高中物理人教版必修2第六章5宇宙航行練習(xí)題一、單選題.我國在軌運(yùn)行的氣象衛(wèi)星有兩類，如圖所示，一類是極 ....二］地軌道衛(wèi)星一一“風(fēng)云1號(hào)”，繞地球做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的周期為12伉另一類是地球同步軌道衛(wèi)星一一“風(fēng)云2號(hào)”，運(yùn)行周期為24%.下列說法正確的是（）“風(fēng)云1號(hào)”的線速度大于“風(fēng)云2號(hào)”的線速度“風(fēng)云2號(hào)”的運(yùn)行速度大于7.9km/s“風(fēng)云1號(hào)”的發(fā)射速度大于“風(fēng)云2號(hào)”的發(fā)射速度“風(fēng)云1號(hào)”“風(fēng)云2號(hào)”相對(duì)地面均靜止.北斗問天，國之夙愿.我國北斗三號(hào)系統(tǒng)的收官之星是 ..地球靜止軌道衛(wèi)星，其軌道半徑約為地球半徑的7倍.在發(fā)射地球靜止軌道衛(wèi)星的過程中，衛(wèi)星首先進(jìn)入橢圓軌道I,然后在Q點(diǎn)通過改變衛(wèi)星速度，讓衛(wèi)星進(jìn)入地球靜止軌道口.則下列說法中正確的是A.該衛(wèi)星的發(fā)射速度必定大于11.2km/sB.衛(wèi)星在地球靜止軌道H的運(yùn)行速度必定大于7.9km/sC.衛(wèi)星在Q點(diǎn)通過加速實(shí)現(xiàn)由軌道1進(jìn)入軌道nD.衛(wèi)星在軌道I上經(jīng)過Q點(diǎn)加速度小于在軌道n上經(jīng)過Q點(diǎn)的加速度.在發(fā)射一顆質(zhì)量為m的人造地球同步衛(wèi)星時(shí)，先將其發(fā)射到貼近地球表面運(yùn)行的圓軌道I上（離地面高度忽略不計(jì)），再通過一橢圓軌道n變軌后到達(dá)距地面高為h的預(yù)定圓軌道皿上。已知它在圓軌道I上運(yùn)行的加速度為g，地球半徑為凡衛(wèi)星在變軌過程中質(zhì)量不變，則（）第1頁，共24頁

A.衛(wèi)星在軌道皿上運(yùn)行的加速度大小為(^)2A.衛(wèi)星在軌道皿上運(yùn)行的加速度大小為(^)2gRh/B.衛(wèi)星在軌道皿上運(yùn)行的線速度大小為屏RhC.衛(wèi)星在軌道皿上的動(dòng)能大于在軌道I上的動(dòng)能D.衛(wèi)星在軌道皿上的機(jī)械能小于在軌道I上的機(jī)械能.利用三顆位置適當(dāng)?shù)牡厍蛲叫l(wèi)星，可使地球赤道上任意兩點(diǎn)之間保持無線電通訊.目前，地球同步衛(wèi)星的軌道半徑約為地球半徑的6.6倍.假設(shè)地球的自轉(zhuǎn)周期變小，若仍僅用三顆同步衛(wèi)星來實(shí)現(xiàn)上述目的，則地球自轉(zhuǎn)周期的最小值約為()A.1h B.4h C.8h D.16h.關(guān)于第一宇宙速度，下列說法不正確的是()A.它是人造地球衛(wèi)星繞地球做圓周運(yùn)動(dòng)的最小運(yùn)行速度B.它是人造地球衛(wèi)星繞地球做圓周運(yùn)動(dòng)的最大運(yùn)行速度C.它是近地圓形軌道上人造地球衛(wèi)星的運(yùn)行速度D.它是發(fā)射衛(wèi)星時(shí)的最小發(fā)射速度.地球赤道上的山丘e，近地資源衛(wèi)星p、同步通信衛(wèi)星q和月球辦均在赤道平面上繞地心做勻速圓周運(yùn)動(dòng).設(shè)e、p、外m的圓周運(yùn)動(dòng)速率分別為％、/、%、%,向心加速度分別為3、%、%、a“則()A.%>%>%>? B.%>%>匕>%C.3>%>%>a4 D.%>%>%>a42019年5月17日，我國成功發(fā)射第45顆北斗導(dǎo)航衛(wèi)星，該衛(wèi)星屬于地球靜止軌道衛(wèi)星同步衛(wèi)星，該衛(wèi)星A.入軌后可以位于北京正上方B.入軌后的速度大于第一宇宙速度C.發(fā)射速度大于第二宇宙速度D.若發(fā)射到近地圓軌道所需能量較少第2頁，共24頁北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)是我國正在實(shí)施的自主發(fā)展、獨(dú)立運(yùn)行的全球衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)。北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)由空間段、地面段和用戶段三部分組成，空間段包括5顆地球同步衛(wèi)星。關(guān)于此衛(wèi)星，下面說法正確的是A.此衛(wèi)星可以定位在南沙正上方，為南沙通信、導(dǎo)航服務(wù)B.此衛(wèi)星運(yùn)行的線速度比放在地球赤道上的物體的線速度大C.此衛(wèi)星運(yùn)行速度大于7.9km/sD.發(fā)射速度大于11.2km/s2020年北京時(shí)間1月16日11點(diǎn)02分，酒泉衛(wèi)星發(fā)射中心一枚“快舟一號(hào)甲”火箭發(fā)射由銀河航天研發(fā)制造的5G低軌寬帶衛(wèi)星，也是全球首顆5G衛(wèi)星，重量為227公斤，在距離地面1156公里的區(qū)域運(yùn)行，下列說法正確的是5G衛(wèi)星不受地球引力作用5G衛(wèi)星繞地飛行的速度一定大于7.9km/s5G衛(wèi)星軌道半徑比地球同步衛(wèi)星高5G衛(wèi)星在軌道上運(yùn)行的速度大小與衛(wèi)星的質(zhì)量無關(guān)“水手四號(hào)”是美國成功發(fā)射的一顆火星探測器，“水手四號(hào)”在距離火星表面9800公里處環(huán)繞火星做圓周運(yùn)動(dòng)，并成功地向地球傳輸了數(shù)據(jù).已知火星的半徑為幾萬有引力常量為G,對(duì)“水手四號(hào)”的理解正確的是“水手四號(hào)”的發(fā)射速度應(yīng)小于第二宇宙速度“水手四號(hào)”在距離火星表面9800公里處的環(huán)繞速度可能等于火星的第一宇宙速度C.如果測出“水手四號(hào)”的運(yùn)行周期，即可估算出火星的質(zhì)量D.“水手四號(hào)”在由地面發(fā)射到運(yùn)行軌道的過程中，“水手四號(hào)”的機(jī)械能守恒二、多選題.下列關(guān)于三種宇宙速度的說法中正確的是（）第3頁，共24頁

A.第一宇宙速度％=7.9上6/$,第二宇宙速度為=11.2km/s,則人造衛(wèi)星繞地球在圓軌道上運(yùn)行時(shí)的速度大于等于%，小于丹B.美國發(fā)射的“鳳凰號(hào)”火星探測衛(wèi)星，其發(fā)射速度大于第三宇宙速度C.第二宇宙速度是在地面附近使物體可以掙脫地球引力束縛，成為繞太陽運(yùn)行的人造行星的最小發(fā)射速度D.第一宇宙速度7.9km/s是人造地球衛(wèi)星繞地球做圓周運(yùn)動(dòng)的最大運(yùn)行速度.發(fā)射地球同步衛(wèi)星時(shí)，先將衛(wèi)星發(fā)射至近地圓軌道1，然后經(jīng)點(diǎn)火，使其沿橢圓軌道2運(yùn)行，最后再次點(diǎn)火，將衛(wèi)星送入同步圓軌道3,軌道1、2相切于Q點(diǎn)，軌道2、3相切于P點(diǎn)，如圖所示。則衛(wèi)星在各軌道上正常運(yùn)行時(shí)，以下說法正確的是A.衛(wèi)星在軌道3上的速度大于第一宇宙速度B.衛(wèi)星在軌道3上的P點(diǎn)的速度大于在軌道2上經(jīng)過P點(diǎn)時(shí)的速度C.衛(wèi)星在軌道1上經(jīng)過Q點(diǎn)時(shí)的加速度等于它在軌道2上經(jīng)過Q點(diǎn)時(shí)的加速度D.衛(wèi)星在軌道2上運(yùn)動(dòng)的周期大于在軌道3上運(yùn)動(dòng)的周期13.“嫦娥二號(hào)”衛(wèi)星已成功發(fā)射，這次發(fā)射后衛(wèi)星直接進(jìn)入近地點(diǎn)高度為200km、遠(yuǎn)地點(diǎn)高度約3.8x105km的地月轉(zhuǎn)移軌道直接奔月。當(dāng)衛(wèi)星到達(dá)月球附近的特定位置時(shí)，衛(wèi)星就必須“急剎車”，也就是近月制動(dòng)，以確保衛(wèi)星既能被月球準(zhǔn)確捕獲，又不會(huì)撞上月球，并由此進(jìn)入近月點(diǎn)為100km、周期為12%的橢圓軌道a，再經(jīng)過兩次軌道調(diào)整，進(jìn)入距月球100km的近月圓軌道b，軌道a和b相切于P點(diǎn)，如圖所示。下列說法正確的是（）“嫦娥二號(hào)”衛(wèi)星的發(fā)射速度大于11.2km/s“嫦娥二號(hào)”衛(wèi)星的發(fā)射速度大于7.9km/s，小于11.2km/s第4頁，共24頁“嫦娥二號(hào)”衛(wèi)星在a、b軌道經(jīng)過P點(diǎn)的速度%=%“嫦娥二號(hào)”衛(wèi)星在a、b軌道經(jīng)過P點(diǎn)的加速度分別為％、ab，則％=%14.我國“中星11號(hào)”商業(yè)通信衛(wèi)星是一顆同步衛(wèi)星，它定點(diǎn)于東經(jīng)98.2度的赤道上空，關(guān)于這顆衛(wèi)星的說法正確的是（）A.運(yùn)行速度大于7.9km/sB.離地面高度一定，相對(duì)地面靜止C.繞地球運(yùn)行的角速度比月球繞地球運(yùn)行的角速度大D.向心加速度與靜止在赤道上物體的向心加速度大小相等三、填空題.目前，國際商業(yè)衛(wèi)星正朝著兩個(gè)方向發(fā)展：一類是重量達(dá)數(shù)噸的衛(wèi)星；另一類是微小衛(wèi)星，只有幾百千克、幾十千克甚至幾千克。微小衛(wèi)星的特點(diǎn)是成本低、制造周期短、用途多樣化，發(fā)展方向靈活。隨著納米技術(shù)的發(fā)展，微小衛(wèi)星的研制和開發(fā)已成為現(xiàn)實(shí)，由我國航天清華衛(wèi)星技術(shù)有限公司和英國薩瑞大學(xué)合作研制的“航天清華，，一號(hào)微小衛(wèi)星于2000年6月28日在俄羅斯某發(fā)射場發(fā)射升空，這標(biāo)志著我國更加先進(jìn)的“納米衛(wèi)星”的研制工作已經(jīng)開始。（1）微小衛(wèi)星繞地球做勻速圓周運(yùn)動(dòng)所具有的加速度（填“大于”“小于”或“等于”同軌道上運(yùn)行的大衛(wèi)星的加速度。（2）若微小衛(wèi)星用作通信衛(wèi)星，則它的繞行速度 （填“大于”“小于”或“等于"，下同）同軌道上運(yùn)行的大通信衛(wèi)星的繞行速度；飛行高度 同軌道上運(yùn)行的大通信衛(wèi)星的飛行高度。.我國科學(xué)家利用“嫦娥一號(hào)”衛(wèi)星繞月飛行一年間探測到的科學(xué)數(shù)據(jù)，已經(jīng)獲得多項(xiàng)成果。若已知地球的質(zhì)量為M，地球的半徑為凡月球的質(zhì)量為辦月球的半徑為廠，“嫦娥一號(hào)”繞月球運(yùn)行的速度（近似認(rèn)為繞月球的表面運(yùn)行）是地球衛(wèi)星環(huán)繞速度（即第一宇宙速度）的倍。.北斗一號(hào)衛(wèi)星系統(tǒng)的三顆衛(wèi)星均定位在距離地面36000km的地球同步軌道上，而GPS系統(tǒng)中的24顆衛(wèi)星距離地面的高度均為20000km，已知地球半徑為6400km.則北斗一號(hào)衛(wèi)星線速度的大小GPS衛(wèi)星線速度的大?。ㄟx填“大于”、“小于”第5頁，共24頁或“等于")；GPS衛(wèi)星加速度的大小約為北斗一號(hào)衛(wèi)星的倍(取2位有效數(shù)字)..地球的第一宇宙速度的大小是 km/s，第二宇宙速度的大小是 km/s，第三宇宙速度的大小是 fcm/s.實(shí)際上，人造地球衛(wèi)星不在地面附近繞地球做勻速圓周運(yùn)動(dòng)時(shí)，速度一定 第一宇宙速度(填“大于”“等于”或“小于”).四、實(shí)驗(yàn)題.I.某行星的質(zhì)量是地球的6.4倍，其表面重力加速度是地球表面重力加速度的1.6倍，則該行星的半徑與地球的半徑之比為 ；在該行星上的第一宇宙速度是 km/s。n、在“驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律”的實(shí)驗(yàn)中，如果紙帶上前面幾點(diǎn)比較密集，不夠清楚，可舍去前面比較密集的點(diǎn)，在后面取一段打點(diǎn)比較清楚的紙帶，同樣可以驗(yàn)證.如圖所示，取。點(diǎn)為起始點(diǎn)，各點(diǎn)的間距已量出并標(biāo)注在紙帶上，所用交流電的頻率為50Hz,g取10m/s2，重錘的質(zhì)量為1.00kg。(1)打A點(diǎn)時(shí)，重錘下落的速度為乙=m/s,重錘的動(dòng)能E卜人=J;TOC\o"1-5"\h\z(2)打F點(diǎn)時(shí)，重錘的動(dòng)能與尸= J；(3)打點(diǎn)計(jì)時(shí)器自打A點(diǎn)開始到打出F點(diǎn),重錘重力勢能的減少量/J= J;動(dòng)能的增加量為4瓦= J。(上述各空保留2位有效數(shù)字)K(4)根據(jù)紙帶提供的數(shù)據(jù)計(jì)算，在誤差允許的范圍內(nèi)，重錘從打點(diǎn)計(jì)時(shí)器打A開始到打出F點(diǎn)的過程中，得到的結(jié)論是 。五、計(jì)算題第6頁，共24頁

.宇宙中存在一些離其他恒星較遠(yuǎn)的、由質(zhì)量相等的三顆星組成的三星系統(tǒng)，通?？珊雎云渌求w對(duì)他們的引力作用.已觀測到穩(wěn)定的三星系統(tǒng)存在兩種基本的構(gòu)成形式：一種是三顆星位于同一直線上，兩顆星圍繞中央星以相同的周期T做勻速圓周運(yùn)動(dòng)；另一種形式是三顆星位于等邊三角形的三個(gè)頂點(diǎn)上，并沿外接于等邊三角形的圓形軌道運(yùn)行.設(shè)每個(gè)星體的質(zhì)量均為m.(1)試求第一種形式下，星體運(yùn)動(dòng)的半徑和線速度；(2)假設(shè)兩種形式星體的運(yùn)動(dòng)周期相同，第二種形式下星體之間的距離應(yīng)為多少..一組宇航員乘坐太空穿梭機(jī)S去修理位于離地球表面h=6.0x1056的圓形軌道上的太空望遠(yuǎn)鏡H。機(jī)組人員使穿梭機(jī)S進(jìn)入與H相同的軌道并關(guān)閉助推火箭，望遠(yuǎn)鏡在穿梭機(jī)前方數(shù)千米處，如圖所示。已知地球半徑為？=6.4X1066,地球表面重力加速度為g=9.8m/s2,第一宇宙速度為^=7.9fcm/So(結(jié)果保留一位小數(shù))(1)求穿梭機(jī)所在軌道上的向心加速度g'；(2)計(jì)算穿梭機(jī)在軌道上的速率M；(3)穿梭機(jī)需先進(jìn)入半徑較小的軌道，才有較大的角速度追上望遠(yuǎn)鏡。試判斷穿梭機(jī)要進(jìn)入較低軌道時(shí)應(yīng)增加還是減小其原有速率，并說明理由。第7頁，共24頁

六、綜合題.(1)“嫦娥二號(hào)”衛(wèi)星由地面發(fā)射后，進(jìn)入地月轉(zhuǎn)移軌道，經(jīng)多次變軌最終進(jìn)入距離月球表面100或，周期為1186譏的工作軌道，開始對(duì)月球進(jìn)行探測，下列說法正確的是 (填正確答案標(biāo)號(hào))哈譴L…二大，軌道片小匚卜i;軌道"區(qū)]pA.衛(wèi)星在軌道皿上的運(yùn)動(dòng)速度比月球的第一宇宙速度小A衛(wèi)星在軌道皿上經(jīng)過P點(diǎn)的速度比在軌道I上經(jīng)過P點(diǎn)時(shí)大。.衛(wèi)星在軌道皿上運(yùn)動(dòng)的周期比在軌道I上小D衛(wèi)星在軌道I上的機(jī)械能比在軌道n上大￡.衛(wèi)星在軌道皿上經(jīng)過P點(diǎn)的加速度比在軌道I上經(jīng)過P點(diǎn)時(shí)大(2)如圖甲，物體A、B的質(zhì)量分別是4kg和8kg，由水平輕質(zhì)彈簧連接，放在光滑的水平面上，物體B左側(cè)與豎直墻壁相接觸，另有一個(gè)物體C水平向左運(yùn)動(dòng)，在t=5s時(shí)與物體A相碰，并立即與A有相同的速度，一起向左運(yùn)動(dòng).物體C的速度一時(shí)間圖象如圖乙.第8頁，共24頁

M(msT)5 M(msT)5 1瓦215詼(1)求物體c的質(zhì)量；(2)求彈簧壓縮具有的最大彈性勢能；(3)求在5s到15s的時(shí)間內(nèi)，墻壁對(duì)物體B的作用力的沖量.第9頁，共24頁答案和解析.【答案】A【解析】【分析】衛(wèi)星繞地球做勻速圓周運(yùn)動(dòng)時(shí)，萬有引力提供向心力，據(jù)此討論描述圓周運(yùn)動(dòng)的物理量與半徑的關(guān)系，再根據(jù)半徑關(guān)系求解即可。本題關(guān)鍵抓住萬有引力提供向心力，列式求解出線速度、角速度、周期和向心力的表達(dá)式，再進(jìn)行討論?！窘獯稹緼.衛(wèi)星做圓周運(yùn)動(dòng)，根據(jù)萬有引力提供圓周運(yùn)動(dòng)向心力。普=優(yōu)'=巾。=小喘，解得T=2兀后，GM風(fēng)云2號(hào)周期大于風(fēng)云1號(hào)周期，所以風(fēng)云2號(hào)軌道半徑大于風(fēng)云1號(hào)軌道半徑，”=麻，r所以風(fēng)云1號(hào)的線速度大于風(fēng)云2號(hào)的線速度，故A正確；A第一宇宙速度7.9k優(yōu)/s是最大的環(huán)繞速度，風(fēng)云2號(hào)”的運(yùn)行速度小于7.9k巾/s故B錯(cuò)誤；C風(fēng)云2號(hào)軌道半徑大于風(fēng)云1號(hào)軌道半徑，所以風(fēng)云1號(hào)的發(fā)射速度小于風(fēng)云2號(hào)的發(fā)射速度，故C錯(cuò)誤；D風(fēng)云2號(hào)的周期等于地球的公轉(zhuǎn)周期，相對(duì)地面靜止，風(fēng)云1號(hào)周期小于地球的公轉(zhuǎn)周期，相對(duì)地面運(yùn)動(dòng)，故D錯(cuò)誤；故選A。.【答案】C【解析】【分析】根據(jù)第二宇宙速度的定義分析該衛(wèi)星的發(fā)射速度；根癌=麻分析同步衛(wèi)星的速度與r第一宇宙速度關(guān)系；衛(wèi)星在Q點(diǎn)需加速才能實(shí)現(xiàn)變軌；根據(jù)萬有引力公式可以比較Q點(diǎn)的加速度。此題考查了人造衛(wèi)星的相關(guān)知識(shí)，解決本題的關(guān)鍵掌握衛(wèi)星如何變軌，知道三個(gè)宇宙速第10頁，共24頁度的含義，以及掌握萬有引力提供向心力這個(gè)關(guān)系。【解答】A.11.2km/s是第二宇宙速度，是衛(wèi)星脫離地球引力束縛的最小發(fā)射速度，故該衛(wèi)星的發(fā)射速度一定小于11.2km/s，故A錯(cuò)誤;B.根據(jù)萬有引力提供向心力有G詈=加?，得p=J)，因同步衛(wèi)星的軌道半徑大于地球半徑，所以衛(wèi)星在軌道n的運(yùn)行速度小于7.9km/s，故B錯(cuò)誤；C根據(jù)衛(wèi)星變軌的原理可知，衛(wèi)星在軌道I上的Q點(diǎn)需加速，使萬有引力等于所需要的向心力而做圓周運(yùn)動(dòng)，從而進(jìn)入軌道n，故C正確;D.根據(jù)萬有引力定律和牛頓第二定律知G如=ma，可知衛(wèi)星在軌道I上經(jīng)過Q點(diǎn)加速T2度等于在軌道n上經(jīng)過Q點(diǎn)的加速度，故D錯(cuò)誤。故選C。3.【答案】B【解析】【分析】根據(jù)萬有引力定律、牛頓第二定律、以及萬有引力等于重力，求解衛(wèi)星在軌面上運(yùn)行的加速度和線速度。根據(jù)變軌原理分析衛(wèi)星在軌道皿上運(yùn)行時(shí)經(jīng)過P點(diǎn)的速率與在軌道n上運(yùn)行時(shí)經(jīng)過p點(diǎn)的速率的大小。根據(jù)衛(wèi)星的速度公式得到動(dòng)能表達(dá)式，再分析動(dòng)能的大小。本題的解題關(guān)鍵在于根據(jù)衛(wèi)星運(yùn)動(dòng)時(shí)萬有引力提供向心力，以及在地球表面重力等于萬有引力分別列方程.會(huì)靈活選擇向心力的不同表達(dá)式?！窘獯稹?B.衛(wèi)星在軌道皿上運(yùn)行時(shí)，根據(jù)牛頓第二定律得：G^^=ma=m^2-；在地球表(RK)2 Rh面由:Mg=G,，得GM=gR2；所以衛(wèi)星的加速度為a=(/Mg,線速度為“二5，故A錯(cuò)誤，B正確；C.衛(wèi)星的速度公式為"=忸，衛(wèi)星在圓軌道上運(yùn)行的動(dòng)能為耳=1mv2=加,可知，r 化2 2r衛(wèi)星在軌道皿上的動(dòng)能小于在軌道I上的動(dòng)能，故C錯(cuò)誤。d.衛(wèi)星從軌道1進(jìn)入橢圓軌道n要點(diǎn)火加速，機(jī)械能增加，從橢圓軌道n進(jìn)入軌道皿要再次點(diǎn)火加速，機(jī)械能繼續(xù)增加，所以衛(wèi)星在軌道皿上的機(jī)械能大于在軌道I上的機(jī)械第11頁，共24頁能，故D錯(cuò)誤。故選B。.【答案】B【解析】【分析】本題考查開普勒第三定律以及同步衛(wèi)星的性質(zhì)，要注意明確題目中隱含的信息的判斷是本題解題的關(guān)鍵。明確同步衛(wèi)星的性質(zhì)，知道其轉(zhuǎn)動(dòng)周期等于地球的自轉(zhuǎn)周期，從而明確地球自轉(zhuǎn)周期減小時(shí)，地球同步衛(wèi)星的運(yùn)動(dòng)周期減小，當(dāng)運(yùn)動(dòng)軌跡半徑最小時(shí)，周期最小。由三顆同步衛(wèi)星需要使地球赤道上任意兩點(diǎn)之間保持無線電通訊可求得最小半徑，再結(jié)合開普勒第三定律可求周期。【解答】解：設(shè)地球半徑為凡畫出僅用三顆地球同步衛(wèi)星使地球赤道上任意兩點(diǎn)之間保持無線電通訊時(shí)同步衛(wèi)星的最小軌道半徑示意圖，如圖所示“J利毋迎圣同驟衛(wèi)星圖中幾何關(guān)系可得，同步衛(wèi)星的最小軌道半街=2R.設(shè)地球自轉(zhuǎn)周期的最小值為T，則由開普勒第三定律可得，33=皿2，解得T仁4出故ACD錯(cuò)誤，B正確。(2R)3 T2故選B。.【答案】A【解析】【分析】本題考查第一宇宙速度，知道第一宇宙速度是在地面發(fā)射人造衛(wèi)星所需的最小速度，也是圓行近地軌道的環(huán)繞速度，也是圓形軌道上速度的最大值。第一宇宙速度有三種說法：第12頁，共24頁①它是人造地球衛(wèi)星在近地圓軌道上的運(yùn)行速度。②它是人造地球衛(wèi)星在圓軌道上運(yùn)行的最大速度。③它是衛(wèi)星進(jìn)入近地圓形軌道的最小發(fā)射速度?！窘獯稹?B.人造衛(wèi)星在圓軌道上運(yùn)行時(shí)，運(yùn)行速度^=出，軌道半徑越小，速度越大，故第一宇宙速度是衛(wèi)星在圓軌道上運(yùn)行的最大速度，故A錯(cuò)誤，B正確；。.由上可知，當(dāng)距離取地球的半徑時(shí)，它是近地圓形軌道上人造地球衛(wèi)星的運(yùn)行速度，故C正確；D物體在地面附近繞地球做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的速度叫做第一宇宙速度，在地面附近發(fā)射飛行器，如果速度等于7.9km/s，飛行器恰好做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，如果速度小于7.9km/s，就出現(xiàn)萬有引力大于飛行器做圓周運(yùn)動(dòng)所需的向心力，做近心運(yùn)動(dòng)而落地，所以發(fā)射速度不能小于7.9km/s，故D正確。本題選擇錯(cuò)誤的，故選：A。6.【答案】D【解析】【分析】題中涉及四個(gè)物體：地球赤道上的山丘e、近地資源衛(wèi)星p、同步通信衛(wèi)星q，月球m；山丘e與同步通信衛(wèi)星q轉(zhuǎn)動(dòng)周期相同，近地資源衛(wèi)星p、同步通信衛(wèi)星q與月球m，都是萬有引力提供向心力，分兩種類型進(jìn)行比較分析即可。本題關(guān)鍵要將地球赤道上的山丘e、近地資源衛(wèi)星p、同步通信衛(wèi)星q、月球m分為兩組進(jìn)行分析比較，最后再綜合，一定不能將四個(gè)物體當(dāng)同一種模型分析，否則會(huì)使問題復(fù)雜化。【解答】設(shè)同步衛(wèi)星運(yùn)動(dòng)周期為70,則月球的運(yùn)動(dòng)周期約為30To，根據(jù)開普勒第三定律，與3="24-，解得月球的運(yùn)動(dòng)半徑與同步衛(wèi)星運(yùn)動(dòng)半徑的關(guān)系為R=3頷^ 又知同步衛(wèi)TOC\o"1-5"\h\z(30T0)2 m\q星軌道半徑約為地球半徑R的6.6倍，則R=3際^=6.63/900^0館 q4B.山丘e與同步通信衛(wèi)星q轉(zhuǎn)動(dòng)周期相等，根據(jù)圓周運(yùn)動(dòng)線速度公式”=皿，山丘eT的運(yùn)動(dòng)速率匕=9，月球m的運(yùn)動(dòng)速率之二%二皿乂嗚900,故%〈為；根據(jù)衛(wèi)1 T0 4 30To T0 30 1 4星的線速度公式"=W，由于近地資源衛(wèi)星的軌道半徑小于同步通信衛(wèi)星q的軌道半r第13頁，共24頁徑，故近地資源衛(wèi)星的線速度大于同步通信衛(wèi)星的線速度，同理同步通信衛(wèi)星的線速度大于月球m的線速度，即%<%<4;故％<!<%<與，故AB錯(cuò)誤；一,… 。 4/R CD根據(jù)。=32廠=鈕紅，山丘e運(yùn)動(dòng)加速度, 一一，月球m運(yùn)動(dòng)加速度T24Mc 47r沼 —&㈱附 4/上^jt^R'一;''； ；,，即。4<01，同理」」 '""，a3>%；根據(jù)衛(wèi)星的周期公式7=皿=2兀口，由于近地資源衛(wèi)星的軌道半徑小于同步通v7GM信衛(wèi)星q的軌道半徑,故近地資源衛(wèi)星的加速度大于同步通信衛(wèi)星的加速度，即4>%，故%>%>%>%，故C錯(cuò)誤，D正確。故選D。.【答案】D【解析】【分析】7.9km/s是衛(wèi)星最小的發(fā)射速度，是衛(wèi)星繞地球最大的運(yùn)行速度；同步衛(wèi)星只能在赤道上空一定高處，衛(wèi)星越高其發(fā)射速度越大。解決本題的關(guān)鍵是理解第一宇宙速度的物理意義，明確不同軌道對(duì)應(yīng)不同的發(fā)射速度?！窘獯稹緼、同步衛(wèi)星只能在赤道上空，故A錯(cuò)誤；B、所有衛(wèi)星的運(yùn)行速度都不大于第一宇宙速度，故B錯(cuò)誤；C、同步衛(wèi)星的發(fā)射速度都要大于第一宇宙速度，故C錯(cuò)誤；D、依據(jù)能量守恒定律可知，將衛(wèi)星發(fā)射到越高的軌道需要克服引力所作的功越大，所以發(fā)射到近地圓軌道，所需能量較小，故D正確；故選D。.【答案】B【解析】【分析】明確萬有引力提供向心力是解決該類問題的關(guān)鍵，理解第一宇宙速度的意義。衛(wèi)星的發(fā)射速度要大于第一宇宙速度，發(fā)射速度越大，運(yùn)行半徑越大，運(yùn)行速度越小，同步衛(wèi)星運(yùn)行的線速度一定小于第一宇宙速度?！窘獯稹康?4頁，共24頁解：根據(jù)衛(wèi)星運(yùn)動(dòng)的向心力由萬有引力提供有：G^^=m^2=mro2=ma,r2 rA、同步衛(wèi)星只能在赤道上空，故A錯(cuò)誤；B、萬有引力提供向心力可得“二?可知軌道半徑小的速度大，則此衛(wèi)星運(yùn)行的線速r度比放在地球赤道上的物體的線速度大，故B正確；。、“=同知r越小v越大，7.9k巾/s是衛(wèi)星運(yùn)行的最大速度，故C錯(cuò)誤；\TD、若發(fā)射速度大于11.2K優(yōu)/s，則要脫離地球，故D錯(cuò)誤。故選B。.【答案】D【解析】【分析】衛(wèi)星在軌道上運(yùn)行，處于完全失重狀態(tài)，但不是不受重力作用。7.9k巾/s是第一宇宙速度是最大運(yùn)行速度，根據(jù)G"=小成得出"=I嗎故5G衛(wèi)星在軌道上運(yùn)行的速度大r2 t 7r小與衛(wèi)星的質(zhì)量無關(guān)。本題是衛(wèi)星的運(yùn)行中的常規(guī)題，不難?！窘獯稹緼.5G衛(wèi)星仍受到地球引力的作用，只是重力完全提供向心力，處于完全失重狀態(tài)，故A錯(cuò)誤；B.7.9k優(yōu)/s是最大運(yùn)行速度，其它衛(wèi)星的運(yùn)行速度一定小于7.9k優(yōu)/s，故B錯(cuò)誤；C.5G衛(wèi)星軌道半徑比地球同步衛(wèi)星低，故C錯(cuò)誤；D.根據(jù)G^=小詔得出“=辰，故5G衛(wèi)星在軌道上運(yùn)行的速度大小與衛(wèi)星的質(zhì)量無r2 r 7r關(guān)，故D正確。故選D。.【答案】c【解析】【分析】本題考查了衛(wèi)星運(yùn)動(dòng)問題和宇宙速度，知道第一宇宙速度和第二宇宙速度的定義即可判斷。根據(jù)第一宇宙速度和第二宇宙速度的定義分析；根據(jù)萬有引力提供向心力計(jì)算；根據(jù)機(jī)第15頁，共24頁械能守恒條件判斷?！窘獯稹緼.水手四號(hào)”由于脫離了地球的束縛，因此其發(fā)射速度應(yīng)大于第二宇宙速度，A錯(cuò)誤；A“水手四號(hào)”環(huán)繞火星做圓周運(yùn)動(dòng)，萬有引力提供向心力，由牛頓第二定律得:G皿=r2小吟解得：”=回，"水手四號(hào)”軌道半徑r大于火星的半徑凡因此它的運(yùn)行速r 7r度一定小于火星的第一宇宙速度，B錯(cuò)誤；。.如果測出“水手四號(hào)”的運(yùn)行周期T，由牛頓第二定律得:G。^=小(㈣2(R①，(Rh)2 T解得：M=4"2(Eh)3，C正確；GT2D.“水手四號(hào)”在由地面發(fā)射到運(yùn)行軌道的過程中，除萬有引力以外的力做正功，機(jī)械能增加，因此D錯(cuò)誤。故選C。.【答案】CD【解析】【分析】第一宇宙速度又稱為環(huán)繞速度，是指在地球上發(fā)射的物體繞地球飛行做圓周運(yùn)動(dòng)所需的最小發(fā)射速度，第二宇宙速度，是物體掙脫地球引力束縛的最小發(fā)射速度，第三宇宙速度，是物體掙脫太陽引力束縛的最小發(fā)射速度。理解三種宇宙速度，特別注意第一宇宙速度有三種說法：它是人造地球衛(wèi)星在近地圓軌道上的運(yùn)行速度，它是人造地球衛(wèi)星在圓軌道上運(yùn)行的最大速度，它是衛(wèi)星進(jìn)入近地圓形軌道的最小發(fā)射速度?！窘獯稹?D根據(jù)"二麻可知，衛(wèi)星的軌道半徑r越大，即距離地面越遠(yuǎn)，衛(wèi)星的環(huán)繞速度越小，r4=7.9k優(yōu)/s是人造地球衛(wèi)星繞地球做圓周運(yùn)動(dòng)的最大運(yùn)行速度，衛(wèi)星在其他圓軌道上運(yùn)行時(shí)的速度都小于第一宇宙速度，故A錯(cuò)誤，D正確；B.美國發(fā)射的“鳳凰”號(hào)火星探測衛(wèi)星，仍在太陽的引力范圍內(nèi)，所以其發(fā)射速度小于第三宇宙速度，故B錯(cuò)誤；C.第二宇宙速度是物體掙脫地球束縛而成為一顆繞太陽運(yùn)行的小行星的最小發(fā)射速度(第16頁，共24頁在地面上發(fā)射），故c正確。故選CD。12.【答案】BC【解析】【分析】根據(jù)萬有引力提供向心力得出線速度與軌道半徑的關(guān)系，從而比較出圓軌道上線速度的大小。根據(jù)變軌的原理，以及圓周運(yùn)動(dòng)線速度與軌道半徑的關(guān)系比較衛(wèi)星在軌道1和軌道2上Q點(diǎn)的速度大小。根據(jù)牛頓第二定律比較加速度的大小，結(jié)合開普勒第三定律比較衛(wèi)星的周期。本題關(guān)鍵抓住萬有引力提供向心力，先列式求解出線速度的表達(dá)式，再進(jìn)行討論.知道衛(wèi)星變軌的原理，衛(wèi)星通過加速或減速來改變所需向心力從而實(shí)現(xiàn)軌道的變換。【解答】A.根據(jù)G^=小運(yùn)得，“二回，第一宇宙速度是最大的環(huán)繞速度，故A錯(cuò)誤；r2 V 7rB.衛(wèi)星從軌道2上的P點(diǎn)進(jìn)入圓軌道3,需加速，故B正確；C.根據(jù)牛頓第二定律得，衛(wèi)星在軌道1上和軌道2上經(jīng)過Q點(diǎn)的萬有引力相等，則加速度相等，故C正確；D.根據(jù)開普勒第三定律如=上知，軌道2半長軸小于軌道3的半徑，則衛(wèi)星在軌道2上T2運(yùn)行的周期小于在軌道3上運(yùn)行的周期，故D錯(cuò)誤。故選BCo13.【答案】BD【解析】【分析】第一宇宙速度是近地衛(wèi)星繞行速度，第二宇宙速度是發(fā)射脫離地球束縛衛(wèi)星的最小發(fā)射速度，衛(wèi)星無動(dòng)力飛行時(shí)只受萬有引力作用。解決本題的關(guān)鍵在于萬有引力提供圓周運(yùn)動(dòng)向心力，掌握衛(wèi)星是通過做離心運(yùn)動(dòng)或近心運(yùn)動(dòng)實(shí)現(xiàn)軌道高度的變化。第17頁，共24頁【解答】A.嫦娥二號(hào)仍繞地球運(yùn)動(dòng)，沒有脫離地球的束縛，故其發(fā)射速度小于第二宇宙速度11.2km/s,故A錯(cuò)誤；A第一宇宙速度是發(fā)射衛(wèi)星的最小速度，故發(fā)射嫦娥二號(hào)的發(fā)射速度大于第一宇宙速度7.9km/s，小于第二宇宙速度11.2km/s，故B正確；C在橢圓軌道上經(jīng)過P點(diǎn)時(shí)，衛(wèi)星做離心運(yùn)動(dòng)，故在橢圓軌道上的P點(diǎn)衛(wèi)星的速度大于在圓軌道上P點(diǎn)時(shí)的速度，故C錯(cuò)誤；D嫦娥二號(hào)在P點(diǎn)的加速度都由萬有引力產(chǎn)生，故在同一點(diǎn)，不管衛(wèi)星在哪個(gè)軌道其加速度都相同，故D正確。故選BD。14.【答案】BC【解析】【分析】解決本題的關(guān)鍵知道同步衛(wèi)星周期一定，與地球自轉(zhuǎn)的周期相同.同步衛(wèi)星線速度一定，角速度一定，高度一定，與地面保持相對(duì)靜止。【解析】A.同步衛(wèi)星是由萬有引力充當(dāng)向心力，即6誓=加?，可以，同步衛(wèi)星的軌道半徑大于地球半徑，知道衛(wèi)星運(yùn)動(dòng)速度小于第一宇宙速度，故A錯(cuò)誤；B.所有同步衛(wèi)星都在赤道的正上方，且高度一定，相對(duì)地面靜止，故B正確；C.根據(jù)G血=632/，可知，繞地球運(yùn)行的角速度與地球自轉(zhuǎn)的角速度相同，比月球繞T2地球運(yùn)行的角速度大，故C正確；D.根據(jù)a=/32,知同步衛(wèi)星的向心加速度大于赤道上物體的向心加速度，故d錯(cuò)誤。故選BC。15.【答案】(1)等于；(2)等于；等于【解析】【分析】本題關(guān)鍵是要掌握萬有引力提供向心力這個(gè)重要的關(guān)系，要能根據(jù)題意選擇恰當(dāng)?shù)南蛐牧Φ谋磉_(dá)式。第18頁，共24頁

TOC\o"1-5"\h\z根據(jù)萬有引力提供向心力6血=小詔=巾。=巾皿”解出線速度、向心加速度和周r2 T T2期與軌道半徑的關(guān)系【解答】解：根據(jù)萬有引力提供向心力有：G9=小遂=小。T2 t得：“二旗。=血，7r r2(1)根據(jù)。=血可知，軌道半徑相等，加速度相等；T2(2)根據(jù)"=R可知，軌道半徑相等，速度相等；同軌道上的衛(wèi)星的高度是相等。故答案為：(1)等于；(2)等于；等于。16.【答案】16.【答案】1mR7Mr【解析】【分析】第一宇宙速度是的近地衛(wèi)星的環(huán)繞速度，據(jù)萬有引力提供圓周運(yùn)動(dòng)向心力求得第一宇宙速度的表達(dá)式，再根據(jù)地球和月球質(zhì)量與半徑關(guān)系求出月球的第一宇宙速度是地球衛(wèi)星環(huán)繞速度的倍數(shù)。根據(jù)萬有引力提供圓周運(yùn)動(dòng)向心力先求得第一宇宙速度的表達(dá)式，再根據(jù)星球質(zhì)量和半徑的關(guān)系求解，掌握相關(guān)定理公式是正確解題的關(guān)鍵?！窘獯稹繉?duì)于近地衛(wèi)星，由皿逗=儂逆R2R得衛(wèi)星繞地運(yùn)行的第一宇宙速度為："二J片同理衛(wèi)星繞月運(yùn)行的第一宇宙速度為％=產(chǎn)第19頁，共24頁.【答案】小于；2.6【解析】解：根據(jù)萬有引力提供向心力得：GM^f=m^^2=ma,解得：“=I叫a=GM-,7r r2因?yàn)楸倍芬惶?hào)衛(wèi)星的半徑大于GPS衛(wèi)星的半徑，所以北斗一號(hào)衛(wèi)星線速度的大小小于GPS衛(wèi)星線速度的大小，aG=r^=(3.6x1076.4x106)2=26a空 (2x1076.4x106)2北G 、 ，故答案為：小于，2.6根據(jù)萬有引力提供向心力得：G2^=小返=小a求出線速度和加速度的表達(dá)式即可求解.解決本題的關(guān)鍵掌握萬有引力提供向心力公式：G歲=小環(huán)=小。，特別注意衛(wèi)星的軌道半徑等于衛(wèi)星離地面的高度加上地球的半徑，難度不大，屬于基礎(chǔ)題..【答案】7.911.216.7小于【解析】分析:第一宇宙速度是人造地球衛(wèi)星環(huán)繞地球做勻速圓周運(yùn)動(dòng)時(shí)的最大速度.地球同步衛(wèi)星的發(fā)射速度大于第一宇宙速度.人造地球衛(wèi)星運(yùn)行時(shí)速度大于第二宇宙速度時(shí)，就脫離地球束縛.第三宇宙速度是物體逃離太陽的最小速度.本題考查對(duì)宇宙速度的理解能力.對(duì)于第一宇宙速度不僅要理解，還要會(huì)計(jì)算.第一宇宙速度就近地衛(wèi)星環(huán)繞地球做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的速度，要強(qiáng)調(diào)衛(wèi)星做勻速圓周運(yùn)動(dòng).解：第一宇宙速度大小是7.9k巾/S,第二宇宙速度大小是11.2k巾/s,第三宇宙速度是物體逃離太陽的最小速度，大小是16.7k巾/s,第一宇宙速度是人造地球衛(wèi)星的最小發(fā)射速度，是最大的環(huán)繞速度，人造地球衛(wèi)星不在地面附近繞地球轉(zhuǎn)動(dòng)的線速度一定小于第一宇宙速度.故答案為：7.9；11.2；16.7；小于..【答案】I,2：114k巾/sH、(1)1.30.85(2)2.6(3)1.81.8(4)重錘在下落過程中機(jī)械能守恒第20頁，共24頁【解析】I、【分析】不考慮天體的自轉(zhuǎn)，對(duì)任何天體表面都可以認(rèn)為萬有引力等于重力，列出等式表示出天體半徑；根據(jù)已知量的關(guān)系求出該行星的半徑和地球的半徑之比。本題考查(1)萬有引力求一個(gè)物理量之比，我們應(yīng)該把這個(gè)物理量先用已知的物理量表示出來，再進(jìn)行之比?！窘獯稹坎豢紤]天體的自轉(zhuǎn)，對(duì)任何天體表面都可以認(rèn)為萬有引力等于重力，列出等式：GMm行星的質(zhì)量約是地球的6.4倍，其表面重力加速度是地球表面重力加速度的1.6倍。則這顆行星的半徑和地球半徑之比是2：1。根據(jù)第一宇宙速度”=凝，這顆行星的半徑和地球半徑之比是2：1，其表面重力加速度是地球表面重力加速度的1.6倍，所以該行星上的第一宇宙速度是地球的第一宇宙速度的行倍，故該行星上的第一宇宙速度是14km/s。故填：2：1，14km/s；【分析】(1)由OB間距離和時(shí)間T=0.02S，求出OB段平均速度，即為A點(diǎn)的瞬時(shí)速度，動(dòng)能由紇4=-2-mr24求解；(2)由￡G間距離和時(shí)間，求出EG段平均速度，即為F點(diǎn)的瞬時(shí)速度，動(dòng)能由"尸=126y2尸求解；(3)從A點(diǎn)開始到打下F點(diǎn)的過程中，重錘重力勢能的減少量△%=mg-ZF，動(dòng)能的增加量為△4=%f-后必。(4)根據(jù)計(jì)算結(jié)果分析得出結(jié)論。第21頁，共24頁

對(duì)于紙帶求瞬時(shí)速度常用平均速度代替.驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)最后要得出結(jié)論，要強(qiáng)調(diào)在實(shí)驗(yàn)誤差允許的范圍內(nèi)，某規(guī)律成立?！窘馕觥?1)4點(diǎn)的瞬時(shí)速度等于OB段的平均速度，則打A點(diǎn)時(shí)重錘下落的速度為%=-=*2T°i0519=1.3m/s,2X0.02重錘的動(dòng)能紇a=2mv24=0.85/；(2)9點(diǎn)的瞬時(shí)速度等于EG段的平均速度，則打尸點(diǎn)時(shí)，重錘下落的速度為%=-=「2To24970i1584=2.28m/s,2X0.02重錘的動(dòng)能紇尸=；6^2f=2.6/；(3)從打點(diǎn)計(jì)時(shí)器打下A點(diǎn)開始到打下方點(diǎn)的過程中，重錘重力勢能的減少量4Ep^mg-為9=1.8/，動(dòng)能的增加量為4Ek=EkfEka=1.8/o(4)重錘動(dòng)能的增加量略小于重力勢能的減少量，是由于阻力存在的緣故，若剔除誤差，認(rèn)為在實(shí)驗(yàn)誤差允許的范圍內(nèi)，△々=△4^，即機(jī)械能守恒。故答案為(1)1.3；0.85(2)2.6；(3)1.8；1.8(4)