2019-2020年高中物理 第6章 万有引力与航天 5 宇宙航行课时作业 新人教版必修2.doc

2019-2020年高中物理 第6章 万有引力与航天 5 宇宙航行课时作业 新人教版必修21关于宇宙速度，下列说法正确的是()A第一宇宙速度是能使人造地球卫星飞行的最小发射速度B第一宇宙速度是人造地球卫星绕地球飞行的最小速度C第二宇宙速度是卫星在椭圆轨道上运行时的最大速度D第三宇宙速度是发射人造地球卫星的最小速度【解析】第一宇宙速度是人造地球卫星的最小发射速度，也是地球卫星绕地球飞行的最大速度，A对，B错；第二宇宙速度是在地面上发射物体，使之成为绕太阳运动或绕其他行星运动的人造卫星所必需的最小发射速度，C错；第三宇宙速度是在地面上发射物体，使之飞到太阳系以外的宇宙空间所必需的最小发射速度，D错【答案】A2(多选)三颗人造地球卫星A、B、C绕地球做匀速圆周运动，如图657所示，已知mAmBvBvCB运行周期关系为TATBTCC向心力大小关系为FAFBvBvC，选项A正确；由Gmr得T2，所以TAaBaC，又mAmBFB，FBFC，选项C错误；三颗卫星都绕地球运行，故由开普勒第三定律得，选项D正确【答案】ABD3(多选)2013年6月13日13时18分，“神舟十号”飞船与“天宫一号”目标飞行器顺利完成自动交会对接关于它们的交会对接，以下说法正确的是()A飞船在同轨道上加速直到追上“天宫一号”完成对接B飞船从较低轨道，通过加速追上“天宫一号”完成对接C在同一轨道上的“天宫一号”通过减速完成与飞船的对接D若“神舟十号”与“天宫一号”原来在同一轨道上运动，则不能通过直接加速或减速某飞行器的方式完成对接【解析】“神舟十号”飞船与“天宫一号”目标飞行器正确对接的方法是处于较低轨道的“神舟十号”飞船在适当位置通过适当加速，恰好提升到“天宫一号”目标飞行器所在高度并与之交会对接若“神舟十号”与“天宫一号”原来在同一轨道上运动，后面的飞行器加速会上升到较高运动轨道，前面的飞行器减速会下降到较低的运动轨道，这样都不会完成交会对接综上所述，A、C错误，B、D正确【答案】BD4关于地球同步卫星的说法正确的是()A所有地球同步卫星一定在赤道上空B不同的地球同步卫星，离地高度不同C不同的地球同步卫星的向心加速度大小不相等D所有地球同步卫星受到的向心力大小一定相等【解析】地球同步卫星一定位于赤道上方，周期一定，离地面高度一定，向心加速度大小一定，所以A项正确，B、C项错误；由于FG，所以不同的卫星质量不同，其向心力也不同，D项错误【答案】A5(xx山东省实验中学高一期末)如图658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中正确的是()图658Ab、d存在相撞危险Ba、c的加速度大小相等，且大于b的加速度Cb、c的角速度大小相等，且小于a的角速度Da、c的线速度大小相等，且小于d的线速度【解析】b、d在同一轨道，线速度大小相等，不可能相撞，A错；由a向知a、c的加速度大小相等且大于b的加速度，B对；由 知，a、c的角速度大小相等，且大于b的角速度，C错；由v 知a、c的线速度大小相等，且大于d的线速度，D错【答案】B6(xx江苏高考)已知地球的质量约为火星质量的10倍，地球的半径约为火星半径的2倍，则航天器在火星表面附近绕火星做匀速圆周运动的速率约为()A3.5 km/sB5.0 km/sC17.7 km/sD35.2 km/s【解析】根据万有引力提供向心力解题由Gm得，对于地球表面附近的航天器有：G，对于火星表面附近的航天器有：G，由题意知MM、r，且v17.9 km/s，联立以上各式得：v23.5 km/s，选项A正确【答案】A7若两颗人造地球卫星的周期之比为T1T221，则它们的轨道半径之比R1R2_，向心加速度之比a1a2_.【解析】由开普勒定律，R1R21.由牛顿第二定律，Gma，向心加速度之比a1a2RR12【答案】1128有两颗人造卫星，都绕地球做匀速圆周运动，已知它们的轨道半径之比r1r241，求这两颗卫星的：(1)线速度之比；(2)角速度之比；(3)周期之比；(4)向心加速度之比【解析】(1)由Gm得v所以v1v212.(2)由Gm2r得所以1218.(3)由T得T1T281.(4)由Gma得a1a2116.【答案】(1)12(2)18(3)81(4)1169(xx天津高考)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】本题应抓住同步卫星与地球自转周期相同这一特征，结合万有引力定律和牛顿第二定律进行求解A地球的自转周期变大，则地球同步卫星的公转周期变大由m(Rh)，得h R，T变大，h变大，A正确B由ma，得a，r增大，a减小，B错误C由，得v ，r增大，v减小，C错误D由可知，角速度减小，D错误【答案】A10(xx雅安三诊考试)2013年12月2日，西昌卫星发射中心成功将着陆器和“玉兔号”月球车组成的嫦娥三号探测器送入轨道现已测得探测器绕月球表面附近飞行时的速率大约为1.75 km/s(可近似当成匀速圆周运动)，若已知地球质量约为月球质量的81倍 ，地球第一宇宙速度约为7.9 km/s，则地球半径约为月球半径的多少倍？()A3倍B4倍C5倍D6倍【解析】根据万有引力提供向心力知，当环绕天体在中心天体表面运动时，运行速度即为中心天体的第一宇宙速度，由Gm解得：v，故地球的半径与月球的半径之比为约等于4，故B正确；A、C、D错误【答案】B11人们认为某些白矮星(密度较大的恒星)每秒钟大约自转一周(引力常量G6.671011 Nm2/kg2，地球半径R约为6.4103 km)(1)为使其表面上的物体能够被吸引住而不至于由于快速转动而被“甩”掉，它的密度至少为多少？(2)假设某白矮星的密度约为此值，且其半径等于地球半径，则它的第一宇宙速度约为多少？【解析】(1)假设赤道上的物体刚好不被“甩”掉，则此时白矮星对物体的万有引力恰好提供物体随白矮星转动的向心力，设白矮星质量为M，半径为r，赤道上物体的质量为m，则有Gmr，白矮星的质量为M.白矮星的密度为kg/m31.411011 kg/m3.(2)白矮星的第一宇宙速度，就是物体在万有引力作用下沿白矮星表面绕它做匀速圆周运动时的速度，即Gm.白矮星的第一宇宙速度为vm/s4.02107 m/s.【答案】(1)1.411011 kg/m3(2)4.02107 m/s12月球半径约为地球半径的，月球表面重力加速度约为地球表面重力加速度的，把月球和地球都视为质量均匀分布的球体求：(1)环绕地球和月球表面运行卫星的线速度之比；(2)地球和月球的平均密度之比.【解析】根据题意，由万有引力定律得：(1)GmgGmv2.(2)设想将一质量为m0的小物体放在天体表面处由万有引力定律可得Gm0g1.5.【答案】(1)2(2)1.5