遼寧省大連市高中物理 第六章 萬有引力與航天 6.5 宇宙航行同步測試 新人教版必修2.doc

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6.5宇宙航行 1.一宇航員在一星球上以速度v0豎直上拋一物體，經(jīng)t秒落回手中，已知該星球半徑為R，則該星球的第一宇宙速度是（ ） A. B. C. D. 【答案】B 【解析】 【詳解】根據(jù)運動學(xué)公式得：g=2v0/t， 根據(jù)mg=，得第一宇宙速度為：v=.故B正確，ACD錯誤。 故選：B. 【點睛】由豎直上拋運動求得該星球表面的重力加速度，根據(jù)第一宇宙速度的表達式可得正確答案。 2.關(guān)于地球同步衛(wèi)星，它們一定具有相同的（ ） A. 質(zhì)量 B. 高度 C. 向心力 D. 周期 【答案】BD 【解析】 同步衛(wèi)星的周期必須與地球自轉(zhuǎn)周期相同，萬有引力提供向心力為：，可得：，；可知高度和周期一定相同，故BD正確；由于等式兩邊的質(zhì)量相約，所以質(zhì)量不一定相等，故A錯誤；向心力為：，因質(zhì)量不一定相等，所以向心力不一定相等，故C錯誤。所以BD正確，AC錯誤。 3.人造地球衛(wèi)星繞地球作勻速圓周運動，其軌道半徑為R，線速度為v，周期為T，要使衛(wèi)星周期變成2T，可能的辦法是（ ） A. R不變，使線速度變?yōu)関/2 B. v不變，使軌道半徑變?yōu)?R C. 軌道半徑變?yōu)? D. 速度、軌道半徑都加倍 【答案】C 【解析】 【詳解】A. 若半徑R不變，使衛(wèi)星的線速度減小，衛(wèi)星將做近心運動，周期減小。故A錯誤； B、若v不變，衛(wèi)星只能在原軌道上運動，半徑不變，周期也不變。故B錯誤； C、設(shè)地球的質(zhì)量為M，衛(wèi)星的質(zhì)量為m，由牛頓第二定律得：，得到，根據(jù)數(shù)學(xué)知識可知，使軌道半徑R變?yōu)闀r，衛(wèi)星的周期變2T.故C正確； D、根據(jù)前面的分析，速度、軌道半徑都加倍，無法實現(xiàn)，故D錯誤。 故選：C. 【點睛】人造地球衛(wèi)星繞地球做勻速圓周運動，由地球的萬有引力提供向心力，牛頓第二定律推導(dǎo)周期T與半徑的關(guān)系，選擇可能的辦法．若半徑R不變，使衛(wèi)星的線速度減小，衛(wèi)星將做近心運動，周期減?。魐不變，衛(wèi)星只能在原軌道上運動，周期不變． 4.從1999年11月20日至2002年12月30日，在三年多一點的時間內(nèi)，我國已成功發(fā)射了四艘“神舟”號宇宙飛船，標(biāo)志著我國載人航天事業(yè)取得了新進展．若飛船在繞地球的軌道上作勻速圓周運動，則運行速度v的大小（ ） A. v＜7.9km/s B. v＝7.9km/s C. 7.9km/s＜v＜11.2km/s D. v＝11.2km/s 【答案】A 【解析】 第一宇宙速度是物體在地球附近做勻速圓周運動必須具有的速度。而飛船在繞地球的軌道上作勻速圓周運動，軌道半徑大于地球半徑，根據(jù)衛(wèi)星的速度公式可知，衛(wèi)星的速度小于第一宇宙速度，即衛(wèi)星運行速度，A正確． 5.我們的銀河系的恒星中大約有四分之一是雙星．某雙星由質(zhì)量不等的星體S1和S2構(gòu)成，兩星在相互之間的萬有引力作用下繞兩者連線上某一定點Ｃ做勻速圓周運動．由天文觀察測得其運動周期為Ｔ．S1到Ｃ點的距離為r1,S1和S2的距離為r，已知引力常量為Ｇ．由此可求出s2的質(zhì)量為( ) A. B. C. D. 【答案】D 【解析】 【詳解】因為雙星具有相同的周期和角速度，根據(jù)萬有引力提供向心力有：可得m2=，故ABC錯誤，D正確。 故選：D 6.關(guān)于人造地球衛(wèi)星及其中物體的超重、失重問題，下列說法正確的是（ ） A. 在發(fā)射過程中向上加速時產(chǎn)生超重現(xiàn)象 B. 在降落過程中向下減速時產(chǎn)生超重現(xiàn)象 C. 進入軌道時作勻速圓周運動，產(chǎn)生失重現(xiàn)象 D. 失重是由于地球?qū)πl(wèi)星內(nèi)物體的作用力減小而引起的 【答案】ABC 【解析】 在發(fā)射過程中向上加速時，因加速度向上，故產(chǎn)生超重現(xiàn)象，選項A正確； 在降落過程中向下減速時，加速度向上，故產(chǎn)生超重現(xiàn)象，選項B正確；進入軌道做勻速圓周運動時，產(chǎn)生失重現(xiàn)象，選項C正確； 失重是由于地球?qū)πl(wèi)星的吸引了等于向心力而引起的，選項D錯誤；故選ABC. 7.兩個質(zhì)量相等的人造地球衛(wèi)星a、b繞地球運行的軌道半徑ra=2rb，下列說法中正確的是：( ) A. 由公式F=可知，衛(wèi)星a的向心力是b的1/2， B. 由公式F=G可知，衛(wèi)星a的向心力是b的1/4， C. 由公式F=m可知，衛(wèi)星a的向心力是b的2倍， D. 以上說法都不對。 【答案】B 【解析】 【詳解】由公式可知，a的半徑是b的兩倍，所以a的向心力是b的1/4.故ACD錯誤，B正確； 故選：B 8.同步衛(wèi)星是指相對于地面不動的人造地球衛(wèi)星（ ） A. 它可以在地面上任何一點的正上方,且離地心的距離可按需要選擇不同值 B. 它可以在地面上任何一點的正上方,但離地心的距離是一定的 C. 它只能在赤道的正上方,但離地心的距離可按需要選擇不同值 D. 它只能在赤道的正上方,離地心的距離也是一定的 【答案】D 【解析】 它若不在赤道平面而在某一緯度平面達到了同步，那么它的運動軌道所在平面與受到地球的引力就不在同一平面上，這是不可能的，所以同步衛(wèi)星只能在赤道的正上方。 因為同步衛(wèi)星要和地球自轉(zhuǎn)同步，即T相同，根據(jù) ，因為T是一定值，所以r也是一定值，所以同步衛(wèi)星離地心的距離是一定的。故D正確； 綜上所述本題答案是：D 9.“神舟六號”載人飛船升空后，在離地面高h的軌道上做勻速圓周運動，已知地球半徑為R，地球表面處的重力加速度為g，宇航員站在飛船艙底靜止不動時，求： （1）宇航員對艙底的壓力，簡要說明理由； （2）宇航員運動的加速度大小。 【答案】（1）0（2） 【解析】 【詳解】（1）宇航員對艙底的壓力為零，因為地球?qū)τ詈絾T的萬有引力恰好提供了宇航員隨飛船繞地球作勻速圓周運動所需的向心力，宇航員處于完全失重狀態(tài)。 （2）在地球表面，有 對宇宙飛船在軌道上有 聯(lián)立解得 【點睛】（1）宇航員受引力提供向心力，處于完全失重狀態(tài)；（2）根據(jù)萬有引力提供向心力列式，再根據(jù)地球表面重力等于萬有引力列式，最后聯(lián)立求解即可； 10.某中子星的質(zhì)量大約為，它的半徑才不過，求：， （1）此中子星表面處的自由落體加速度？ （2）貼近中子星表面，沿圓軌道運動的小衛(wèi)星的環(huán)繞速度？ （, 【答案】（1）（2） 【解析】 【詳解】(1)根據(jù)得中子星表面處的自由落體運動的加速度為： g==1.31012m/s2 (2)根據(jù)， 解得：v==1.1108m/s. 答：(1)中子星表面處的自由落體加速度為1.31012m/s2； (2)貼近中子星表面,沿圓軌道運動的小衛(wèi)星的環(huán)繞速度為1.11012m/s. 【點睛】根據(jù)萬有引力等于重力求出中子星表面處的重力加速度；根據(jù)萬有引力提供向心力求出沿中子星表面做圓周運動的小衛(wèi)星的環(huán)繞速度．