3.4-3.5人造卫星 宇宙速度 太空探索(选学)-【导与练】2022-2023学年新教材高中物理必修第二册同步全程学习课时作业word（教科版2019）

4　人造卫星　宇宙速度 5　太空探索(选学) 课时作业·巩固提升 基础巩固 1.第一宇宙速度是物体在地球表面附近环绕地球做匀速圆周运动的速度,则有(　C　) A.被发射的物体质量越大,第一宇宙速度越大 B.被发射的物体质量越小,第一宇宙速度越大 C.第一宇宙速度与被发射物体的质量无关 D.第一宇宙速度与地球的质量无关 解析:第一宇宙速度v=,与地球质量mE有关,与发射物体质量 无关。故只有选项C正确。 2.(多选)如图所示,下列关于人造地球卫星轨道的说法,正确的是(　BC　) A.卫星轨道a、b、c都是可能的 B.卫星轨道只可能是b、c C.同步卫星轨道可能是b D.a、b均可能是同步卫星轨道 解析:人造地球卫星的轨道平面必定经过地球中心,所以b、c均可能是卫星轨道,a不可能是卫星轨道,故A、D错误,B正确;静止卫星的轨道平面在赤道的上空,则同步卫星轨道可能是b,故C正确。 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=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。不计其他星球的影响,则该星球的第二宇宙速度为(　C　) A. B. C. D.gr 解析:在星球表面附近,有m·g=,所以该星球的第一宇宙速度v1=。又v2=v1,得v2=,故选项C正确。 4.据报道,我国目前已经发射了三颗数据中继卫星“天链一号” 01星、“天链一号”02星、“天链一号”03星,它们都是地球同步卫星。这三颗卫星相比,可能不同的是(　A　) A.它们的质量 B.它们距地面的高度 C.它们的周期 D.它们运行的线速度大小 解析:根据万有引力提供圆周运动的向心力可知,同步卫星的轨道、 周期、高度、速率都相同,所以对于三颗同步卫星唯一可能不同的 就是卫星的质量,故选A。 5.(多选)关于第一宇宙速度,下列说法正确的是(　AB　) A.它是使卫星进入近地圆形轨道的最小发射速度 B.它是近地圆形轨道上人造地球卫星的运行速度 C.它是人造地球卫星绕地球飞行的最小速度 D.它是卫星在椭圆轨道上运行时在近地点的速度 解析:第一宇宙速度是近地卫星的环绕速度,也是地球上发射卫星的最小速度,根据G=m可得v=,近地卫星轨道半径最小,环绕速度最大,A、B正确,C错误;在近地轨道进入椭圆轨道,需要点火加速离心,所以卫星在椭圆轨道上运行时在近地点的速度可能大于第一宇宙速度,D错误。 6.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(　A　) 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=mr,可得T=2π,代入数据知,A正确;根据G=m,可得v=,代入数据知,B错误;根据G=mω2r,可得ω=,代入数据知,C错误;根据G=ma,可得a=,代入数据知,D错误。 7.(多选)同步卫星与地心的距离为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,地球半径为R。则下列关系式正确的是(　AD　) A.= B.=()2 C.= D.= 解析:以第一宇宙速度运行的卫星为近地卫星。对于卫星,其共同特点是万有引力提供向心力,则G=m,故=,对于同步卫星和地球赤道上的物体,其共同特点是角速度相等,根据an=ω2r,故=。 8.已知火星表面附近的重力加速度为g,火星半径为R,火星自转周期为T,引力常量为G。求: (1)火星上卫星的第一宇宙速度; (2)火星的同步卫星距行星表面的高度h。 解析:(1)设质量为m的卫星绕火星表面飞行速度为v,万有引力提供向心力有G=m, 又由于G=mg, 得v=。 (2)其同步卫星的周期等于其自转周期T 则对其同步卫星有G=m()2(R+h), 联立解得h=-R。 答案:(1)　(2)-R 能力提升 1.(多选)已知火星的质量约为地球质量的,火星的半径约为地球半径的。下列关于火星探测器的说法中正确的是(　CD　) A.发射速度只要大于第一宇宙速度即可 B.发射速度只有达到第三宇宙速度才可能 C.发射速度应大于第二宇宙速度而小于第三宇宙速度 D.火星探测器环绕火星运行的最大速度为地球第一宇宙速度的 解析:火星探测器前往火星,脱离地球引力束缚,还在太阳系内,发射速度应大于第二宇宙速度而小于第三宇宙速度,故A、B错误,C正确;由G=m得v=,可得火星探测器环绕火星运行的最大速度与地球第