第3章 4 人造卫星（作业）-2022-2023学年新教材高中物理必修第二册【精讲精练】教科版

[课下作业] [基础巩固] 1．(多选)关于地球同步卫星，下列说法中正确的是(　　) A．轨道都在赤道的正上方 B．轨道经过南极和北极的正上方 C．轨道半径的大小都相等 D．受到地球的引力都相等 解析　同步卫星只能定点在赤道正上方，且轨道半径、周期均相同，故A、C正确，B错误；因不同卫星质量有所不同，故它们受地球的引力不同，D错误。 答案　AC 2．如图所示，某人造地球卫星绕地球做匀速圆周运动，其轨道半径为月球绕地球运转半径的，设月球绕地球运动的周期为27天，则此卫星的运转周期大约是(　　) A．天　　　　　　 B．1天 C．天 D．9天 解析　根据G＝mr，得T＝ 因为人造卫星的轨道半径为月球绕地球运转半径的，则周期为月球绕地球转动周期的，月球绕地球运动的周期为27天，则卫星的运转周期大约是1天，故B正确。 答案　B 3．(多选)设地面附近重力加速度为g0，地球半径为R0，人造地球卫星圆形轨道半径为R。那么，以下说法正确的是(　　) A．卫星在轨道上向心加速度大小为 B．卫星运行的速度大小为 C．卫星运行的角速度大小为 D．卫星运行的周期为2π 解析　G＝ma向，a向＝G，又g0＝， 故a向＝g0，A对； 又a向＝，v＝＝ ，B对； ω＝＝，C错； T＝＝2π，D对。 答案　ABD 4．(多选)火星直径约为地球的一半，质量约为地球的十分之一，它绕太阳公转的轨道半径约为地球公转半径的1.5倍。根据以上数据，以下说法正确的是(　　) A．火星表面重力加速度的数值比地球表面小 B．火星公转的周期比地球的长 C．火星公转的线速度比地球的大 D．火星公转的向心加速度比地球的大 解析　由G＝mg得g＝G，计算得火星表面的重力加速度约为地球表面的，A对；由G＝m2r得T＝2π ，公转轨道半径大的周期长，B对；周期长的线速度小，(或由v＝ 判断轨道半径大的线速度小)，C错；公转向心加速度a＝G，D错。 答案　AB 5．2013年6月11日17时38分，神舟十号飞船在酒泉卫星发射中心发射升空，航天员王亚平进行了首次太空授课。在飞船进入圆形轨道环绕地球飞行时，它的线速度大小(　　) A．等于7.9 km/s B．介于7.9 km/s和11.2 km/s之间 C．小于7.9 km/s D．介于7.9 km/s和16.7 km/s之间 解析　卫星在圆形轨道上运动的速度v＝ 。由于轨道半径r＞地球半径R，所以v＜ ＝7.9 km/s，C正确。 答案　C 6．星球上的物体脱离星球引力所需的最小速度称为该星球的第二宇宙速度，星球的第二宇宙速度v2与其第一宇宙速度v1的关系是v2＝v1。已知某星球的半径为r，表面的重力加速度为地球表面重力加速度g的，不计其他星球的影响，则该星球的第二宇宙速度为(　　) A．　　　　　　　 B． C． D．gr 解析　mg＝m得v1＝ 。再根据v2＝v1得v2＝ ，故C选项正确。 答案　C 7．研究表明，地球自转在逐渐变慢，3亿年前地球自转的周期约为22小时。假设这种趋势会持续下去，地球的其他条件都不变，未来人类发射的地球同步卫星与现在的相比(　　) A．距地面的高度变大 B．向心加速度变大 C．线速度变大 D．角速度变大 解析　卫星绕地球做圆周运动，万有引力提供向心力，即G＝mr2，得r＝，由于地球同步卫星的周期等于地球的自转周期，当地球自转变慢，自转周期变大，则地球同步卫星做圆周运动的半径会变大，离地面的高度变大，A项正确。由G＝ma，得a＝，半径变大，向心加速度变小，B项错误。由G＝m得，v＝ ，半径变大，线速度变小，C项错误。由ω＝分析得，同步卫星的周期变大，角速度变小，D项错误。 答案　A 8．若取地球的第一宇宙速度为8 km/s，某行星的质量是地球质量的6倍，半径是地球半径的1.5倍，此行星的第一宇宙速度约为(　　) A．16 km/s B．32 km/s C．4 km/s D．2 km/s 解析　第一宇宙速度是行星表面卫星的环绕速度，对于卫星，其轨道半径近似等于星球半径，所受万有引力提供其做匀速圆周运动的向心力，根据万有引力定律和牛顿第二定律得G＝m，解得v＝ 。因为该行星的质量M′是地球质量M的6倍，半径R′是地球半径R的1.5倍，则＝＝ ＝2，故v′＝2v＝2×8 km/s＝16 km/s，A正确。 答案　A [能力提升] 9．某同学设想驾驶一辆“陆地－太空”两用汽车，沿地球赤道行驶并且汽车相对于地球速度可以增加到足够大。当汽车速度增加到某一值时，它将成为脱离地面绕地球做圆周运动的“航天汽车”，不计空气阻力。下列说法正确的是(　　) A．汽车在地面上速度增加时，它对地面的压力增大 B．当汽车速度增加到7.9 km/s时，将离开地面绕地球做圆周运动 C．此“航天汽车”环绕地球做圆周运