高三物理人造衛(wèi)星專題練習題
高三物理人造衛(wèi)星專題練習題
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高三物理人造衛(wèi)星專題練習題(含答案)
一、選擇題
1.下列關于地球同步衛(wèi)星的說法中正確的是( )
A.為避免通訊衛(wèi)星在軌道上相撞，應使它們運行在不同的軌道上
B.通訊衛(wèi)星定點在地球赤道上空某處，所有通訊衛(wèi)星的周期都是24 h
C.不同國家發(fā)射通訊衛(wèi)星的地點不同，這些衛(wèi)星的軌道不一定在同一平面上
D.不同通訊衛(wèi)星運行的線速度大小是相同的，加速度的大小也是相同的
2.探測器繞月球做勻速圓周運動，變軌后在周期較小的軌道上仍做勻速圓周運動，則變軌后與變軌前相比( )
A.軌道半徑變小
B.向心加速度變小
C.線速度變小
D.角速度變小
3.關于人造地球衛(wèi)星及其中物體的超重、失重問題，下面說法中正確的是( )
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.進入軌道時做勻速圓周運動，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
4.假設地球的質(zhì)量不變，而地球的半徑增大到原來的2倍.那么從地球發(fā)射人造衛(wèi)星的第一宇宙速度的大小應為原來的( )
A.倍 B.倍
C.倍 D.2倍
5.1970年4月24日，我國自行設計、制造的第一顆人造衛(wèi)星“東方紅一號”發(fā)射成功，開創(chuàng)了我國航天事業(yè)的新紀元.“東方紅一號”的運行軌道為橢圓軌道，其近地點M和遠地點N的高度分別為439 km和2 384 km，則( )
圖1
A.衛(wèi)星在M點的勢能大于N點的勢能
B.衛(wèi)星在M點的角速度大于N點的角速度
C.衛(wèi)星在M點的加速度大于N點的加速度
D.衛(wèi)星在N點的速度大于7.9 km/s
6.2009年5月，航天飛機在完成對哈勃空間望遠鏡的維修任務后，在A點從圓形軌道Ⅰ進入橢圓軌道Ⅱ，B為軌道Ⅱ上的一點，如圖2所示.關于航天飛機的運動，下列說法中正確的有( )
圖2
A.在軌道Ⅱ上經(jīng)過A的速度小于經(jīng)過B的速度
B.在軌道Ⅱ上經(jīng)過A的動能小于在軌道Ⅰ上經(jīng)過A的動能
C.在軌道Ⅱ上運動的周期小于在軌道Ⅰ上運動的周期
D.在軌道Ⅱ上經(jīng)過A的加速度小于在軌道Ⅰ上經(jīng)過A的加速度
7.已知地球同步衛(wèi)星離地面的高度約為地球半徑的6倍.若某行星的平均密度為地球平均密度的一半，它的同步衛(wèi)星距其表面的高度是其半徑的2.5倍，則該行星的自轉(zhuǎn)周期約為( )
A.6小時 B.12小時
C.24小時 D.36小時
二、非選擇題
8.金星的半徑是地球半徑的0.95倍，質(zhì)量為地球質(zhì)量的0.82倍.g取10 m/s2，問：
(1)金星表面的自由落體加速度是多大?
(2)金星的第一宇宙速度是多大?
高三物理人造衛(wèi)星專題練習題答案：
1.BD 2.A [由G=m知T=2π，變軌后T減小，則r減小，故選項A正確;由G=ma，知r減小，a變大，故選項B錯誤;由G=m知v=，r減小，v變大，故選項C錯誤;由ω=知T減小，ω變大，故選項D錯誤.]
3.ABC [超重、失重是一種表象，是從重力和彈力的大小關系而定義的.當向上加速時超重，向下減速(a方向向上)也超重，故A、B正確.衛(wèi)星做勻速圓周運動時，萬有引力完全提供向心力，衛(wèi)星及衛(wèi)星內(nèi)的物體皆處于完全失重狀態(tài)，故C正確.失重的原因是重力(或萬有引力)使物體產(chǎn)生了加速度，D錯.]
4.B [因第一宇宙速度即為地球的近地衛(wèi)星的線速度，此時衛(wèi)星的軌道半徑近似的認為是地球的半徑，且地球?qū)πl(wèi)星的萬有引力充當向心力.
故有公式=成立，所以解得v= .
因此，當M不變，R增加為2R時，v減小為原來的倍，即正確的選項為B.]
5.BC [衛(wèi)星由M點向N點運動的過程中，萬有引力做負功，勢能增加即M點的勢能小于N點的勢能，故選項A錯誤;由開普勒定律可知地球球心和衛(wèi)星連線在相等時間內(nèi)掃過的面積相等，近地點的角速度要大于遠地點的角速度，B正確;由G=ma知a=，所以aM>aN，故選項C正確;7.9 km/s是衛(wèi)星圍繞地球表面轉(zhuǎn)動的第一宇宙速度，是衛(wèi)星繞地球轉(zhuǎn)動的最大速度，vN<7.9 km/s，故選項D錯誤.]
6.ABC [航天飛機在橢圓軌道上運動，距地球越近，速度越大，A項正確.航天飛機在軌道Ⅰ經(jīng)A點時減速才能過渡到軌道Ⅱ，所以對于A點在軌道Ⅰ上的速度、動能都大于在軌道Ⅱ上的速度、動能，即B正確.由開普勒第三定律知，航天飛機在軌道Ⅱ上的角速度大于在軌道Ⅰ的，故航天飛機在軌道Ⅱ上的周期小，即C正確.由萬有引力=ma知，加速度僅與間距有關，D不正確.]
7.B [設地球半徑為R，密度為ρ1，自轉(zhuǎn)周期為T1，設行星半徑為r，密度為ρ2，自轉(zhuǎn)周期為T2，根據(jù)萬有引力定律得
G·=m①
G·=②
ρ1=2ρ2，T1=24小時③
由①②③得T2=12小時，故選項B正確.]
8.(1)9.09 m/s2 (2)7.34 km/s
解析 (1)星球表面的物體所受重力近似等于萬有引力，即mg=，g=
因此=·=0.82×()2，得g金=9.09 m/s2.
(2)繞行星做勻速圓周運動的物體，萬有引力提供向心力，=m，v= ，當r為星球半徑時，v為第一宇宙速度.
因此= · = ，則v金=7.34 km/s.
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