高中人教版 (新课标)6.经典力学的局限性测试题

这是一份高中人教版 (新课标)6.经典力学的局限性测试题，共6页。
A．它是人造地球卫星绕地球飞行的最小速度
B．它是近地圆轨道上人造地球卫星的运行速度
C．它是使卫星进入近地圆轨道的最小发射速度
D．它是卫星在椭圆轨道上运行时在远地点的速度
解析：第一宇宙速度是卫星的最小发射速度、最大绕行速度．故选B、C.
答案：BC
2．现有两颗绕地球做匀速圆周运动的人造地球卫星A和B，它们的轨道半径分别为rA和rB如果rA＞rB，则( )
A．卫星A的运动周期比卫星B的运动周期大
B．卫星A的线速度比卫星B的线速度大
C．卫星A的角速度比卫星B的角速度大
D．卫星A的加速度比卫星B的加速度大
解析：由Geq \f(Mm,r2)＝meq \f(v2,r)＝mω2r
得v＝ eq \r(\f(GM,r))，ω＝ eq \r(\f(GM,r3))
又T＝eq \f(2π,ω)＝2π eq \r(\f(r3,GM))由此分析A正确．
答案：A
3．土卫十和土卫十一是土星的两颗卫星，都沿近似为圆周的轨道绕土星运动，其参数如表：
两卫星相比，土卫十( )
A．受土星的万有引力较大
B．绕土星做圆周运动的周期较大
C．绕土星做圆周运动的向心加速度较大
D．动能较大
解析：设土星质量为M，其卫星质量为m，卫星轨道半径为r，土星对卫星的万有引力F引＝Geq \f(Mm,r2)，M不变，r相同，则m大的受到的引力大，故A正确．
再由Geq \f(Mm,r2)＝man＝meq \f(4π2,T2)r＝meq \f(v2,r)可知：T＝2π eq \r(\f(r3,GM))，an＝eq \f(GM,r2)，因轨道半径相同，则两卫星的周期、向心加速度都相同，故B、C错．卫星的动能Ek＝eq \f(1,2)mv2＝Geq \f(Mm,2r)，则m大的Ek大，故D正确．
答案：AD
4．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．轨道半径变小 B．向心加速度变小
C．线速度变小 D．角速度变小
解析：探测器做匀速圆周运动由万有引力提供向心力，则：Geq \f(Mm,r2)＝meq \f(4π2,T2)r，整理得T＝2πeq \r(\f(r3,GM))，可知周期T较小的轨道，其半径r也小，A正确；
由Geq \f(Mm,r2)＝man＝meq \f(v2,r)＝mrω2，整理得：an＝Geq \f(M,r2)，v＝eq \r(\f(GM,r))，ω＝eq \r(\f(GM,r3))，可知半径变小，向心加速度变大，线速度变大，角速度变大，故B、C、D错误．
答案：A
5．在地球上发射一颗近地卫星需7.9 km/s的速度，在月球上发射的近月卫星需要多大速度？(已知地球和月球质量之比M地∶M月＝81∶1，半径之比R地∶R月＝4∶1)
解析：设卫星的环绕速度为v，则由Geq \f(Mm,R2)＝meq \f(v2,R)，
得v＝ eq \r(\f(GM,R))，所以eq \f(v月,v地)＝ eq \r(\f(M月R地,M地R月))＝ eq \r(\f(1×4,81×1))＝eq \f(2,9)，
解得v月＝eq \f(2,9)v地＝1.76 km/s.
答案：1.76 km/s
(时间：45分钟 满分：60分)
一、选择题(共8个小题，每题5分，共40分)
1.如图所示中的圆a、b、c，其圆心均在地球的自转轴线上．b、c的圆心与地心重合，对卫星环绕地球做匀速圆周运动而言( )
A．卫星的轨道可能为a
B．卫星的轨道可能为b
C．卫星的轨道可能为c
D．同步卫星的轨道只可能为b
解析：卫星轨道的中心与地球中心重合，这样的卫星轨道才可能存在．故可能为B、C.同步卫星轨道只能与赤道是共面同心圆．故D对．
答案：BCD
2．人造地球卫星的轨道半径越大，则( )
A．速度越小，周期越小
B．速度越小，加速度越小
C．加速度越小，周期越大
D．角速度越小，加速度越大
解析：由v＝ eq \r(\f(GM,r))，ω＝ eq \r(\f(GM,r3))，T＝ eq \r(\f(4π2r3,GM))，a＝eq \f(GM,r2)，可得出B、C选项正确．
答案：BC
3．在轨道上运行的人造地球卫星，若卫星上的天线突然折断，则天线将( )
A．做自由落体运动
B．做平抛运动
C．和卫星一起绕地球在同一轨道上运行
D．由于惯性沿轨道切线方向做直线运动
解析：折断的天线由于惯性而具有卫星原来的速度，在地球引力作用下继续在原轨道上运行，故选C.明确折断的天线与卫星具有相同的运动情况和受力情况是解题的关键．
答案：C
4．甲、乙为两颗地球卫星，其中甲为地球同步卫星，乙的运行高度低于甲的运行高度，两卫星轨道均可视为圆轨道．以下判断正确的是( )
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．甲在运行时能经过北极的正上方
解析：地球卫星绕地球做圆周运动时，万有引力提供向心力，由牛顿第二定律知Geq \f(Mm,r2)＝meq \f(4π2r,T2)，得T＝2π eq \r(\f(r3,GM)).r甲>r乙，故T甲>T乙，选项A正确；贴近地球表面运行的卫星的速度称为第一宇宙速度，由Geq \f(Mm,r2)＝eq \f(mv2,r)知v＝ eq \r(\f(GM,r))，r乙>R地，故v乙比第一宇宙速度小，选项B错误；由Geq \f(Mm,r2)＝ma，知a＝eq \f(GM,r2)，r甲>r乙，故a甲