高中物理人教版 (2019)必修 第二册4 宇宙航行习题

这是一份高中物理人教版 (2019)必修 第二册4 宇宙航行习题，共4页。试卷主要包含了选择题，计算题等内容，欢迎下载使用。
4　宇宙航行一、选择题(第1~5题为单选题，第6~8题为多选题)1.某位同学设想了人造地球卫星轨道(卫星发动机关闭)，其中不可能的是(　　)答案：D解析：人造地球卫星靠万有引力提供向心力，做匀速圆周运动，万有引力的方向指向地心，所以圆周运动的圆心是地心。故选项A、B、C正确，D错误。2.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答案：A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，选项A正确，B错误；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，选项C错误；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，选项D错误。3.关于静止卫星的描述正确的是(　　)A.静止卫星的轨道与赤道是同心圆B.静止卫星的轨道高度可以是任意高度C.静止卫星的周期与月球的公转周期相同D.静止卫星转向与地球的转向相反答案：A解析：静止卫星的轨道与赤道是同心圆，圆心是地心，A正确；静止卫星的周期与地球自转周期相等，小于月球的公转周期，根据T=2π可知周期一定，则运动半径一定，即静止卫星的轨道高度是一定的，距离地球的高度约为36000km，B、C错误；静止卫星相对于地球静止，其转向与地球的转向相同，选项D错误。4.三颗人造地球卫星A、B、C在同一平面内沿不同的轨道绕地球做匀速圆周运动，且绕行方向相同，已知RA<RB<RC。若在某一时刻，它们正好运行到同一条直线上，如图所示。那么再经过卫星A的周期时，卫星A、B、C的位置可能是(　　)答案：C解析：由G=mr可得，人造地球卫星环绕地球做匀速圆周运动的周期T=2π。可见，T∝，r越大，T越大。所以再经过卫星A的四分之一周期时，卫星A的位置恰好到了图中地球的下方，因为TC>TB>TA，所以卫星B、C还未到A点下方，且B、C位置一定不在同一条直线上，所以选项C正确。5.北斗卫星导航系统中部分卫星的轨道示意图如图所示，已知a、b、c三颗卫星均做圆周运动，a是地球同步卫星，则(　　)A.卫星a的角速度的大小小于c的角速度的大小B.卫星a的向心加速度的大小大于b的向心加速度的大小C.卫星a的运行速度大于第一宇宙速度D.卫星b的周期大于24 h答案：A解析：由G=mω2r可得ω=，轨道半径越大，角速度越小，故卫星a的角速度的大小小于c的角速度的大小，选项A正确；由G=ma可得a=，由于a、b的轨道半径相同，所以两者的向心加速度大小相同，选项B错误；第一宇宙速度是近地卫星绕地球做圆周运动的速度，由G=m可得v=，轨道半径越大，线速度越小，所以卫星a的运行速度小于第一宇宙速度，选项C错误；由G=mr可得T=2π，a、b轨道半径相同，周期相同，所以卫星b的周期等于24h，选项D错误。6.一群小行星在同一轨道上绕太阳旋转，这些小行星具有(　　)A.相同的速度  B.相同的加速度C.相同的运转周期 D.相同的角速度答案：CD解析：研究卫星绕太阳做匀速圆周运动，根据万有引力提供向心力，列出等式=m=ma=mrω2解得v=，a=，T=2π，ω=，其中m0为太阳质量，r为轨道半径。一群小行星在同一轨道上绕太阳旋转，所以它们的轨道半径相等。根据以上表达式得速度大小相等但速度方向不同，加速度大小相同但加速度方向不同，运转周期相同，角速度相同，选项A、B错误，C、D正确。7.假如一做圆周运动的人造地球卫星的轨道半径增大到原来的2倍仍做圆周运动，则(　　)A.根据公式v=ωr，可知卫星运动的线速度增大到原来的2倍B.根据公式F=m，可知卫星所需的向心力将减小到原来的C.根据公式F=，可知地球提供的向心力将减小到原来的D.根据上述B和C中给出的公式，可知卫星运动的线速度减小到原来的答案：CD解析：v=ωr中，只有当角速度恒定时，线速度才会变成原来的2倍，但事实上半径变化后角速度也随之发生变化，应该根据v=，ω=来判断，选项A、B错误，C、D正确。8.我国发射的神舟七号载人飞船，与神舟六号飞船相比，它在较低的轨道上绕地球做匀速圆周运动，如图所示，下列说法正确的是(　　)A.神舟七号的角速度较大B.神舟七号的线速度较大C.神舟七号的周期更长D.神舟七号的向心加速度较大答案：ABD解析：根据人造卫星的万有引力等于向心力，得=mr=mω2r=m=ma，可得T=2π，ω=，v=，a=，可知卫星的轨道半径越大，角速度、线速度、向心加速度越小，周期越大，由题知神舟七号轨道半径小于神舟六号的轨道半径，则知神舟七号周期小，神舟七号角速度、速度和向心加速度都大，选项C错误，A、B、D正确。二、计算题9.某行星的质量为地球质量的16倍，半径为地球半径的4倍，已知地球的第一宇宙速度为7.9 km/s，该行星的第一宇宙速度是多少?答案：15.8 km/s解析：根据G=m得第一宇宙速度v=因为行星的质量为地球质量的16倍，半径为地球半径的4倍，则行星第一宇宙速度是地球第一宇宙速度的2倍。所以行星的第一宇宙速度v=7.9×2km/s=15.8km/s。