假期作业9 宇宙航行-【快乐假期】2025-2026学年高一物理暑假作业

受快乐假期 假期作业9宇宙航 《情境辨析 牛顿曾经设想：在一座高山上水平架 起一门大炮，只要这门大炮的威力足够大， 炮弹的速度足够快，炮弹就可以围绕地球 不停地转而不会掉下来.（不计空气阻力） (1)如果炮弹的速度是1km/s,它必将落到 地球表面. ( ) (2)如果炮弹的速度是7km/s,它将不会落 到地球表面， ) (3)如果炮弹的速度是13km/s,它将围绕 地球运动， ( (4)无论炮弹的速度是多大，它都将围绕地 球运动. () (5)如果炮弹的速度大于11.2km/s而小 于16.7km/s,则它可绕太阳运行. 《技能提升 ◆[知识点一]对三个宇宙速度的理解 1.关于宇宙速度的说法，正确的是( A.第一宇宙速度是人造地球卫星运行时 的最大速度 B.第一宇宙速度是地球同步卫星的发射 速度 C.人造地球卫星运行时的速度介于第一 宇宙速度和第二宇宙速度之间 D.第三宇宙速度是物体逃离地球的最小 速度 2.(多选)物体在地面附近绕地球做匀速圆 周运动的速度叫作第一宇宙速度，关于 第一宇宙速度，下列说法正确的是 A.第一宇宙速度大小约为11.2km/s B.第一宇宙速度是使人造卫星绕地球运 动所需的最小发射速度 C.第一宇宙速度是人造卫星绕地球运动 的最小运行速度 D.若已知地球的半径和地球表面的重力 加速度，即可求出第一宇宙速度 20 00= 学而不厌，诲人不倦。 行 ! 完成日期： 夕 日 3.使物体脱离星球的引力束缚，不再绕星 球运行，从星球表面发射所需的最小速 度称为第一宇宙速度，星球的第二宇宙 速度v,与第一宇宙速度u1的关系是02 =√201.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1/6.不计其他星球的影响，则该星球 的第二宇宙速度为 ( A B.3 r c受 D.√gr ◆[知识点二]同步静止轨道卫星 4.(多选)北斗卫星导航系统是我国自行研制 开发的区域性三维卫星定位与通信系统 (CNSS),北斗卫星导航系统包括5颗同步 卫星和30颗一般轨道卫星.关于这些卫星， 以下说法正确的是 A.5颗同步卫星的轨道半径都相同 B.5颗同步卫星的运行轨道必定在同一 平面内 C.导航系统所有卫星的运行速度一定大 于第一宇宙速度 D.导航系统所有卫星中，运行轨道半径 越大的，周期越小 5.(多选)地球同步卫星轨道必须在赤道平 面上空，和地球自转有相同的角速度，才 能和地面保持相对静止.关于各国发射 的地球同步卫星，下列表述正确的是 ) A.所受地球的万有引力大小一定相等 B.离地面的高度一定相同 C.运行的速度都小于7.9km/s D.都位于赤道上空的同一个点 ◆[知识点三]卫星参量的比较 6.（多选)(2024·福建卷)巡天号距地表 400km,哈勃号距地表550km,问（ A.w巡<w哈 B.V巡<V哈 C.T巡<T哈 D.a巡>a哈 三0022 7.(多选)a、b、c、d四颗地球卫星，a还未发射， 在地球赤道上随地球表面一起转动，向心加 速度大小为a1,b处于地面附近近地轨道 上，正常运行速度大小为1，c是地球同步 卫星，离地心距离为r,运行速度大小为2， 向心加速度大小为a2,d是高空探测卫星， 各卫星排列位置如图所示，地球的半径为 R,则有 地球ab A.a的向心加速度等于重力加速度g B.d的运动周期有可能是20h C.4R a2 r 8.地球赤道地面上有一物体随地球的自转 而做圆周运动，所受的向心力为F,向心 加速度为a1,线速度为y1,角速度为w1; 绕地球表面附近做圆周运动的人造卫星 (高度忽略)所受的向心力为F2,向心加 速度为a2,线速度为2，角速度为w2;地 球同步卫星所受的向心力为F3,向心加 速度为a3,线速度为y3,角速度为w3;地 球表面重力加速度为g,第一宇宙速度为 ,假设三者质量相等，则下列结论正确 的是 A.F1=F2>F3 B.a-a2=g-a3 C.01=2=0>g D.w1=w3<w2 9.(2025·安徽高一校联考)神舟二十号载 人飞船于2025年4月24日17时17分 成功发射并按照预定程序与空间站进行 自主快速交会对接.若空间站在距地面 高度为h=400km的近地圆轨道运行，另 一卫星A在距地面高度为H=7200km圆 轨道运行，地球半径为R=6400km,地球表 面重力加速度为g,则 高一物理恐) A,空间站的向心加速度大小为6 B.空间站的周期与卫星A的周期之比为1 :⑧ C.空间站的向心加速度与卫星A的向心 加速度大小之比为2：1 D.空间站的线速度与卫星A的线速度大 小之比为2：1 《素养培优 若某位宇航员随飞 船登陆火星后，在火 星表面的某处以速 度竖直向上抛出一个小球，经过时间 t,小球落回了抛出点.已知火星的半径为 R,引力常量为G,“萤火号”卫星绕火星 运动的周期为T,“萤火号”卫星绕火星 的运动近似看作匀速圆周运动.试求： (1)火星的质量M. (2)“萤火号”卫星绕火星运动的轨道半 径r.受快乐期 期作业8 情景辨析 (1)×(2)/(3)×(4)/(5)/(6)/ 技能提升 1.A[在月球表面，物体的重力与万有引力相等，则有G mg,可得月球的质量为M=R G,故A正确，B错 误；月球绕地球做圆周运动时，根据万有引力提供向心 力得GM地M二Mr表示月球绕地球运转的轨道半 经，可得地球的废量M。=祭，无法求月晾废量，故 C、D错误.] 2.B[在天体表西有G=m,所以M=答，因为里 球半径和地球半径相同，所以可得该星球质量是地球质 量的2倍.] 3.BC[设地球质量为m,太阳质量为M,若已知引力常量 G、地球绕太阳运行的周期T及地球离太阳的距离r,则 根播万有引力接供向心力：=m禁，由北可以看 r2 出，地球质量在等式中消去，只能求出太阳的质量，即只 能求出中心天体的质量，故A错误：若已知引力常量G、 月球绕地球运行的周期T及月球离地球的距离”，则由 =m,禁，如，月球质圣在等式中消夫，能求出地 球质量，故B正确；若已知人造地球卫星在地面附近绕 行的速度及运行周期T,则根据万有引力提供向心力 得，m=m:又=华解得m=品故C正 确；若不考虑地球自转，地球表面的物体受到的地球的 重力等于万有引力，即Gm=mg, R2 解得：m=8R ,其中R为地球的半径，是未知，故D错 G 误.所以选BC.] 么A[对月球而言：G=ma,解得M=“后，选项A 正确，B错误：地球表面物体的加速度满足：G=mg, R 而赤道上的物体的向心加速度满足：G-FN=ma, R 故g≠a,选项C错误：由GMm=ma,和GMm-F= r ma可知， ≠ ,选项D错误，故选A. a ri 5.C[行星绕太阳运动时，万有引力提供其所需要的向心 力，故有GM产=m:产，可得太阳的质量表达式为 r2 M=4πr GT,而金星的质量m在等式中已消掉，故A,D 错误；由Gm参m三=m2℃ R 可仔m器由于金显的 R 半径不知，故不能求出金星的质量，故B错误；在金星表 面时，质量为m的物体所受重力与金星对其的万有引力 相等，则m8=6R,得m一答若已知会星的半径 与金星表面的重力加速度，可以求出金星的质量，故C 正确.门] 5 0M-= A[取飞施为所完对象，由G=mR禁及M= T 音Rp,知p=泾A对，故选A] 7.C[中国空间站天和核心舱绕地球的运行可视为匀速 圆周运动，由万有引力提供向心力有血=m(孕) (R+h) (R+h),可求得地球的质量M=4x(R+h) ,地球可近 GT 4π2(R+h)3 似看作球体，根据密度的定义式得p=7 M 4πR 3 -3】 &.B[根播万有引力提候向心力，列出等式G以=m 票，可得地球的魔量M=部，只能衣由中心天体的 质量，故A错误，B正确；由于不清楚月球和地球的半径 大小，所以无法求出它们的平均密度，故CD错误.] 9.解析：(1)星体的密度p=V=4 2=M.R=95=0.11, p=M,·R=g.5 故土星的密度约为p=0.11p=0.61×103kg/m. (2)根据星球表面的物体受到的万有引力近似等于物体 的重力， mg=G Mm GM -:医-器-1s 所以土星表面的重力加速度g=1.05g。=10.5m/s2. 答案：(1)0.61×103kg/m3(2)10.5m/s 素养培优 D[设月球半径为R,质量为M,对嫦娥六号，根据万有 引方哭供向心力G[R厅=m祭·+1R,月球 Mm 的体积V=专R,月球的平均密度p=世，联立可得P =票1+，数接D] 假期作业9 情景辨析 (1)√(2)×(3)×(4)×(5)√ 技能提升 1.A[第一宇宙速度是人造卫星的最小发射速度，同时也 是人造地球卫星的最大运行速度，故A对，B、C错；第二 宇宙速度是物体逃离地球的最小速度，D错.] 2.BD 3,B[据题意，g=骨，绕星球表面运动的线速度为其第 一字宙速度，由万有引力提供向心力可知mg里=m 可知助=Vgx,而的=E,解得：助=厄√窖 √受故A,C.D均错误，选项B正确] 三0022 4.AB[同步卫星位于赤道平面内，轨道半径都相同，选项 A、B正确；第一宇宙速度是最大的环绕速度，导航系统 所有卫星的运行速度都小于第一宇宙速度，选项C错 误根将G=m笑，得T√哥，导能系统所有 4xr 卫星中，运行轨道半径越大的，周期越大，选项D错误.] 5.BC[地球同步卫星所受的万有引力大小F=GMm,由 r2 Mm 于不同卫星质量不等，故A错误；由GR十)一 m·4xR+,得同步卫星的周期相等，所以轨道半径 相等，离地面的高度相等，故B正确；由GMm=mt得u 2 -√如载道半径总大，运行的建定装小，且小于第 一宇宙速度7.9km/s,故C正确；地球同步卫星位于赤 道上空，和地球自转有相同的角速度才能和地面保持相 对静止，地球同步卫星都位于赤道上空的同一个圆周轨 道，不能在同一个点上，故D错误. 6.CD[根据万有引力提供向心力可得GMm=m,=m 2 =m r .GM.T- √a=以由子延天芳的轨道半径小于哈勃号的 Ax'r 轨道半径，则有w题>w心，是>，T是<Ta是>a哈.] 7.CD[地球同步卫星c与地球自转的角速度和周期相 同，则知a与c的角速度相同，根据an=w2r,知c的向心 加速度大，由ma=G,得a,-,卫星的轨道羊径 越大，向心加速度越小，则地球同步卫星的向心加速度 小于b的向心加速度，而b的向心加速度约为g,故知口 的向心加速度小于重力加速度g,故A错误：由GMm r2 m禁，得T=2品所以卫是的载道半径越大，月期 r 越大，所以d的运动周期大于c的运动周期，即大于24h, 故B错误；a、c的角速度相同，由a,=wr知L=,故 a2 r C正确：根据GMm m，解得 受则√辰D运】 8.D 9.B[万有引力提供空间站做圆周运动的向心力，有 Mm GM R十h)=ma,解得：a=R十)，地球表面重力加速 G /161 256 (7)g=2898,A错误：由万有引 力提供向心力有GMm=ma=m女-m r,解得T= 4π (R+h) 人，可时得、怀) -器=片兰√限-B心 D错误.] 5 素养培优 解析：(1)设火星的重力加速度为g,则t= g GMm mg= R 联立得M=2uR Gt (2)根搭万有引力充当向心力知G=mr禁 aRT 解得r=√2πt 答案：(1)M=2R Gt e 假期作业10 情景辨析 (1)×(2)/(3)×(4)/(5)× 技能提升 1,A[当有多个力对物体做功时，总功就等于各个力对物 体做功的和.由于力F,对物体做功4J,力F。对物体做 功3J,所以F与F,的合力对物体做的总功W=3J十4J =7J,故选A.] 2.D[A图中，拉力做功为：W=Fs;B图中，拉力做功为： W=Fc0s0=号F,C图中，拉力微功为：W=ms30 -F:D图中，粒力微功为：w=Fcos60=子F,D图 2 中拉力F做功最小，故选D.门 3.C[加速上升时，位移向上，无人机对货物的拉力向上， 则无人机对货物做正功，选项A错误；减速上升，位移向 上，无人机对货物的拉力向上，则无人机对货物做正功， 选项B错误；匀速下降，位移向下，无人机对货物的拉力 向上，则无人机对货物做负功，选项C正确；悬停空中， 位移为零，无人机对货物的拉力向上，则无人机对货物 不做功，选项D错误.门 4.B[由做功的计算公式W=Fsc0s0可知，0为力的方向 与位移方向的夹角，在该同学将拖把向前推的过程中， 力与位移的夹角小于90°，故可知该同学对拖把做正功， 故A错误；地板对拖把的摩擦力与拖把的位移方向相 反，故地板对拖把的摩擦力做负功，故B正确；地板对拖 把的支持力与拖把垂直，不做功，故C、D错误.] 5.A[挥动“石杵”一次所做的功：W=mgh=20×10×0.9J= 180J;1min内做的总功：Ws=nW=20×180J=3600J, 则人挥动“石并”做功的平均功率：P=W=3600W= t 60 60W,故A正确，B、C、D错误.] 6.D[根据P=Fu和F=F,=kU,可得P=k,速度加 倍，则功率变为原来的4倍，选项D正确.门 7.B[两次拉力作用下，物体都从静止开始，以相同的加 速度移动同样的距离，则物体两次运动时间相同，由牛 顿第二定律知，F1=F:cosa,又因为W=Flcos a,故W =W2,做功的时间又相同，平均功率相同，故选项B 正确.门 8.A[依题意，可得电动车受到的阻力大小为E是=三 560N=100N,故A正确；加速阶段，根据牛频第二定律 5.6 有P一F,=m,速度增大，则电动车的加速度逐渐减小， 故B错误；根据卫一F,=ma,当电动车的速度为4m/s