1、3.4 人造卫星 宇宙速度建议用时 实际用时 满分 实际得分45分钟来源:Zxxk.Com100分 来源:Zxxk.Com一、选择题（本题包括 10小题，每小题给出的四个选项中，有的只有一个选项正确，有的有多个选项正确，全部选对的得 5分，选对但不全的得 3分，有选错或不选的得 0分，共 50分）来源:Zxxk.Com1. 在轨道上运行的人造地球卫星的天线突然折断，天线将（ ）.做自由落体运动.做平抛运动.沿原轨道的切线运动.相对卫星静止，和卫星一起在原轨道上绕地球运动2. 某一颗人造同步卫星距地面高度为 ，设地球半h径为 ，自转周期为 ，地面处的重力加速度为 ， 则该同步卫星线速度的大小为（
2、 ）. .(+)2 (h+). 2+ 3. 发射地球同步卫星时，先将卫星发射至近地圆轨道1，然后经点火，使其沿椭圆轨道2运行 ，最后再次点火，将卫星送入同步圆轨道3轨道1、2相切于 点，轨道2、3相切于 点，如图 所示则当卫星分 别在1、2、3轨道上正常运行时，以下说法正确的是（ ）.卫星在轨道上的速率大于在轨道上的速率.卫星在轨道上的角速度小于在轨道1上的角速度.卫星在轨道上经过 点时的加速度大于它在轨道2上经过 点时的加速度.卫星在轨道上经过 点时的加速度等于它在轨道3上经过 点时的加速度4. 人造卫星由于受大气阻力，轨道半径逐渐减小，则线速度和周期的变化情况为（ ）.线速度增大，周期增大
3、.线速度增大，周期减小.线速度减小，周期增大.线速度减小，周期减小5. 地球同步卫星离地心的距离为 ，运行速度为 ， 1加速度为 ，地球赤道上的物体随地球自转的加1速度为 ，第一宇宙速度为 ，地球半径为 ，2 2 则以下式子正确的是（ ）. . 12 12. . 12 ()2 12=()126. 我们在推导第一宇宙速度时，需要作一些假设，下列假设中不正确的是（ ）.卫星做匀速圆周运动.卫星的运转周期等于地球自转的周期.卫星的轨道半径等于地球半径.卫星需要的向心力等于地球对它的万有引力来源:Zxxk.Com7. 假设地球的质量不变，而地球的半径增大到原来的倍，那么从地球发射人造卫星的第一宇宙速度
4、的大小应为原来的（ ）. 倍 .222. .倍128. 在绕地球运行的人造地球卫星上，下列哪些仪器不能正常使用（ ）.天平 .弹簧测力计.摆钟 .水银气压计9. 如图2所示，在同一轨道平面上的质量相等的几个人造地球卫星 、 、 ，在某一时刻恰好在同 一直线上，下列说法正确的有（ ）图 1图 2.根据 ，可知 = .根据万有引力定律可知 .向心加速度 .运动一周后， 先回到原地点10.人造卫星在绕地球运行的过程中，由于高空稀薄空气阻力的影响，将缓慢地向地球靠近，在这个过程中，卫星的（ ）.机械能逐渐减小.动能逐渐减小.运行周期逐渐减小.向心加速度逐渐减小二、计算题（本题共 4小题，11、12 每
5、小题 12分，13、14 每小题 13分，共 50分.解答时应写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤，只写出最后答案的不能得分.有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位）11. 月球表面的重力加速度是地球表面重力加速度的 ，地球半径是月球半径的4倍，那么登月舱16靠近月球表面，环绕月球运行的速度为多少？已知人造地球卫星的第一宇宙速度为 .112. 1976年10月，剑桥大学研究生贝尔偶尔发现一个奇怪的射电源，它每1.337 发出一个脉冲 信号贝尔和他的导师曾认为他们和外星文明接 上了头，后来大家认识到，事情没有这么浪漫，这类天体被定名为“脉冲星”，“脉冲星”的特点是脉冲周期短，且周期高
6、度稳定，这意味着脉冲星一定进行着准确的周期运动，自转就是一种很准确的周期运动(1)已知蟹状星云的中心星 是一颗脉冲0531星，其周期为 的脉冲现象来自0.331 0531自转，设阻止该星离心瓦解的力是万有引力，试估算 的最小密度0531(2)如果 的质量等于太阳质量，该星的0531可能半径最大是多少？（太阳质量是）=1030 13. 两行星在同一平面内绕同一恒星做匀速圆 、 周运动，运动方向相同， 的轨道半径为 ， 1 的轨道半径为 ，已知恒星质量为 ，恒星对行2 星的引力远大于卫星间的引力，两行星的轨道半径 若在某一时刻两行星相距最近，试求：1 2(1)再经过多长时间两行星距离又最近？(2)
7、再经过多长时间两行星距离又最远？14我国成功发射的航天飞船“神舟”五号，绕地球飞行14圈后安全返回地面，这一科技成就预示我国航天技术取得最新突破据报道，飞船质量约为 ，绕地球一周的时间约 10 为 已知地球的质量 ， 90 =6.01024 万有引力常量设飞船 =6.67 10-11 2-2绕地球做匀速圆周运动由以上提供的信息，解答下列问题：(1)“神舟”五号离地面的高度为多少？(2)“神舟”五号绕地球飞行的速度是多大？(3)载人舱在将要着陆之前，由于空气阻力作用有一段匀速下落过程，若空气阻力与速度平方成正比，比例系数为 ，载人舱的质量为 ， 则此匀速下落过程中载人舱的速度多大？来源:学科网来
8、源:Z#xx#k.Com3.4 人造卫星 宇宙速度得分： 一、 选择题题号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10答案二、计算题11.12.来源:学科网来源:学科网 ZXXK13.14.3.4 人造卫星 宇宙速度一、选择题1. D 解析：对人造地球卫星由万有引力定律和牛顿第二定律得： 12 =12即 2=2两边同乘以天线的质量 ,得 ，即万有引力等于天线做圆周运动所需要的向 222 =22心力，故选项正确点拨：物体的运动情况决定于物体的初速度和受力情况，两者缺一不可对常见的物理模型在头脑中要清晰可见2. BC 解析：由线速度定义式知 ,故选项正确对同步卫星由万有引力定律和牛顿=弧长时间第二定
9、律得：(+)2=2+对地球表面的物体有 2 =联立得： ,故选项正确= 2+点拨：求解天体稳定运行的公式有 万 =2 = 2=4 22 = =向注意“黄金代换式”的应用. 3. BD 解析：由 可知，选项错误；由 ,知，选项正确；由万有引力引= 1律和牛顿第二定律知，选项错，而选项正确点拨：要灵活选择公式，判定描述圆周运动的物理量（ ）的变化情况、 、 、 、 4. B 解析：因线速度 减小，故 ，卫星将做向心运动，由动能定理供 =2 需 =2可知，线速度 将增大，由 ， 可知 变短= 3 点拨：判定线速度大小方法有两种：（1）稳定运动的不同轨道上的线速度大小比较；（2）变轨运行的过程中线速度
10、大小的比较 5. AB 解析：（1）要分清所揭示的研究对象是否是中心天体表面的物体（或天体）来源:学。科。网Z。X。X。K（2）严格区分“第一宇宙速度”和“中心天体的自转速度”6. 解析：第一 宇宙速度是指贴近地面运行的卫星的环绕速度，故选项、正确；卫星的运转周期和地球自转的周期是完全不同的概念，只有同步卫星的运 转周期和地球自转的周期是相同的，其他的都不相等，故选项不正确7. 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是地球的半径，且地球对卫星的万有引力充当向心力，故公式 成立，所以解2 =2得 ，因此，当 不变， 增加为 时， 减小为原来的 ，即正 确的
11、选项1= 2 1 22为 8. 解析：由于在运 行的人造地球卫星上的物体处于完全失重状态，故凡是仪器在设计原理上与重力加速度 有关的均不能正常使用，故应选 、 、 9. 解析：公式 ，只适用于星球表面的卫星，故错误；根据卫星受到的万有引力 =等于向心力的关系，可知、正确，选项错误10. 解析：由于卫星不断地克服阻力做功，其机械能逐渐减小，选项正确；由于卫星缓慢地向地球靠近，可以近似地看成卫星在做半径不断减小的圆周运动，根据卫星的线速度、角速度、周期和向心加速度与其轨 道半径的对应关系 ， ， ，= = 3=2可得选项也正确二、计算题11. 解析：对天体表面附近的飞行物由牛顿第二定律和万有引力定
12、律得：6121 又 2 =2 2 =联立得： ，则 = 1=地 地 月 =月 月又 月 =16地 月 =14地以上各式联立得月 = 6121.12.（1）1.3 (2)1012 /3 5.68105 解析：(1)设 脉冲星的质量为 ，半径为 ，最小密度为 ，体积为0531 则 又 来源:学科网ZXXK2 =422 =而 =433解得：=32=3 3.146.6710110.3312 /3 =1.31012 /3(2)由 得 .=433 =334=33 103041.310123.14 =5.68 105 点拨：认真阅读，明确题意，提取题目中的有用信息：脉冲星周期即为自转周期脉冲星高速自转不瓦解
13、的临界条件为：该星球表面的某块物质 所受星体的万有引力恰好等于其做圆周运动的向心力.13. 解：(1)设 、 两行星的角速度分别为 、 ，经过时间 ， 转过的角度为 ， 转 1 2 1 过的角度为 2、 距离最近的条件是 ： (12)=(=1,2,3,)恒星对行星的万有引力提供向心力，则 ， 即2 =2 =3由此得出 , 1=31 2=32 求得 （ ，）= 231 32 （）如果经过时间 ， 、 两行星转过的角度相差的奇数倍时，则 、 相距 最远，即： (12)=（ 21） （ ，）则 （ 21） 12 （ ，）将 代入得： 1、 2=（ 21） 31 32（ ，）点拨：（1）对运动问题中出现两个或两个以上的运动物体时，要分别研究以后，再 建立联系（2）对圆周运动的物体要注意其周期性造成的多解14.（1） （2） (3) 264 7.75103 /解析：(1)由万有引力定律和牛顿第二定律得：(+)2=(+)422则离地高度 .=3242=264 (2)绕行速度 . =2(+) =7.75103 /(3)由平衡条件可知： ，则速度 .2=
