以 故C正确，不符合题意； A．根据 可解得恒星的质量 故A正确，不符合题意； B．表达式 两边消掉了m，则行星的质量无法计算，故B错误，符合题意； D．行星的加速度 故D正确，不符合题意。 故选B。 3．如图所示，A为静止于地球赤道上的物体，B为绕地球椭圆轨道运行的卫星，C为绕地球做圆周运动的卫星，P为B、C两卫星轨道的交点。已知A、B、C绕地心运动的周期相同，下列说法正确的是（　　） A．相对于地心，卫星C的运行速率等于物体A的速率 B．相对于地心，卫星C的运行速率小于物体A的速率 C．卫星B在P点的运行加速度等于卫星C在该点的运行加速度 D．卫星B在P点的运行加速度大于卫星C在该点的运行加速度 【答案】C 【详解】 AB．A、B、C绕地心运动的周期相同，根据 可知C的半径大，则C的运行速率比A大，AB错误； CD．在P点，加速度 同一位置r相同，则加速度相等，C正确，D错误。 故选C。 4．2020年6月23日，由中国航天科技集团有限公司五院抓总研制的第55颗北斗导航卫星成功发射。随着该星进入预定工作轨道，北斗三号全球卫星导航系统星座部署全面完成，向全球提供服务。如图所示，北斗卫星导航系统由静止轨道卫星、中地球轨道卫星（离地面高度约21000 km）及其他轨道卫星组成。则下列相关说法正确的是（　　） A．静止轨道卫星指相对地表静止，其可定位在北京正上空 B．静止轨道卫星的发射速度小于第一宇宙速度 C．中地球轨道卫星周期大于24小时 D．中地球轨道卫星的线速度比静止轨道卫星大 【答案】D 【详解】 A．静止轨道卫星相对于地球是静止的，其轨道只能在赤道上方，故不可能在北京的上空，A错误； B．第一宇宙速度7.9km/s是卫星绕地球圆周运动的最大速度，是卫星发射的最小速度，静止轨道卫星的发射速度大于第一宇宙速度，B错误； C．根据万有引力提供向心力有 解得 可知卫星的轨道半径越大，周期越大，中地球轨道卫星比同步卫星卫星离地心更近，所以中地球轨道卫星的运行周期小于地球同步卫星运行周期，小于24小时，C错误； D．卫星绕地球做圆周运动，根据万有引力提供向心力有 解得 则轨道半径越大，其运行速度越小，中地球轨道卫星比同步卫星卫星离地心更近，故中地球轨道卫星比同步卫星卫星速度更快，D正确。 故选D。 5．北京时间2021年4月29日11时23分，天和核心舱发射升空，标志着中国空间站“在轨组装建造”全面展开。天和核心舱环绕地球的运动可近似为匀速圆周运动，其绕地球运行的轨道半径小于人造卫星的轨道半径。则（　　） A．天和核心舱的周期大于地球自转周期 B．天和核心舱的轨道平面一定与赤道平面重合 C．天和核心舱的线速度大于7.9km/s D．天和核心舱的角速度大于地球自转的角速度 【答案】D 【详解】 A．设天和核心舱的质量为m，轨道半径为r，地球质量为M，根据万有引力提供向心力可得 解得 可知，轨道半径越大，周期越大，地球自转周期等于同步卫星的公转周期，则天和核心舱运行周期小于地球同步卫星的公转周期，即天和核心舱运行周期小于地球自转周期，A错误； B．天和核心舱的轨道平面不一定与赤道平面重合，B错误； C．设天和核心舱的质量为m，轨道半径为r，地球质量为M，根据万有引力提供向心力可得 解得 可知，轨道半径越大，线速度越小，由于天和核心舱的轨道半径大于地球的半径，故天和核心舱的线速度小于7.9km/s，C错误； D．设天和核