高中物理人教版 (新课标)必修25.宇宙航行同步达标检测题

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6.5 宇宙航行 每课一练1（人教版必修2）1．在正绕地球运行的人造卫星系统内，下列仪器还可以使用的有( )A．天平 B．测力计C．密度计 D．气压计2．可以发射一颗这样的人造地球卫星，使其圆轨道( )A．与地球表面上某一纬度线(非赤道)是共面同心圆B．与地球表面上某一经度线所决定的圆是共面同心圆C．与地球表面上的赤道线是共面同心圆，且卫星相对地球表面是静止的D．与地球表面上的赤道线是共面同心圆，但卫星相对于地球表面是运动的3．探测器绕月球做匀速圆周运动，变轨后在周期较小的轨道上仍做匀速圆周运动，则变轨后与变轨前相比( )A．轨道半径小 B．向心加速度变小C．线速度变小 D．角速度变小4．假设地球的质量不变，而地球的半径增大到原来半径的2倍，那么从地球发射人造卫星的第一宇宙速度的大小应为原来的( )A.eq \r(2)倍 B．1/eq \r(2)倍C．1/2倍 D．2倍5.图21970年4月24日，我国自行设计、制造的第一颗人造卫星“东方红一号”发射成功，开创了我国航天事业的新纪元．“东方红一号”的运行轨道为椭圆轨道，如图2所示，其近地点M和远地点N的高度分别为439 km和2 384 km，则( )A．卫星在M点的速度小于N点的速度B．卫星在M点的角速度大于N点的角速度C．卫星在M点的加速度大于N点的加速度D．卫星在N点的速度大于7.9 km/s6．如图3所示，图3a、b、c是地球大气层外圆形轨道上运行的三颗人造卫星．a、b质量相同，且小于c的质量，下列判断正确的是( )A．b、c的线速度大小相等，且大于a的线速度B．b、c的周期相等，且大于a的周期C．b、c的向心加速度大小相等，且大于a的向心加速度D．b所需的向心力最小7．已知地球同步卫星离地面的高度约为地球半径的6倍．若某行星的平均密度为地球平均密度的一半，它的同步卫星距其表面的高度是其半径的2.5倍，则该行星的自转周期约为( )A．6小时 B．12小时C．24小时 D．36小时8．地球和木星绕太阳运行的轨道都可以看作是圆形的．已知木星的轨道半径约为地球轨道半径的5.2倍，则木星与地球绕太阳运行的线速度之比约为( )A．0.19 B．0.44C．2.3 D．5.29．2009年2月11日，俄罗斯的“宇宙—2251”卫星和美国的“铱—33”卫星在西伯利亚上空约805 km处发生碰撞，这是历史上首次发生的完整在轨卫星碰撞事件．碰撞过程中产生的大量碎片可能会影响太空环境．假定有甲、乙两块碎片绕地球运动的轨道都是圆，甲的运行速率比乙的大，则下列说法中正确的是( )A．甲的运行周期一定比乙的长B．甲距地面的高度一定比乙的高C．甲的向心力一定比乙的小D．甲的加速度一定比乙的大图410．2009年5月，航天飞机在完成对哈勃空间望远镜的维修任务后，在A点从圆形轨道Ⅰ进入椭圆轨道Ⅱ，B为轨道Ⅱ上的一点，如图4所示．关于航天飞机的运动，下列说法中正确的有( )A．在轨道Ⅱ上经过A的速度小于经过B的速度B．在轨道Ⅱ上经过A的动能小于在轨道Ⅰ上经过A的动能C．在轨道Ⅱ上运动的周期小于在轨道Ⅰ上运动的周期D．在轨道Ⅱ上经过A的加速度小于在轨道Ⅰ上经过A的加速度11.图5a是地球赤道上一栋建筑，b是在赤道平面内做匀速圆周运动、距地面9.6×106 m的卫星，c是地球同步卫星，某一时刻b、c刚好位于a的正上方(如图5所示)，经48 h，a、b、c的大致位置是下图中的(取地球半径R＝6.4×106 m，地球表面重力加速度g取10 m/s2，π＝eq \r(10))( )12.1990年3月，中国紫金山天文台将1965年9月20日发现的第753号小行星命名为吴健雄星，其直径为32 km.如果该小行星的密度和地球相同，求该小行星的第一宇宙速度．(已知地球半径R0＝6 400 km，地球的第一宇宙速度v0取8 km/s.)参考答案1．B [绕地球飞行的人造卫星及其内所有物体均处于完全失重状态，故在卫星内部，一切由重力引起的物理现象不再发生或由重力平衡原理制成的仪器不能再使用．故天平、密度计、气压计不能再用，而测力计的原理是胡克定律，它可以正常使用，B项正确．]2．CD [发射人造地球卫星，必须使卫星受到的地球对它的万有引力提供向心力，所以不可能与地球表面上某一纬线(非赤道)是共面同心圆，因为此时卫星受的万有引力与轨道半径有一非零的夹角，所以A错．由于地球自转与卫星轨道面重合的经线不断变化，所以B错．C项是可以的，D项也是可以的，只是卫星不是地球同步卫星．]3．A [由Geq \f(Mm,r2)＝meq \f(4π2r,T2)知T＝2πeq \r(\f(r3,GM))，变轨后T减小，则r减小，故选项A正确；由Geq \f(Mm,r2)＝man，知r减小，an变大，故选项B错误；由Geq \f(Mm,r2)＝meq \f(v2,r)知v＝eq \r(\f(GM,r))，r减小，v变大，故选项C错误；由ω＝eq \f(2π,T)知T减小，ω变大，故选项D错误．]4．B [因第一宇宙速度即为地球的近地卫星的线速度，此时卫星的轨道半径近似的认为是地球的半径，且地球对卫星的万有引力充当向心力．故公式Geq \f(Mm,R2)＝eq \f(mv2,R)成立，解得v＝ eq \r(\f(GM,R))，因此，当M不变，R增加为2R时，v减小为原来的eq \f(1,\r(2))倍，即选项B正确．]5．BC [根据eq \f(GMm,r2)＝man＝meq \f(v2,r)，得在M点速度大于在N点速度，A错误，C正确；根据eq \f(GMm,r2)＝mω2r得ω＝eq \r(\f(GM,r3))，知B正确；7.9 km/s是卫星绕地球做匀速圆周运动的最大环绕速度，故D错误．]6．BD [由v＝eq \r(\f(GM,r))可知：va>vb＝vc，所以A错．由Geq \f(Mm,r2)＝mr(eq \f(2π,T))2可知半径r越大，周期越长，B正确．由a＝Geq \f(M,r2)可知C错．由F＝meq \f(v2,r)可知：b的向心力最小，D正确．]点拨 a、v、ω、T等随r的变化而变化，同时向心力还与卫星的质量有关．7．B [设地球半径为R，密度为ρ1，自转周期为T1，设行星半径为r，密度为ρ2，自转周期为T2，根据万有引力定律得G·eq \f(ρ1\f(4,3)πR3m,7R2)＝meq \f(4π2·7R,T\o\al(2,1))①G·eq \f(ρ2\f(4,3)πr3m′,3.5r2)＝eq \f(m′4π2·3.5r,T\o\al(2,2))②ρ1＝2ρ2，T1＝24小时③由①②③得T2＝12小时，故选项B正确．]8．B [由万有引力定律和圆周运动知识Geq \f(Mm,r2)＝meq \f(v2,r)可得v＝ eq \r(\f(GM,r))，所以木星与地球绕太阳运动的线速度之比eq \f(v1,v2)＝ eq \r(\f(r2,r1))＝0.44，B正确．]9．D [甲的速率大，由v＝eq \r(\f(GM,r))可知，甲碎片的轨道半径小，故B错；由公式T＝2πeq \r(\f(r3,GM))可知甲的周期小，故A错；由于未知两碎片的质量，无法判断向心力的大小，故C错；碎片的加速度是指万有引力加速度，由eq \f(GMm,r2)＝ma得eq \f(GM,r2)＝a，可知甲的加速度比乙的大，故D对．]10．ABC [根据开普勒定律，近地点的速度大于远地点的速度，A正确．由Ⅰ轨道变到Ⅱ轨道要减速，所以B正确．根据开普勒定律，eq \f(r3,T2)＝k，rⅡaⅠ，D错误．]11．B [由题意知，同步卫星c一直处于a的正上方；由eq \f(GMm,r2)＝m(eq \f(2π,Tb))2r，r＝R＋h；又eq \f(GMm,R2)＝mg，得b卫星的周期Tb＝eq \f(2πR＋h,R)eq \r(\f(R＋h,g))＝5.56 h；在48 h内b转过的圈数n＝eq \f(48,5.56)＝8.63(圈)，故B图正确．]12．20 m/s解析 由万有引力充当向心力，得对小行星：eq \f(GM1m1,R\o\al(2,1))＝m1eq \f(v\o\al(2,1),R1)①ρ1＝eq \f(M1,\f(4,3)πR\o\al(3,1))②对地球：eq \f(GM2m2,R\o\al(2,2))＝m2eq \f(v\o\al(2,2),R2)③ρ2＝eq \f(M2,\f(4,3)πR\o\al(3,2))④由①/③得eq \f(M1,R1)∶eq \f(R2,M2)＝eq \f(v\o\al(2,1),v\o\al(2,2))⑤而②/④可得M1·M2＝Req \o\al(3,1)∶Req \o\al(3,2)⑥同理⑤/⑥得v1∶v2＝R1∶R2因为R2＝R0＝6 400 km，v2＝v0＝8 km/s，R1＝16 km所以v1＝eq \f(R1,R2)·v2＝eq \f(16,6 400)×8 000 m/s＝20 m/s.题 号1234567891011答 案