高中物理人教版 (新课标)必修25.宇宙航行当堂达标检测题

这是一份高中物理人教版 (新课标)必修25.宇宙航行当堂达标检测题，共9页。
巩固基础
1．若取地球的第一宇宙速度为8km/s，某行星的质量是地球的6倍，半径是地球的1.5倍，该行星的第一宇宙速度约为( ) A．16km/s B．32km/s
C．4km/s D．2km/s
解析：由eq \f(GMm,R2)＝eq \f(mv2,R)，得v＝ eq \r(\f(GM,R))＝8km/s
所以其第一宇宙速度v＝ eq \r(\f(G×6M,1.5R))＝16km/s
故A选项正确．
答案：A
2．人造卫星绕地球做匀速圆周运动，其轨道半径为R，线速度为v，周期为T，若要使它的周期变成2T，可能的方法是( ) A．R不变，使线速度变为eq \f(v,2)
B．v不变，使轨道半径变为2R
C．轨道半径变为eq \r(3,4)R
D．无法实现
解析：人造卫星的线速度v、轨道半径R、周期T，一变俱变，故A、B选项错误；由eq \f(GMm,R2)＝meq \f(4π2,T2)R，得T＝2π eq \r(\f(R3,GM))
则2T＝2π eq \r(\f(r3,GM))，所以r＝eq \r(3,4)R，故C选项正确．
答案：C
3．关于人造地球卫星，下列说法正确的是(已知地球半径为6400km)( )
A．运行的轨道半径越大，线速度也越大
B．运行的速率可能等于8.3km/s
C．运行的轨道半径越大，周期也越大
D．运行的周期可能等于80 min
解析：由eq \f(GMm,r2)＝eq \f(mv2,r)得v＝ eq \r(\f(GM,r))，当r＝R地时v有最大值约7.9km/s，故A、B选项错误，C选项正确；
卫星运行的最小周期Tmin＝eq \f(2πR,v)＝eq \f(2×3.14×6400,7.9)min＝85min，所以D选项错误．
答案：C
4．(2011·北京卷)由于通讯和广播等方面的需要，许多国家发射了地球同步卫星。这些卫星的( )
A．质量可以不同 B．轨道半径可以不同
C．轨道平面可以不同 D．速率可以不同
解析：同步卫星只能在赤道平面内，高度一定，轨道半径一定，速率一定，但质量可以不同，故A选项正确．
答案：A
5．2008年9月25日，我国成功发射了搭载3名宇航员的“神舟”七号飞船，在飞船进入圆形轨道环绕地球飞行时，它的线速度大小( )
A．等于7.9km/s
B．介于7.9km/s和11.2km/s之间
C．小于7.9km/s
D．介于11.2km/s和16.7km/s之间
解析：第一宇宙速度7.9km/s是地球卫星的最大环绕速度，故C选项正确．
答案：C
6．关于人造地球卫星及其中物体的超重、失重问题，下列说法中正确的是( )
A．在发射过程中向上加速时产生超重现象
B．在降落过程中减速下降时产生超重现象
C．进入轨道后做匀速圆周运动，产生失重现象D．失重是由于地球对卫星内物体的作用力减小而引起的
解析：超、失重是一种现象是从重力和弹力的大小关系而定义的，当向上加速以及向下减速时，其加速度都向上，物体都处于超重状态，故A、B选项正确；卫星做匀速圆周运动时，万有引力提供向心力，卫星及卫星内的物体处于完全失重状态，故C选项正确；失重是一种现象，并不是由于物体受到重力减小而引起的，故D选项错误．
答案：ABC
7．我国自行研制发射的“风云一号”、“风云二号”气象卫星的飞行轨道是不同的，“风云一号”是极地圆形轨道卫星，其轨道平面与赤道平面垂直，周期为T1＝12 h；“风云二号”是同步卫星，其轨道平面就是赤道平面，周期为T2＝24 h，两颗卫星相比( )
A．“风云一号”离地面较高
B．“风云一号”每个时刻可观察到的地球表面范围较大
C．“风云一号”线速度较大
D．若某时刻“风云一号”和“风云二号”正好同时在赤道上某个小岛的上空，那么再过12小时，它们又将同时到达该小岛的上空
解析：由万有引力提供向心力，可知周期越大其轨道半径越大，运行速度越小，故C选项正确．
答案：C
8．假设地球的质量不变，而地球的半径增大到原来的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.eq \f(1,\r(2))倍
C.eq \f(1,2)倍 D．2倍
解析：由v＝ eq \r(\f(GM,R))，可知R增到2R时，第一宇宙速度是原来的eq \f(1,\r(2)).
答案：B
提升能力
9．据观测，某行星外围有一环，为了判断环是行星的连续物还是卫星群，可以测出环中各层的线速度v的大小与这层至行星中心的距离R之间的关系( )
A．若v与R成正比，则环是连续物
B．若v2与R成正比，则环是卫星群
C．若v与R成反比，则环是连续物
D．若v2与R成反比，则环是卫星群
解析：若是卫星群eq \f(GMm,R2)＝meq \f(v2,R)，得v2＝eq \f(GM,R)，即D选项正确；若为连续物，则它的角速度相等，由v＝ωR，可知A选项正确．
答案：AD
10．地球赤道上的物体重力加速度为g，物体在赤道上随地球自转的向心加速度为a，要使赤道上的物体“飘”起来，则地球的转速应为原来的( )
A．g/a倍 B.eq \r(g＋a/a)倍
C.eq \r(g－a/a)倍 D.eq \r(\f(g,a))倍
解析：赤道上的物体随地球自转时：eq \f(GMm,R2)－FN＝mωeq \\al(2,0)R＝ma，其中FN＝mg，要使赤道上的物体“飘起来”即变为近地卫星，则应FN＝0， eq \f(GMm,R2)＝mRω′2，解得eq \f(ω′,ω)＝eq \r(\f(g＋a,a))，故B选项正确．
答案：B
11．地球同步卫星到地心的距离r可由r3＝eq \f(a2b2c,4π2)求出，已知式中a的单位是m，b的单位是s，c的单位是m/s2，则( )
A．a是地球半径，b是地球自转的周期，c是地球表面处的重力加速度
B．a是地球半径，b是同步卫星绕地心运动的周期，c是同步卫星的加速度
C． a是赤道周长，b是地球自转的周期，c是同步卫星的加速度
D．a是地球半径，b是同步卫星绕地心运动的周期，c是地球表面处的重力加速度
解析：由万有引力提供同步卫星的向心力，可得
Geq \f(Mm,r2)＝meq \f(4π2,T2)r，
∴r3＝eq \f(GMT2,4π2)①
式中M为地球质量，T为同步卫星绕地心运动的周期，亦是地球自转的周期．
对地面上的物体m，有Geq \f(Mm,R2)＝mg，
∴ GM＝gR2.②
其中g为地面附近的重力加速度，R为地球半径．
由①和②式，得 r3＝eq \f(R2T2g,4π2).由此可见答案为A、D.
答案：AD
12．如图所示，发射同步卫星的一般程序是：先让卫星进入一个近地的圆轨道，然后在P点变轨，进入椭圆形转移轨道(该椭圆轨道的近地点为近地圆轨道上的P，远地点为同步圆轨道上的Q)，到达远地点Q时再次变轨，进入同步轨道．设卫星在近地圆轨道上运行的
速率为v1，在椭圆形转移轨道的近地点P点的速率为v2，沿转移轨道刚到达远地点Q时的速率为v3，在同步轨道上的速率为v4，三个轨道上运动的周期分别为T1、T2、T3，则下列说法正确的是( )
A．在P点变轨时需要加速，Q点变轨时要减速
B．在P点变轨时需要减速，Q点变轨时要加速
C．T1v4>v3
解析：卫星在椭圆形轨道的近地点P时做离心运动，所受的万有引力小于所需的向心力，即eq \f(GMm,R\\al( 2,1))v1，同理卫星在转移轨道上Q点做向心运动，可知v3v4，由以上所述可知D选项正确；由于轨道半径R1