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《2020版新教材高中物理第七章万有引力与宇宙航行4宇宙航行练习含解析新人教版必修第二册.docx》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在教育资源-天天文库。
1、4 宇宙航行1.假设地球的质量不变,而地球的半径增大到原来半径的2倍,那么地球的第一宇宙速度的大小应为原来的( )A.2B.22C.12D.2解析因第一宇宙速度即为地球的近地卫星的线速度,此时卫星的轨道半径近似的认为等于地球的半径,且地球对卫星的万有引力提供向心力。由Gm地mR2=mv2R得v=Gm地R,因此,当m地不变,R增大为2R时,v减小为原来的22,选项B正确。答案B2.由于通信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.速率可以不同解析地球同步卫星轨道必须在赤道平面内,离地面高
2、度相同的同一轨道上,角速度、线速度、周期一定,与卫星的质量无关。选项A正确,B、C、D错误。答案A3.(多选)关于人造地球卫星,下列说法正确的是( )A.运行的轨道半径越大,线速度也越大B.其发射速度可以达到16.7km/sC.卫星绕地球做匀速圆周运动的速度不能大于7.9km/sD.卫星在降落过程中向下减速时处于超重状态解析由v=Gm地r知,卫星的轨道半径越大,线速度越小,选项A错误;人造地球卫星的发射速度在7.9km/s到11.2km/s之间,选项B错误;卫星绕地球做匀速圆周运动的速度小于或等于7.9km/s,选项C正确;卫星向下减速时的加速度方向向上,处于超重状态
3、,选项D正确。答案CD4.若取地球的第一宇宙速度为8km/s,某行星的质量是地球质量的6倍,半径是地球半径的1.5倍,此行星的第一宇宙速度约为( )A.16km/sB.32km/sC.4km/sD.2km/s解析第一宇宙速度是行星表面卫星的环绕速度,对于卫星,其轨道半径近似等于星球半径,所受万有引力提供其做匀速圆周运动的向心力,根据万有引力定律和牛顿第二定律得Gm地mR2=mv2R,解得v=Gm地R。因为该行星的质量m星是地球质量m地的6倍,半径R'是地球半径R的1.5倍,则v'v=Gm星R'Gm地R=m星Rm地R'=2,故v'=2v=2×8km/s=16km/s,A
4、正确。6答案A5.(多选)地球半径为R0,地面重力加速度为g,若卫星在距地面R0处做匀速圆周运动,则( )A.卫星的线速度为2R0g2B.卫星的角速度为g8R0C.卫星的加速度为g2D.卫星周期为2π2R0g解析由Gm地m(2R0)2=man=mv22R0=mω2(2R0)=m4π2T2(2R0)及GM=gR02,可得卫星的向心加速度an=g4,角速度ω=g8R0,线速度v=2R0g2,周期T=2π8R0g,所以A、B正确,C、D错误。答案AB6.星球上的物体脱离星球引力所需的最小速度称为该星球的第二宇宙速度,星球的第二宇宙速度v2与其第一宇宙速度v1的关系是v2=2
5、v1。已知某星球的半径为r,表面的重力加速度为地球表面重力加速度g的16,不计其他星球的影响,则该星球的第二宇宙速度为( )A.grB.16grC.13grD.13gr解析16mg=mv12r得v1=16gr。再根据v2=2v1得v2=13gr,故C选项正确。答案C7.已知地球半径为R,地球表面的重力加速度为g,某人造地球卫星在距地球表面高度等于地球半径3倍处做匀速圆周运动,求:(1)卫星的线速度。(2)卫星绕地球做匀速圆周运动的周期。解析设卫星绕地球做匀速圆周运动的周期为T,根据万有引力定律和牛顿第二定律得Gm地m(4R)2=mv24RGm地m(4R)2=m2πT2
6、·4R质量为m'的物体在地球表面所受的重力等于万有引力大小,即Gm地m'R2=m'g联立以上三式解得v=12gR,T=16πRg。答案(1)12gR (2)16πRg能力提升61.2018年1月2日10时24分迎来了2018年的“最大满月”,俗称“超级月亮”。2018年7月28日的4时20分出现一个“最小满月”。月亮一年内要绕地球转12圈多,每个月都会经过近地点,最近的时候可能达到3.5×105km,一般情况下在3.6×105km~3.7×105km之间,当月亮距离我们近时,看到的月亮大一些,当月亮距离我们远时,看到的月亮小一些。也就是说1月2日我们所看到的月亮是离地球
7、最近的时刻,此时的月亮比平时我们看到的直径大14%,视面积大30%左右,所以称为超级月亮。下列关于这一现象说法正确的是( )A.“最大满月”比“最小满月”运行的线速度小B.“最大满月”比“最小满月”在相等的时间内与地球的连线扫过的面积大C.“最大满月”绕地球运行的加速度小于同步卫星的加速度D.要发射一颗卫星和月球在同一个轨道绕地球运行,发射速度应大于11.2km/s解析由Gm地mr2=mv2r解得:v=Gm地r,由于“最大满月”时与“最小满月”时相比,月亮离地球更近,所以“最大满月”比“最小满月”运行的线速度大,故A错误;由开普勒第二定
