人教版2026年高中物理讲义（含解析）必修2 第七章 万有引力与宇宙航行 第四节同步练习二

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万有引力与宇宙航行同步练习人造卫星的运行同步练习（答题时间：30分钟）1. 人造卫星在轨道上绕地球做圆周运动，它所受的向心力F跟半径r的关系是（　 ）A. 由公式F＝m可知，F和r成反比 　B. 由公式F＝mrω2可知，F和r成正比C. 由公式F＝mvω可知，F和r无关　　　　D. 由公式F＝可知，F和r2成反比2. A、B是绕地球做匀速圆周运动的卫星，若它们的质量关系为mA＝2mB，轨道半径为RB＝2RA，则A与B的（　　）A. 加速度之比为4:1　　　 B. 周期之比为2:1C. 线速度之比为1:　　 D. 角速度之比为:13. 人造地球卫星绕地球圆形轨道运行，对于它们的线速度和周期、轨道半径，下列说法正确的是（　　）A. 半径越大，速度越大，周期越长　　B. 半径越大，速度越小，周期越长C. 半径越大，速度越大，周期越短　　D. 半径越大，速度越小，周期越短4. 如果质量为m的人造地球卫星在轨道上运行的速度为v，那么质量为2m的另一颗人造地球卫星在同一轨道上运行的速度是（　　）A. v 　　　B. v/2 　　　C. 2v 　　　D. v/45. 绕地球做匀速圆周运动的人造卫星，以下判断正确的是（　　）A. 同一轨道上，质量大的卫星速度大　　　B. 同一轨道上，质量大的卫星向心加速度大C. 离地面越近的卫星的向心加速度越大　　D. 离地面越远的卫星的向心加速度越大6. 已知地球表面的重力加速度为g，地球的半径为R，地球自转的周期为T，求地球同步卫星的向心加速度。人造卫星的运行同步练习参考答案答案：D解析：在回答F与r成正比和反比时要控制其他参量不变才行，比如说公式 ，由于半径变化造成了线速度的变化，所以不能说F与r成反比，同理根据公式也不能说F与r成正比，B错；同理C错；公式中只有F和r为变量，所以F和成反比2. 答案：A解析：由得，由得，由得，由=ma得，代入数据可以得知A正确。3. 答案：B解析：当行星稳定运行时，轨道半径R越大，υ越小；ω越小；T越大；万有引力越小；向心加速度越小。4. 答案：A解析：由得，卫星在同一轨道上运行的速度与卫星质量无关，所以质量为2m的另一颗人造地球卫星在同一轨道上运行的速度是v。5. 答案：C解析：当行星稳定运行时，轨道半径R越大，υ越小；ω越小；T越大；万有引力越小；向心加速度越小。6. 解析：设卫星离地面高度为h，根据牛顿第二定律，则有=ma，r=R+h又根据万有引力等于重力得：mg=，因a=ω2r=（R+h）由以上三式解得a=。人造卫星的变轨同步练习（答题时间：30分钟）1. 2006年月日，面向社会征集的月球探测工程标志最终确定。上海设计师作品“月亮之上”最终当选。我国的探月计划分为“绕”“落”“回”三阶段。第一阶段“绕”的任务由我国第一颗月球探测卫星“嫦娥一号”来承担。发射后，“嫦娥一号”探测卫星将用天至天的时间完成调相轨道段、地—月转移轨道段和环月轨道段的飞行。其中，假设地—月转移轨道阶段可以简化为：绕地球做匀速圆周运动的卫星，在适当的位置点火加速，进入近地点在地球表面附近、远地点在月球表面附近的椭圆轨道运行，如图所示。若要此时的“嫦娥一号”进入环月轨道，则必须（ ）A. 在近地点启动火箭向运动的反方向喷气B. 在近月点（远地点）启动火箭向运动的反方向喷气C. 在近月点（远地点）启动火箭向运动方向喷气D. 在近地点启动火箭向运动方向喷气2. 如图所示，，，是在地球大气层外圆形轨道上运动的颗卫星，下列说法正确的是（ ）A. ，的线速度大小相等，且大于的线速度B. ，的向心加速度大小相等，且大于的向心加速度C. 加速可追上同一轨道上的，减速可等候同一轨道上的D. 卫星由于某原因，轨道半径缓慢减小，其线速度将增大3. 我国已启动月球探测计划“嫦娥工程”。图为设想中的“嫦娥号”月球探测器飞行路线示意图。（1）在探测器飞离地球的过程中，地球对它的引力___________（选填“增大”，“减小”或“不变”）。（2）已知月球与地球质量之比为。当探测器飞至月地连线上某点时，月球与地球对它的引力恰好抵消，此时到月球球心与地球球心的距离之比为_________。（3）结合图中信息，通过推理，可以得出的结论是（ ）①控测器飞离地球时速度方向指向月球②探测器经过多次轨道修正，进入预定绕月轨道③探测器绕地球的旋转方向与绕月球的旋转方向一致④探测器进入绕月轨道后，运行半径逐渐减小，直至到达预定轨道A. ①③B. ①④C. ②③D. ②④4. 科学家在地球轨道外侧发现了一颗绕太阳运行的小行星，经过观测该小行星每隔t时间与地球相遇一次，已知地球绕太阳公转半径是R，周期是T，设地球和小行星都是圆轨道，求太阳的质量和小行星距太阳的距离。人造卫星的变轨同步练习参考答案1. 答案：AC解析：在P点启动火箭向运动的反方向喷气可以增加速度从而发生离心运动，而在Q点启动火箭向运动方向喷气可以减速发生近心运动满足要求。2. 答案：D解析：可知BC的线速度小于A.ABC的向心力都是由 HYPERLINK "https://www.baidu.com/s?wd=%E4%B8%87%E6%9C%89%E5%BC%95%E5%8A%9B&tn=SE_PcZhidaonwhc_ngpagmjz&rsv_dl=gh_pc_zhidao" \t "https://zhidao.baidu.com/question/_blank" 万有引力提供的，半径大的加速度一定小，BC的轨道半径相等， HYPERLINK "https://www.baidu.com/s?wd=%E5%90%91%E5%BF%83%E5%8A%A0%E9%80%9F%E5%BA%A6&tn=SE_PcZhidaonwhc_ngpagmjz&rsv_dl=gh_pc_zhidao" \t "https://zhidao.baidu.com/question/_blank" 向心加速度相等，A轨道半径小， HYPERLINK "https://www.baidu.com/s?wd=%E5%90%91%E5%BF%83%E5%8A%A0%E9%80%9F%E5%BA%A6&tn=SE_PcZhidaonwhc_ngpagmjz&rsv_dl=gh_pc_zhidao" \t "https://zhidao.baidu.com/question/_blank" 向心加速度大。故B错误。C加速， HYPERLINK "https://www.baidu.com/s?wd=%E4%B8%87%E6%9C%89%E5%BC%95%E5%8A%9B&tn=SE_PcZhidaonwhc_ngpagmjz&rsv_dl=gh_pc_zhidao" \t "https://zhidao.baidu.com/question/_blank" 万有引力不够提供向心力，做离心运动，离开原轨道，B减速， HYPERLINK "https://www.baidu.com/s?wd=%E4%B8%87%E6%9C%89%E5%BC%95%E5%8A%9B&tn=SE_PcZhidaonwhc_ngpagmjz&rsv_dl=gh_pc_zhidao" \t "https://zhidao.baidu.com/question/_blank" 万有引力大于所需向心力，卫星做向心运动，离开原轨道，所以不会与同轨道上的卫星相遇。故C错误。卫星由于某原因，轨道半径缓慢减小，则线速度增大。故D正确。3. 答案：（1）减小 （2）1：9 （3）D解析：根据万有引力定律可知在探测器飞离地球的过程中，地球对它的引力变小；根据得，月球与地球的质量之比为M月：M地=1：81。则P点到月心与到地心的距离之比为1：9。（3）A. 探测器飞离地球时速度方向沿轨迹的切线方向，不是指向月球，故A错误。B. 探测器经过多次轨道修正，进入预定绕月轨道，故B正确。C. 由图可知，探测器绕地球的旋转方向与绕月球的旋转方向不同，故C错误。D. 探测器进入绕月轨道后，运行半径逐渐减小，直至到达预定轨道。故D正确。4. 解析：地球绕太阳运动 故太阳的质量为： （2）设小行星运行周期为T1，对小行星，有：解得：∴小行星与地球最近距离S=R1-R=（）R答：（1）太阳的质量为；（2）小行星与地球的最近距离为（）R。