课时作业(10) 第三章 第4节人造卫星宇宙（Word练习）-【优化指导】2023-2024学年新教材高中物理必修第二册（教科版2019）

课时作业(10)　人造卫星　宇宙速度 [对应学生用书P126] 1．(多选)关于人造地球卫星，下列说法正确的是(　　) A．运行的轨道半径越大，线速度也越大 B．其发射速度可以达到16.7 km/s C．卫星绕地球做匀速圆周运动的速度不能大于7.9 km/s D．卫星在降落过程中向下减速时处于超重状态 CD　[由v＝ 知，卫星的轨道半径越大，线速度越小，故A错误；人造地球卫星的发射速度在7.9 km/s到11.2 km/s之间，故B错误；卫星绕地球做匀速圆周运动的速度小于或等于7.9 km/s，故C正确；卫星向下减速时的加速度方向向上，处于超重状态，故D正确．] 2．(多选)一颗人造地球卫星以初速度v发射后，可绕地球做匀速圆周运动，若使发射速度增大为2v，则该卫星可能(　　) A．绕地球做匀速圆周运动 B．绕地球运动，轨道变为椭圆 C．不绕地球运动，成为太阳的人造行星 D．挣脱太阳引力的束缚，飞到太阳系以外的宇宙 CD　[卫星以初速度v发射后能绕地球做匀速圆周运动，可知发射速度v一定大于第一宇宙速度7.9 km/s；当以2v速度发射时，发射速度一定大于15.8 km/s，则发射速度一定大于第二宇宙速度11.2 km/s，也可能大于第三宇宙速度16.7 km/s，所以此卫星不再绕地球运行，可能绕太阳运行，也可能飞到太阳系以外的宇宙，故C、D正确．] 3．如今，我国已全面建成覆盖全球的“北斗”卫星导航系统．如图所示，其中的两颗地球静止轨道卫星A、B在同一轨道上做匀速圆周运动，卫星A的质量大于卫星B的质量．下列说法正确的是(　　) A．它们的线速度大小都是7.9 km/s B．它们受到的万有引力大小相等 C．它们的向心加速度大小相等 D．它们的周期不一定相等 C　[由于F＝G，且A的质量大于卫星B的质量，故FA>FB；由G＝＝ma＝mr可知v＝ < ＝7.9 km/s；由a＝可知两卫星的向心加速度大小相等；由T＝ 可知两卫星的周期相等．综上分析，C正确．] 4．(多选)如图所示，近地人造卫星和月球绕地球的运行轨道可视为圆．设卫星、月球绕地球运行周期分别为T卫、T月，地球自转周期为T地，则(　　) A．T卫<T月　　　　　　 B．T卫>T月 C．T卫<T地 D．T卫＝T地 AC　[因r月>r同>r卫，由开普勒第三定律＝k可知，T月>T同>T卫，又同步卫星的周期T同＝T地，故有T月>T地>T卫，A、C正确．] 5．利用三颗位置适当的地球同步卫星，可使地球赤道上任意两点之间保持无线电通讯．目前，地球同步卫星的轨道半径约为地球半径的6.6倍．假设地球的自转周期变小，若仍仅用三颗同步卫星来实现上述目的，则地球自转周期的最小值约为(　　) A．1 h B．4 h C．8 h D．16 h B　[设地球半径为R，画出仅用三颗地球同步卫星使地球赤道上任意两点之间保持无线电通讯时同步卫星的最小轨道半径示意图，如图所示．由图中几何关系可得，同步卫星的最小轨道半径r＝2R.设地球自转周期的最小值为T，则由开普勒第三定律可得＝，解得T≈4 h，故B正确．] 6．在地球大气层外有很多太空垃圾绕地球做匀速圆周运动，每到太阳活动期，由于受太阳的影响，地球大气层的厚度开始增加，从而使得部分太空垃圾进入大气层，开始做靠近地球的向心运动．下列说法正确的是(　　 ) A．太空垃圾由于受到地球的引力减小而做向心运动 B．太空垃圾由于受到地球的引力增大而做向心运动 C．太空垃圾由于受到空气阻力作用而做向心运动 D．地球引力提供了太空垃圾做圆周运动所需的向心力，故产生向心运动的结果与空气阻力无关 C　[做匀速圆周运动的太空垃圾满足G＝m，由于阻力作用，假定其半径不变，其速度变小，则G＞m，可知太空垃圾必做向心运动，其轨道半径必减小．] 7．如图所示，a、b、c、d是在地球大气层外的圆形轨道上匀速运行的四颗人造卫星．其中a、c的轨道相交于P，b、d在同一个圆轨道上．某时刻b卫星恰好处于c卫星的正上方．下列说法正确的是(　　) A．b、d存在相撞危险 B．a、c的加速度大小相等，且大于b的加速度 C．b、c的角速度大小相等，且小于a的角速度 D．a、c的线速度大小相等，且小于d的线速度 B　[b、d在同一轨道，线速度大小相等，不可能相撞，A错误；由an＝知a、c的加速度大小相等且大于b的加速度，B正确；由ω＝ 知，a、c的角速度大小相等，且大于b的角速度，C错误；由v＝ 知a、c的线速度大小相等，且大于d的线速度，D错误．] 8．某人在一个星球上以速率v竖直上抛一物体，经时间t物体以速率v落回手中，已知该星球的半径为R，求该星球上的第一宇宙速度． 解析　第一宇宙速度在数值上等于卫星在该星球表面附近的环绕速度． 由竖直上抛运动的规律可得，该星球表面的重力