2018-2019學(xué)年高一物理暑假作業(yè)07 人造地球衛(wèi)星通關(guān)檢測(cè).doc

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《專練07 人造地球衛(wèi)星》通關(guān)檢測(cè) 1．關(guān)于地球同步衛(wèi)星的說(shuō)法正確的是 A．所有地球同步衛(wèi)星一定在赤道上空 B．不同的地球同步衛(wèi)星，離地高度不同 C．不同的地球同步衛(wèi)星的向心加速度大小不相等 D．所有地球同步衛(wèi)星受到的向心力大小一定相等 【答案】A 【解析】球同步衛(wèi)星一定位于赤道上方，周期一定，離地面高度一定，向心加速度大小一定，選項(xiàng)A正確，選項(xiàng)B、C均錯(cuò)誤；，不同的衛(wèi)星質(zhì)量不同，其向心力也不同，選項(xiàng)D錯(cuò)誤。 2．關(guān)于環(huán)繞地球運(yùn)轉(zhuǎn)的人造地球衛(wèi)星，下列說(shuō)法中正確的是 A．軌道半徑越大，速度越小，周期越長(zhǎng) B．軌道半徑越大，速度越大，周期越短 C．軌道半徑越大，速度越大，周期越長(zhǎng) D．軌道半徑越小，速度越小，周期越長(zhǎng) 【答案】A 【解析】地球?qū)θ嗽煨l(wèi)星的引力提供衛(wèi)星所需要的向心力，由，知，當(dāng)r增大時(shí)，v減小，選項(xiàng)B、C均錯(cuò)誤；，當(dāng)r增大時(shí)，T增大，選項(xiàng)A正確，選項(xiàng)D錯(cuò)誤。 3．當(dāng)人造地球衛(wèi)星已進(jìn)入預(yù)定軌道后，下列說(shuō)法中正確的是 A．衛(wèi)星及衛(wèi)星內(nèi)的任何物體均不受重力作用 B．衛(wèi)星及衛(wèi)星內(nèi)的任何物體仍受重力作用，并可用彈簧測(cè)力計(jì)直接稱出物體所受重力的大小 C．如果衛(wèi)星自然破裂成質(zhì)量不相等的兩塊，則這兩塊仍按原來(lái)的軌道和周期運(yùn)行 D．如果在衛(wèi)星內(nèi)將一個(gè)物體自由釋放，則衛(wèi)星內(nèi)觀察者將可以看到物體做自由落體運(yùn)動(dòng) 【答案】C 4．（多選）甲、乙為兩顆地球衛(wèi)星，其中甲為地球同步衛(wèi)星，乙的運(yùn)行高度低于甲的運(yùn)行高度，兩衛(wèi)星軌道均可視為圓軌道。以下判斷正確的是 A．甲的周期大于乙的周期 B．乙的速度大于第一宇宙速度 C．甲的加速度小于乙的加速度 D．甲在運(yùn)行時(shí)能經(jīng)過(guò)北極的正上方 【答案】AC 【解析】衛(wèi)星圍繞地球做圓周運(yùn)動(dòng)時(shí)，由萬(wàn)有引力提供向心力，即，得，，由題可知r甲>r乙，所以a甲T乙，選項(xiàng)A、C正確；第一宇宙速度等于近地衛(wèi)星的繞行速度，也是最大的繞行速度，選項(xiàng)B錯(cuò)誤；同步衛(wèi)星的軌道平面在赤道的正上方，不可能經(jīng)過(guò)北極正上方，選項(xiàng)D錯(cuò)誤。 5．登上火星是人類的夢(mèng)想。“嫦娥之父”歐陽(yáng)自遠(yuǎn)透露：中國(guó)計(jì)劃于2020年登陸火星。地球和火星公轉(zhuǎn)視為勻速圓周運(yùn)動(dòng)，忽略行星自轉(zhuǎn)影響。根據(jù)下表，火星和地球相比 行星 半徑/m 質(zhì)量/kg 軌道半徑/m 地球 6.4106 6.01024 1.51011 火星 3.4106 6.41023 2.31011 A.火星的公轉(zhuǎn)周期較小 B．火星做圓周運(yùn)動(dòng)的加速度較小 C．火星表面的重力加速度較大 D．火星的第一宇宙速度較大 【答案】B 6．（多選）同步衛(wèi)星離地心的距離為r，運(yùn)行速率為v1，向心加速度為a1，地球赤道上的物體隨地球自轉(zhuǎn)的向心加速度為a2，第一宇宙速度為v2，地球的半徑為R，則下列比值正確的是 A. B. C. D. 【答案】AD 【解析】由于同步衛(wèi)星與赤道上物體的角速度相等，由a＝rω2得，選項(xiàng)A正確，選項(xiàng)B錯(cuò)誤；由，得，故，選項(xiàng)D正確，選項(xiàng)C錯(cuò)誤。 7．（多選）如圖所示，A為靜止于地球赤道上的物體，B為繞地球做橢圓軌道運(yùn)行的衛(wèi)星，C為繞地球做圓周運(yùn)動(dòng)的衛(wèi)星，P為B、C兩衛(wèi)星軌道的交點(diǎn)。已知A、B、C繞地心運(yùn)動(dòng)的周期相同，相對(duì)于地心，下列說(shuō)法中正確的是 A．物體A和衛(wèi)星C具有相同大小的加速度 B．衛(wèi)星C的運(yùn)行速度大于物體A的速度 C．可能出現(xiàn)在每天的某一時(shí)刻衛(wèi)星B在A的正上方 D．衛(wèi)星B在P點(diǎn)的加速度與衛(wèi)星C在P點(diǎn)的加速度相同 【答案】BCD 【解析】衛(wèi)星C和物體A的周期相同，則圓周運(yùn)動(dòng)的半徑越大，線速度越大，向心加速度越大，選項(xiàng)A錯(cuò)誤，選項(xiàng)B正確；衛(wèi)星B的周期和地球自轉(zhuǎn)的周期相同，故衛(wèi)星B每一天的固定時(shí)間通過(guò)地球固定點(diǎn)的正上方，選項(xiàng)C正確；由得不同衛(wèi)星處于同一位置時(shí)的加速度相同，選項(xiàng)D正確。 8．（多選）P1、P2為相距遙遠(yuǎn)的兩顆行星，距各自表面相同高度處各有一顆衛(wèi)星s1、s2做勻速圓周運(yùn)動(dòng)。圖中縱坐標(biāo)表示行星對(duì)周圍空間各處物體的引力產(chǎn)生的加速度a，橫坐標(biāo)表示物體到行星中心的距離r的平方，兩條曲線分別表示P1、P2周圍的a與r2的反比關(guān)系，它們左端點(diǎn)橫坐標(biāo)相同。則 A．P1的平均密度比P2的大 B．P1的“第一宇宙速度”比P2的小 C．s1的向心加速度比s2的大 D．s1的公轉(zhuǎn)周期比s2的大 【答案】AC 心加速度大，選項(xiàng)C正確；根據(jù)得，衛(wèi)星的公轉(zhuǎn)周期，由于P1的質(zhì)量大，故s1的公轉(zhuǎn)周期小，選項(xiàng)D錯(cuò)誤。 9．（多選）北京時(shí)間2013年6月13日13時(shí)18分，“神舟十號(hào)”飛船與“天宮一號(hào)”實(shí)施自動(dòng)交會(huì)對(duì)接。交會(huì)對(duì)接前“神舟十號(hào)”飛船先在較低的圓軌道1上運(yùn)動(dòng)，在適當(dāng)位置經(jīng)變軌與在圓軌道2上運(yùn)動(dòng)的“天宮一號(hào)”對(duì)接。如圖所示，M、Q兩點(diǎn)在軌道1上，P點(diǎn)在軌道2上，三點(diǎn)連線過(guò)地球球心，把飛船的加速過(guò)程簡(jiǎn)化為只做一次短時(shí)加速。則“神舟十號(hào)” A．“神舟十號(hào)”須在Q點(diǎn)加速，才能在P點(diǎn)與“天宮一號(hào)”相遇 B．“神舟十號(hào)”在M點(diǎn)經(jīng)一次加速，即可變軌到軌道2 C．“神舟十號(hào)”在M點(diǎn)變軌后的速度大于變軌前的速度 D．“神舟十號(hào)”變軌后運(yùn)行周期總大于變軌前的運(yùn)行周期 【答案】BD 10．（多選）有一顆繞地球做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的衛(wèi)星，每天上午同一時(shí)刻在某固定區(qū)域的正上方對(duì)海面照相，則 A．該衛(wèi)星可能是通過(guò)地球兩極上方的軌道 B．該衛(wèi)星平面可能與南緯3152′所確定的平面共面 C．該衛(wèi)星平面一定與東經(jīng)11552′所確定的平面共面 D．地球自轉(zhuǎn)周期一定是該衛(wèi)星運(yùn)行周期的整數(shù)倍 【答案】AD 【解析】人造衛(wèi)星繞地球做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，萬(wàn)有引力提供向心力，又因?yàn)槿f(wàn)有引力指向地心，故人造衛(wèi)星的軌道中心為地心，選項(xiàng)A正確，選項(xiàng)B、C均錯(cuò)誤；該衛(wèi)星每天上午同一時(shí)刻均在某固定區(qū)域正上方，即地球自轉(zhuǎn)一圈，衛(wèi)星恰繞地球轉(zhuǎn)動(dòng)整數(shù)圈，選項(xiàng)D正確。 11．（多選）關(guān)于人造衛(wèi)星，下列說(shuō)法中正確的是 A．人造衛(wèi)星環(huán)繞地球運(yùn)行的速度可能為5.0 km/s B．人造衛(wèi)星環(huán)繞地球運(yùn)行的速度可能為7.9 km/s C．人造衛(wèi)星環(huán)繞地球運(yùn)行的周期可能為80 min D．人造衛(wèi)星環(huán)繞地球運(yùn)行的周期可能為200 min 【答案】ABD 【解析】人造地球衛(wèi)星環(huán)繞地球的運(yùn)行速度隨環(huán)繞半徑的增大而減小，最大是7. 9km/s，選項(xiàng)A、B均正確；人造衛(wèi)星環(huán)繞地球運(yùn)行的周期隨半徑的減小而減小，由可知近地衛(wèi)星的軌道半徑最?。ń频扔诘厍虬霃剑?，所以近地衛(wèi)星的周期最小，近地衛(wèi)星的周期約為85 min，選項(xiàng)C錯(cuò)誤，選項(xiàng)D正確。 12．（多選）兩顆靠得較近的天體叫雙星，它們以兩者連線上的某點(diǎn)為圓心做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，這樣它們就不會(huì)因引力作用而吸引在一起，則下述物理量中，與它們的質(zhì)量成反比的是 A．線速度 B．角速度 C．向心加速度 D．轉(zhuǎn)動(dòng)半徑 【答案】ACD 13．（多選）如圖所示，三顆質(zhì)量均為m的地球同步衛(wèi)星等間隔分布在半徑為r的圓軌道上，設(shè)地球質(zhì)量為M、半徑為R。下列說(shuō)法正確的是 A．地球?qū)σ活w衛(wèi)星的引力大小為 B．一顆衛(wèi)星對(duì)地球的引力大小為 C．兩顆衛(wèi)星之間的引力大小為 D．三顆衛(wèi)星對(duì)地球引力的合力大小為 【答案】BC 【解析】應(yīng)用萬(wàn)有引力公式及力的合成規(guī)律分析。地球與衛(wèi)星之間的距離應(yīng)為地心與衛(wèi)星之間的距離，選項(xiàng)A錯(cuò)誤，選項(xiàng)B正確；兩顆相鄰衛(wèi)星與地球球心的連線互成120角，間距為，代入數(shù)據(jù)得，兩顆衛(wèi)星之間的引力大小為，選項(xiàng)C正確；三顆衛(wèi)星對(duì)地球引力的合力為0，選項(xiàng)D錯(cuò)誤。 14．地球的半徑為R，地面上的重力加速度為g，在高空繞地球做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的人造衛(wèi)星，其最小周期是 A． B. C． D． 【答案】D 【解析】由可得，衛(wèi)星的軌道半徑越小，周期越小，當(dāng)軌道半徑等于地球半徑時(shí)，周期最小，即，又GM＝gR2，所以，選項(xiàng)D正確，選項(xiàng)A、B、C均錯(cuò)誤。 15．（多選）質(zhì)量為m的探月航天器在接近月球表面的軌道上飛行，其運(yùn)動(dòng)視為勻速圓周運(yùn)動(dòng)。已知月球質(zhì)量為M，月球半徑為R，月球表面重力加速度為g，引力常量為G，不考慮月球自轉(zhuǎn)的影響，則航天器的 A．線速度 B．角速度 C．運(yùn)行周期 D．向心加速度 【答案】ACD 【解析】航天器在接近月球表面的軌道上飛行，有，可得線速度，角速度，運(yùn)行周期，向心加速度，選項(xiàng)A、C、D均正確，選項(xiàng)B錯(cuò)誤。 16．（多選）通過(guò)觀測(cè)冥王星的衛(wèi)星，可以推算出冥王星的質(zhì)量。假設(shè)衛(wèi)星繞冥王星做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，除了引力常量外，至少還需要兩個(gè)物理量才能計(jì)算出冥王星的質(zhì)量。這兩個(gè)物理量可以是 A．衛(wèi)星的速度和角速度 B．衛(wèi)星的質(zhì)量和軌道半徑 C．衛(wèi)星的質(zhì)量和角速度 D．衛(wèi)星的運(yùn)行周期和軌道半徑 【答案】AD 17．（多選）據(jù)報(bào)道，我國(guó)第三顆地球同步軌道數(shù)據(jù)中繼衛(wèi)星“天鏈一號(hào)03星”于2012年7月25日在西昌衛(wèi)星發(fā)射中心發(fā)射升空，它的成功發(fā)射，將實(shí)現(xiàn)“天鏈一號(hào)”衛(wèi)星全球組網(wǎng)運(yùn)行，標(biāo)志著中國(guó)第一代中繼衛(wèi)星系統(tǒng)正式建成。關(guān)于成功定點(diǎn)后的“天鏈一號(hào)03星”，下列說(shuō)法正確的是 A．運(yùn)動(dòng)速度大于7.9 km/s B．離地面高度一定，相對(duì)地面靜止 C．繞地球運(yùn)行的角速度比月球繞地球運(yùn)行的角速度大 D．向心加速度與靜止在赤道上物體的向心加速度大小相等 【答案】BC 【解析】由題意知，定點(diǎn)后的“天鏈一號(hào)03星”是同步衛(wèi)星，即T＝24 h。由，得，其中r大于地球半徑，故運(yùn)動(dòng)速度應(yīng)小于第一宇宙速度，選項(xiàng)A錯(cuò)誤；由，T一定，得r一定，即離地高度一定，選項(xiàng)B正確；由，T同ω月，選項(xiàng)C正確；因?yàn)?，且赤道上物體的軌道半徑小于同步衛(wèi)星的軌道半徑，所以赤道上物體的向心加速度小于同步衛(wèi)星的向心加速度，選項(xiàng)D錯(cuò)誤。 18．一顆人造衛(wèi)星在離地面高度等于地球半徑的圓形軌道上運(yùn)行，已知地球的第一宇宙速度為v1＝7.9 km/s，g＝9.8 m/s2。（1）這顆衛(wèi)星運(yùn)行的線速度為多大？（2）它繞地球運(yùn)動(dòng)的向心加速度為多大？（3）質(zhì)量為1 kg的儀器放在衛(wèi)星內(nèi)的平臺(tái)上，儀器的重力為多大？它對(duì)平臺(tái)的壓力有多大？ 【答案】（1）5.6 km/s （2）2.45 m/s2 （3）2.45 N 0 19．恒星演化發(fā)展到一定階段，可能成為恒星世界的“侏儒”——中子星，中子星的半徑很小，一般為7～20 km，但它的密度大得驚人。若某中子星的密度為1.21017 kg/m3，半徑為10 km，那么該中子星的第一宇宙速度約為多少？（G＝6.6710－11 Nm2/kg2）（結(jié)果保留兩位有效數(shù)字） 【答案】5.8107 m/s或5.8104 km/s 【解析】中子星的第一宇宙速度即為它表面衛(wèi)星的環(huán)繞速度，此時(shí)衛(wèi)星的軌道半徑可近似認(rèn)為是中子星的半徑，且中子星對(duì)衛(wèi)星的萬(wàn)有引力充當(dāng)衛(wèi)星的向心力，由，解得， 又，解得。 20．在勇氣號(hào)火星探測(cè)器著陸的最后階段，著陸器降落到火星表面上，再經(jīng)過(guò)多次彈跳才停下來(lái)。假設(shè)著陸器第一次落到火星表面彈起后，到達(dá)最高點(diǎn)時(shí)高度為h，速度方向是水平的，速度大小為v0。求它第二次落到火星表面時(shí)速度的大小，計(jì)算時(shí)不計(jì)火星大氣阻力。已知火星的一個(gè)衛(wèi)星的圓軌道的半徑為r，周期為T。火星可視為半徑為r0的均勻球體。 【答案】 21．一顆在赤道上空飛行的人造地球衛(wèi)星，其軌道半徑為r＝3R（R為地球半徑），已知地球表面重力加速度為g，則該衛(wèi)星的運(yùn)行周期是多大？若衛(wèi)星的運(yùn)動(dòng)方向與地球自轉(zhuǎn)方向相同，已知地球自轉(zhuǎn)角速度為ω0，某一時(shí)刻該衛(wèi)星通過(guò)赤道上某建筑物的正上方，再經(jīng)過(guò)多少時(shí)間它又一次出現(xiàn)在該建筑物正上方？ 【答案】 【解析】由萬(wàn)有引力定律和牛頓定律可得，， 聯(lián)立解得。以地面為參考系，衛(wèi)星再次出現(xiàn)在建筑物上方時(shí)轉(zhuǎn)過(guò)的角度為2π，衛(wèi)星相對(duì)地面的角速度為ω1－ω0，則。