高中物理沪科版 (2019)必修 第二册4.3 飞出地球去一课一练

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4.3飞出地球去同步练习2021—2022学年高中物理沪教版（2019）必修第二册一、选择题（共15题）1．“北斗三号”卫星导航系统由24颗中圆地球轨道卫星、3颗地球静止轨道卫星和3颗倾斜地球同步轨道卫星组成。对于3颗地球静止轨道卫星，下列物理量一定相同的是（　　）A．线速度 B．向心力大小C．卫星的公转周期 D．所受地球的万有引力大小2．探月工程嫦娥五号返回器顺利带回月壤，圆满完成了我国首次地外天体采样任务。如图所示为嫦娥五号卫星绕月球运行时的三条轨道。其中轨道1是近月圆轨道，轨道2、3是变轨后的椭圆轨道。、分别为相应轨道上的远月点，则（　　）A．若已知卫星在轨道1的运行周期和万有引力常量，可以估算月球的平均密度B．若已知卫星在轨道2的运行周期和万有引力常量，可以计算月球的质量C．无法确定卫星在轨道1、2、3上的点速度大小关系D．卫星在点的机械能大于在点的机械能3．地球表面的重力加速度为g，则距地心距离为地球半径6倍的地方其重力加速度为（　　）A．6g B．36g C． D．4．如图所示，在火星与木星轨道之间有一小行星带.假设该小行星带中的小行星只受到太阳的引力，并绕太阳做匀速圆周运动,下列说法中正确的是A．各小行星绕太阳运动的周期均大于一年B．与太阳距离相等的每一颗小行星，受到太阳的万有引力大小都相等C．位于小行星带内侧的小行星的加速度小于位于小行星带外侧的小行星的加速度D．小行星带内各个小行星绕太阳公转的线速度均大于地球公转的线速度5．如图，地球赤道上山丘，近地卫星和同步通信卫星均在赤道平面上绕地心做匀速圆周运动，设、、的圆周运动速率分别为、、，向心加速度分别为、、，则（ ）A．B．C．D．6．地球半径为R，地球附近的重力加速度为g0，则在离地面高度为h处的重力加速度是（ ）A． B． C． D．7．卫星的“星下点”是指卫星的瞬时位置和地球中心的连线与地球表面的交点，可用地理经、纬度来表示，对于位于“星下点”处的地面观察者来说，卫星就在天顶，如图所示，将“星下点”的轨迹画在地图上便是星下点轨迹图。已知某颗卫星的星下点轨迹图是一个点。地球自转的周期为T，地球半径为R，地球表面的重力加速度为g，卫星的运动可视为匀速圆周运动，则（　　）A．该卫星为近地卫星 B．该卫星的线速度C．该卫星的轨道半径 D．该卫星可能位于北京的正上方8．公元1543年．哥白尼的《天体运行论》一书问世，该书预示了地心宇宙论的终结．哥白尼提出行星绕太阳做匀速圆周运动，其运动的示意图如图所示，假设行星只受到太阳的引力作用．按照哥白尼上述的现点，下列说法中正确的是（       ）A．太阳对各行星的引力大小相同B．土星绕太阳运动的向心加速度比地球的大C．木星绕太阳运动的线速度比地球的大D．火星绕太阳运动的周期大于地球的周期9．2017年12月11日零时40分，我国在西昌卫星发射中心用长征三号乙运载火箭，成功将阿尔及利亚一号通信卫星送入如图所示的地球同步转移轨道．该轨道的近地点为M，远地点为N，忽略空气阻力，则下列说话正确的是A．卫星经过M点时的速度最小B．卫星经过N点时的速度最小C．卫星在M点的加速度最小D．卫星在从M到N的过程中机械能减小10．2021年2月10日19时52分，中国航天再次迎来一个历史性时刻。在经过长达七个月，累计202天，4.75亿公里的漫长飞行之后，中国首颗火星探测器“天问一号”精准实施近火捕获制动，成功进入近火点高度约400千米，周期约10个地球日，倾角约10°的大椭圆环火轨道。根据天文资料已知火星的质量约为地球质量的，火星半径约为地球半径的，地球的第一宇宙速度约为7.9km/s，地球表面的重力加速度约为9.8m/s2，取。由上述数据我们可以得到（　　）A．火星的第一宇宙速度约为3.5km/sB．火星表面的重力加速度约为4.9m/s2C．地球与火星间的距离约为4.75亿公里D．火星密度约为地球密度的1.2倍11．2019年1月5日，有两颗北斗导航系统组网卫星通过“一箭双星”发射升空，并成功进入预定轨道，两颗卫星绕地球的运动均看做匀速圆周运动。如果两颗卫星的质量均为，其中1号卫星轨道距离地面高度为，2号卫星轨道距离地面高度为，且，把地球看做质量分布均匀的球体，已知地球半径为，地球表面的重力加速度大小为，引力常量为，下列说法错误的是（　　）A．1号卫星绕地球运动的线速度B．1号卫星绕地球运动的速度大于2号卫星绕地球运动的速度C．1号卫星与2号卫星绕地球运动时的向心力大小之比为D．1号卫星需加速才能与2号卫星对接12．据每日邮报2014年4月18日报道，美国国家航空航天局（NASA）目前宣布首次在太阳系外发现“类地”行星Kepler﹣186f。假如宇航员乘坐宇宙飞船到达该行星，进行科学观测：该行星自转周期为T；宇航员在该行星“北极”距该行星地面附近h处自由释放一个小球（引力视为恒力），落地时间为t，已知该行星半径为R，万有引力常量为G，则下列说法正确的是（       ）A．该行星的第一宇宙速度为B．宇宙飞船绕该星球做圆周运动的周期不小于C．该行星的平均密度为D．如果该行星存在一颗同步卫星，其距行星表面高度13．已知引力常量G，利用下列数据不能计算地球半径的是A．月球绕地球运动的周期、线速度及地球表面的重力加速度B．人造卫星绕地球运行的周期、及地球的平均密度C．地球同步卫星离地的高度、周期及地球的平均密度D．近地卫星绕地球运行的周期和线速度14．2015年9月14日，美国的LIGO探测设施接收到一个来自GW150914的引力波信号，此信号是由两个黑洞的合并过程产生的。如果将某个双黑洞系统简化为如图所示的圆周运动模型，两黑洞绕O点做匀速圆周运动。在相互强大的引力作用下，两黑洞间的距离逐渐减小，在此过程中，两黑洞做圆周运动的（　　）A．向心力均逐渐减小B．线速度均逐渐减小C．周期均不变D．角速度均逐渐增大15．关于第一宇宙速度，下列说法正确的是（　　） A．它是人造地球卫星绕地球飞行的最小速度B．它比同步卫星运行速度大C．它是能使卫星进入近地圆形轨道的最大发射速度D．它是卫星绕地球飞行轨道上近地点的速度二、填空题（共4题）16．为了充分利用地球自转的速度，人造卫星发射时，火箭都是从______向_______ （填东、南、西、北）发射。考虑这个因素，火箭发射场应建在纬度较低的地方较好，例如海南的文昌发射场。17．国际空间站的轨道距地面319.6～346.9 km，中国天宫空间站的轨道距地面约400 km，若将这两个轨道近似视为圆轨道。设国际空间站和天宫空间站运行的周期分别为T1、T2，运行速率分别为v1、v2，则T1________T2、v1___________v2（均选填“大于”或“小于”）。18．火星的球半径是地球半径的，火星质量是地球质量的，忽略火星的自转，如果地球上质量为60kg的人到火星上去，则此人在火星表面的质量是________kg，所受的重力是________N；在火星表面由于火星的引力产生的加速度是________m/s2；在地球表面上可举起60kg杠铃的人，到火星上用同样的力，可以举起质量________kg的物体．g取9.8m/s2 ．19．在月球上的宇航员，若已知引力常量G和月球半径R，且手头有一个已知质量为m的钩码，试设计实验测量月球的质量。（1）需要使用的测量工具是___________（选填：弹簧测力计、刻度尺或秒表），测量的物理量及符号为___________；（2）月球质量的表达式为m月=___________（利用已知量和测量量的符号表示）。三、综合题（共4题）20．已知地球半径R，自转周期T0，地球表面重力加速度为g。小明家位于纬度处，每天晚上他都能通过望远镜看到有颗人造卫星a位于头顶正上方（整晚仅一次且时刻相同）并缓缓移动。通过查阅资料得知该人造卫星绕地球做匀速圆周运动，如图所示。（1）人造卫星a是否是地球同步卫星?它绕地球运动一周的时间T为多少?（2）求人造卫星a的轨道半径r（计算结果也可直接用T表示a的周期）。21．假如将来的某一天你成为了一名优秀的宇航员，并成功登上了月球。当你乘宇宙飞船绕月球表面附近做匀速圆周运动时，测得宇宙飞船的周期为T；已知引力常量为G，月球半径为R，忽略月球的自转。根据以上信息，求：（1）月球的质量；（2）月球表面的重力加速度；（3）月球上的第一宇宙速度。22．石墨烯是近些年发现的一种新材料,其超高强度及超强导电、导热等非凡的物理化学性质有望使21世纪的世界发生革命性的变化,其发现者由此获得2010年诺贝尔物理学奖．用石墨烯制作超级缆绳,人类搭建“太空电梯”的梦想有望在本世纪实现．科学家们设想,通过地球同步轨道站向地面垂下一条缆绳至赤道基站,电梯仓沿着这条缆绳运行,实现外太空和地球之间便捷的物资交换．（地面附近重力加速度g取10 m/s2,地球自转角速度ω=7.2×10-5rad/s,地球半径R=6.4×103km．计算结果保留3位有效数字）(1)若“太空电梯”将货物从赤道基站运到距地面高度为h1=17R/3的同步轨道站,求轨道站内的人相对地心运动的速度大小．(2)当电梯仓停在距地面高度h2=2R的站点时,求仓内质量m2="54" kg的人对水平地板的压力大小．23．“神舟”七号飞船的成功发射为我国在2010年实现探月计划——“嫦娥工程”获得了宝贵的经验，假设月球半径为R，月球表面的重力加速度为，飞船在距月球表面高度为3R的圆形轨道Ⅰ运行，到达轨道的A点时点火变轨进入椭圆轨道Ⅱ，到达轨道的近月点B再次点火进入月球近月轨道Ⅲ绕月球做圆周运动，万有引力常量为G，求：（1）飞船在轨道Ⅲ上的运行速率；（2）飞船在轨道Ⅰ绕月球运行一周所需的时间．（3）飞船在A点处点火后瞬间与点火前相比，速度是变大还是变小？
参考答案：1．C2．A3．C4．A5．B6．B7．C8．D9．B10．A11．C12．B13．B14．D15．B16．     西     东17．     小于     大于18．     60     235.2     3.92     15019．     弹簧测力计（刻度尺和秒表）     测出钩码重力F（弹簧测力计示数）；钩码从空中适当高处由静止释放，测出其下落高度h和下落时间t）     （或）20．（1）不是；T0（2）21．(1) ；(2) ；(3) 22．（1）3.07×103m/s ；（2）54.6N23．（1）；（2）；（3）变小