《2014年高考物理一輪復(fù)習 章節(jié)訓練 人造衛(wèi)星　宇宙速度》由會員分享，可在線閱讀，更多相關(guān)《2014年高考物理一輪復(fù)習 章節(jié)訓練 人造衛(wèi)星　宇宙速度（7頁珍藏版）》請在裝配圖網(wǎng)上搜索。

1、2014年高考一輪復(fù)習章節(jié)訓練之人造衛(wèi)星　宇宙速度 時間：45分鐘　　滿分：100分 一、選擇題(8×8′＝64′) 1．火星有兩顆衛(wèi)星，分別為火衛(wèi)一和火衛(wèi)二，它們的軌道近似為圓．已知火衛(wèi)一的周期為7小時39分，火衛(wèi)二的周期為30小時18分，則兩顆衛(wèi)星相比(　　) A．火衛(wèi)一距火星表面較近 B．火衛(wèi)二的角速度較大 C．火衛(wèi)一的運動速度較大 D．火衛(wèi)二的向心加速度較大 解析：本題主要考查衛(wèi)星不同軌道各物理量之間的關(guān)系．軌道越高的衛(wèi)星，周期越大，線速度、角速度、向心加速度越小，由于火衛(wèi)一的周期小，所以火衛(wèi)一軌道較低，選項A、C正確，選項B、D錯誤． 答案：AC 2．發(fā)射地球同步

2、衛(wèi)星時，先將衛(wèi)星發(fā)射至近地圓軌道1，然后經(jīng)點火，使其沿橢圓軌道2運行，最后再次點火，將衛(wèi)星送入同步圓軌道3.軌道1、2相切于Q點，軌道2、3相切于P點(如下圖所示)．則當衛(wèi)星分別在1、2、3軌道上正常運行時，以下說法正確的是(　　) A．衛(wèi)星在軌道3上的速率大于在軌道1上的速率 B．衛(wèi)星在軌道3上的角速度小于在軌道1上的角速度 C．衛(wèi)星在軌道1上經(jīng)過Q點的加速度大于它在軌道2上經(jīng)過Q點時的加速度 D．衛(wèi)星在軌道2上經(jīng)過P點時的加速度等于它在軌道3上經(jīng)過P點時的加速度 答案：BD 3．同步衛(wèi)星離地心距離為r，運行速率為v1，加速度為a1；地球赤道上的物體隨地球自轉(zhuǎn)的向心加速度為a

3、2，第一宇宙速度為v2，地球半徑為R，則下列比值正確的為(　　) A.＝ B.＝()2 C.＝ D.＝ 解析：設(shè)地球質(zhì)量為M，同步衛(wèi)星質(zhì)量為m1，地球赤道上的物體質(zhì)量為m2，在地球表面運行的物體質(zhì)量為m3，由于地球同步衛(wèi)星周期與地球自轉(zhuǎn)周期相同，則a1＝rω，a2＝Rω，ω1＝ω2.所以＝，故A選項正確．依據(jù)萬有引力定律和向心力表達式可得：對m1：G＝m1，所以v1＝① 對m3：G＝m3，所以v2＝② ①式除以②式得：＝，故D選項正確． 答案：AD 4.縱觀月球探測的歷程，人類對月球探索認識可分為三大步——“探、登、駐”．我國為探月活動確定的三小步是：“繞、落、回”，目前

4、正在進行的是其中的第一步——繞月探測工程.2007年10月24日18時05分，“嫦娥一號”衛(wèi)星的成功發(fā)射標志著我國探月工程邁出了關(guān)鍵的一步．我們可以假想人類不斷向月球“移民”，經(jīng)過較長時間后，月球和地球仍可視為均勻球體，地球的總質(zhì)量仍大于月球的總質(zhì)量，月球仍按原軌道運行，以下說法正確的是(　　) A．月地之間的萬有引力將變小 B．月球繞地球運動的周期將變大 C．月球繞地球運動的向心加速度將變小 D．月球表面的重力加速度將變大 解析：設(shè)移民質(zhì)量為Δm，未移民時的萬有引力F引＝G與移民后的萬有引力F引′＝G比較可知，由于M比m大，所以F引′>F引；由于地球的質(zhì)量變小，由F引′＝G＝(m＋

5、Δm)r()2＝(m＋Δm)a可知，月球繞地球運動的周期將變大，月球繞地球運動的向心加速度將變小；由月球?qū)ζ浔砻嫖矬w的萬有引力等于其重力可知，由于月球質(zhì)量變大，因而月球表面的重力加速度將變大． 答案：BCD 5．(2011·廣東理綜)已知地球質(zhì)量為M，半徑為R，自轉(zhuǎn)周期為T，地球同步衛(wèi)星質(zhì)量為m，引力常量為G.有關(guān)同步衛(wèi)星，下列表述正確的是(　　) A．衛(wèi)星距地面的高度為 B．衛(wèi)星的運行速度小于第一宇宙速度 C．衛(wèi)星運行時受到的向心力大小為G D．衛(wèi)星運行的向心加速度小于地球表面的重力加速度 解析：衛(wèi)星受到的萬有引力提供向心力，大小為G，選項C錯誤；由G＝m(R＋h)可得衛(wèi)星距

6、地面的高度h＝－R，選項A錯誤；由G＝m可得衛(wèi)星的運行速度v＝，而第一宇宙速度v1＝，選項B正確；由G＝ma可得衛(wèi)星的向心加速度a＝，而地球表面的重力加速度g＝，選項D正確． 答案：BD 6．(2012·重慶理綜)冥王星與其附近的另一星體卡戎可視為雙星系統(tǒng)，質(zhì)量比約為7:1，同時繞它們連線點O做勻速圓周運動．由此可知，冥王星繞O點運動的(　　) A．軌道半徑約為卡戎的 B．角速度大小約為卡戎的 C．線速度大小約為卡戎的7倍 D．向心力大小約為卡戎的7倍 解析：設(shè)兩星軌道半徑分別為r1、r2，則＝Mω2r1＝mω2r2 r1:r2＝mM＝1:7，選項A正確；由于雙星周期相同，由

7、ω＝知角速度相同，選項B錯誤；線速度v＝ωr，知v1:v2＝1:7，選項C錯誤；根據(jù)a＝ω2r知a1:a2＝1:7，選項D錯誤． 答案：A 7．(2013·河南焦作一模)美國宇航局2011年12月5日宣布，他們發(fā)現(xiàn)了太陽系外第一顆類似地球的、可適合居住的行星——“開普勒－22b”，它每290天環(huán)繞著一顆類似于太陽的恒星運轉(zhuǎn)一周，距離地球約600光年，半徑是地球的2.4倍．已知萬有引力常量和地球表面的重力加速度．根據(jù)以上信息，下列推理中正確的是(　　) A．若能觀測到該行星的軌道半徑，可求出所繞恒星的質(zhì)量 B．若已知該行星的密度和半徑，可求出該行星的軌道半徑 C．根據(jù)地球的公轉(zhuǎn)周期與軌

8、道半徑，可求出該行星的軌道半徑 D．若該行星的密度與地球的密度相等，可求出該行星表面的重力加速度 解析：由G＝mr()2得，所繞恒星的質(zhì)量M＝，選項A對；若已知該行星的密度和半徑，不可求出該行星的軌道半徑，選項B錯；根據(jù)地球的公轉(zhuǎn)周期與軌道半徑，可求出太陽的質(zhì)量，不能求出該行星的軌道半徑，選項C錯；由g＝及ρ＝得g＝，若該行星的密度與地球的密度相等，可求出該行星表面的重力加速度，選項D對． 答案：AD 8．(2013·廣東深圳一模)如下圖所示，從地面上A點發(fā)射一枚遠程彈道導(dǎo)彈，假設(shè)導(dǎo)彈僅在地球引力作用下，沿ACB橢圓軌道飛行擊中地面目標B，C為軌道的遠地點，距地面高度為h.已知地球半徑

9、為R，地球質(zhì)量為M，引力常量為G.則下列結(jié)論正確的是(　　) A．導(dǎo)彈在C點的速度大于 B．導(dǎo)彈在C點的速度等于 C．導(dǎo)彈在C點的加速度等于 D．導(dǎo)彈在C點的加速度大于 解析：導(dǎo)彈在C點，由牛頓第二定律，加速度a＝，則C選項正確；若導(dǎo)彈在C點的速度v＝，導(dǎo)彈將做半徑為R＋h的圓周運動，若在C點的速度v>，將做離心運動，則A、B選項錯誤． 答案：C 二、計算題(3×12′＝36′) 9．某物體在地面上受到的重力為160 N，將它放在衛(wèi)星中，在衛(wèi)星以加速度a＝g隨火箭向上加速上升的過程中，當物體與衛(wèi)星中的支持物的相互擠壓力為90 N時，求此時衛(wèi)星距地球表面的高度．(地球半徑R＝

10、6.4×103 km，g＝10 m/s2) 解析：設(shè)衛(wèi)星隨火箭上升離地球表面的高度為h，火箭上物體受支持物的支持力為FN，重力為mg′，根據(jù)牛頓第二定律得： FN－mg′＝ma 在高h處物體的重力為G＝mg′ 物體在地球表面時物體的重力為G＝mg 由以上各式得FN－＝ma 解得衛(wèi)星距地球表面的高度為h＝( －1)R ＝( －1)×6.4×103 km ＝1.92×104 km. 答案：1.92×104 km 10．已知地球半徑為R，地球表面重力加速度為g，不考慮地球自轉(zhuǎn)的影響． (1)推導(dǎo)第一宇宙速度v1的表達式； (2)若衛(wèi)星繞地球做勻速圓周運動，運行軌道距離地面高度

11、為h，求衛(wèi)星的運行周期T. 解析：(1)設(shè)衛(wèi)星的質(zhì)量為m，地球的質(zhì)量為M 在地球表面附近滿足G＝mg 得GM＝R2g① 衛(wèi)星做圓周運動的向心力等于它受到的萬有引力 m＝G② ①式代入②式，得到v1＝ (2)考慮①式，衛(wèi)星受到的萬有引力為 F＝G＝③ 由牛頓第二定律F＝m(R＋h)④ ③④式聯(lián)立解得T＝. 答案：(1)v1＝　(2)T＝ 11.如下圖，質(zhì)量分別為m和M的兩個星球A和B在引力作用下都繞O點做勻速圓周運動，星球A和B兩者中心之間的距離為L.已知A、B的中心和O三點始終共線，A和B分別在O的兩側(cè)．引力常數(shù)為G. (1)求兩星球做圓周運動的周期； (2)在

12、地月系統(tǒng)中，若忽略其他星球的影響，可以將月球和地球看成上述星球A和B，月球繞其軌道中心運行的周期記為T1，但在近似處理問題時，常常認為月球是繞地心做圓周運動的，這樣算得的運行周期記為T2.已知地球和月球的質(zhì)量分別為5.98×1024 kg和7.35×1022 kg.求T2與T1兩者平方之比．(結(jié)果保留3位小數(shù)) 解析：(1)設(shè)兩個星球A和B做勻速圓周運動的軌道半徑分別為r和R，相互作用的引力大小為f，運行周期為T.根據(jù)萬有引力定律有f＝G① 由勻速圓周運動的規(guī)律得 f＝m()2r② f＝M()2R③ 由題意有L＝R＋r④ 聯(lián)立①②③④式得 T＝2π⑤ (2)在地月系統(tǒng)中，由于地月系統(tǒng)旋轉(zhuǎn)所圍繞的中心O不在地心，月球做圓周運動的周期可由⑤式得出 T1＝2π⑥ 式中，M′和m′分別是地球與月球的質(zhì)量，L′是地心與月心之間的距離．若認為月球在地球的引力作用下繞地心做勻速圓周運動，則 G＝m′()2L′⑦ 式中，T2為月球繞地心運動的周期．由⑦式得 T2＝2π，⑧ 由⑥⑧式得，()2＝1＋， 代入題給數(shù)據(jù)得()2＝1.012. 答案：(1)2π·　(2)1.012