1、第三章万有引力定律训练4人造卫星宇宙速度题组一对三个宇宙速度的理解1.关于地球的第一宇宙速度，下列表述正确的是()A.第一宇宙速度是物体在地面附近绕地球做匀速圆周运动的速度B.第一宇宙速度又叫脱离速度C.第一宇宙速度跟地球的质量无关D.第一宇宙速度跟地球的半径无关2.下列关于三种宇宙速度的说法中正确的是()A.第一宇宙速度v17.9 km/s，第二宇宙速度v211.2 km/s，则人造卫星绕地球在圆轨道上运行时的速度大于等于v1，小于v2B.美国发射的“凤凰号”火星探测卫星，其发射速度大于第三宇宙速度C.第二宇宙速度是在地面附近使物体可以挣脱地球引力束缚，成为绕太阳运行的人造行星的最小发射速度
2、D.第一宇宙速度7.9 km/s是人造地球卫星绕地球做圆周运动的最大运行速度3.若取地球的第一宇宙速度为8 km/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.16 km/s B.32 km/sC.4 km/s D.2 km/s4.一颗人造地球卫星以初速度v发射后，可绕地球做匀速圆周运动，若使发射速度增为2v，则该卫星可能()A.绕地球做匀速圆周运动B.绕地球运动，轨道变为椭圆C.不绕地球运动，成为太阳的人造行星D.挣脱太阳引力的束缚，飞到太阳系以外的宇宙去了5.宇航员在月球上做自由落体实验，将某物体由距月球表面高h处释放，经时间t后落到月球表面(
3、设月球半径为R).据上述信息推断，飞船在月球表面附近绕月球做匀速圆周运动所必须具有的速率为()A. B.C. D.题组二人造卫星运动的规律6.可以发射一颗这样的人造卫星，使其圆轨道()A.与地球表面上某一纬线(非赤道)是共面同心圆B.与地球表面上某一经线所决定的圆是共面同心圆C.与地球表面上的赤道线是共面同心圆，且卫星相对地球表面是静止的D.与地球表面上的赤道线是共面同心圆，但卫星相对地球表面是运动的7.假如一做圆周运动的人造地球卫星的轨道半径增大到原来的2倍，仍做圆周运动，则()A.根据公式vr，可知卫星运动的线速度将增大到原来的2倍B.根据公式Fm，可知卫星所需的向心力将减少到原来的C.根
4、据公式FG，可知地球提供的向心力将减小到原来的D.根据上述B和C中给出的公式，可知卫星运动的线速度将减小到原来的8.2013年6月11日17时38分，“神舟十号”飞船在酒泉卫星发射中心发射升空，航天员王亚平进行了首次太空授课.在飞船进入圆形轨道环绕地球飞行时，它的线速度大小()A.等于7.9 km/sB.介于7.9 km/s和11.2 km/s之间C.小于7.9 km/sD.介于7.9 km/s和16.7 km/s之间9.a、b、c、d是在地球大气层外的圆形轨道上运行的四颗人造卫星.其中a、c的轨道相交于P，b、d在同一个圆轨道上，b、c的轨道在同一平面上.某时刻四颗卫星的运行方向及位置如图1
5、所示，下列说法中正确的是()图1A.a、c的加速度大小相等，且大于b的加速度B.b、c的角速度大小相等，且小于a的角速度C.a、c的线速度大小相等，且小于d的线速度D.a、c存在P点相撞的危险10.如图2所示，甲、乙两颗卫星以相同的轨道半径分别绕质量为M和2M的行星做匀速圆周运动，下列说法正确的是()图2A.甲的向心加速度比乙的小B.甲的运行周期比乙的小C.甲的角速度比乙的大D.甲的线速度比乙的大题组三对同步卫星规律的理解及应用11.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.运行速率可以不同12.甲、乙为两
6、颗地球卫星，其中甲为地球同步卫星，乙的运行高度低于甲的运行高度，两卫星轨道均可视为圆轨道.以下判断正确的是()A.甲的周期大于乙的周期B.乙的速度大于第一宇宙速度C.甲的加速度小于乙的加速度D.甲在运行时能经过北极的正上方13.如图3所示，圆a、b、c的圆心均在地球的自转轴线上，对环绕地球做匀速圆周运动的卫星而言()图3A.卫星的轨道可能是aB.卫星的轨道可能是bC.卫星的轨道可能是cD.同步卫星的轨道只可能是b题组四综合应用14.据报道：某国发射了一颗质量为100 kg，周期为1 h的人造环月卫星，一位同学记不住引力常量G的数值，且手边没有可查找的资料，但他记得月球半径为地球半径的，月球表面
7、重力加速度为地球表面重力加速度的，经过推理，他认定该报道是则假新闻，试写出他的论证方案.(地球半径约为6.4103 km，g地取9.8 m/s2)答案精析训练4人造卫星宇宙速度1A第一宇宙速度是物体在地面附近做匀速圆周运动的速度，A对，B错；根据Gm得v ，可见第一宇宙速度与地球的质量和半径有关，C、D错2CD3A第一宇宙速度是近地卫星的环绕速度，对于近地卫星，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，解得v .因为行星的质量M是地球质量M的6倍，半径R是地球半径R的1.5倍，则 2，故v2v28 km/s16 km/s，A正确
8、4CD5B设月球表面的重力加速度为g，由物体“自由落体”可得hgt2，飞船在月球表面附近做匀速圆周运动可得Gm，在月球表面附近mg，联立得v，故B正确. 6CD7CD从v 看出，离地球越远的卫星速度越小，当半径加倍时，地球对卫星的万有引力变为原来的，即地球提供的向心力减小到原来的，速度变为原来的倍8C卫星在圆形轨道上运动的速度v .由于轨道半径r地球半径R，所以v 7.9 km/s，C正确9A由Gmm2rmrma可知，选项A正确，B、C错误；因a、c的轨道半径相同，周期相同，只要图示时刻不撞，以后就不可能相撞了10A甲、乙两卫星分别绕质量为M和2M的行星做匀速圆周运动，万有引力提供各自做匀速圆
9、周运动的向心力由牛顿第二定律Gmamrm2rm，可得a，T2 ， ，v .由已知条件可得a甲a乙，T甲T乙，甲乙，v甲v乙，故正确选项为A.11A同步卫星运行时，万有引力提供向心力，mrm，故有，v ，由于同步卫星运行周期与地球自转周期相同，故同步卫星的轨道半径大小是确定的，运行速率v也是确定的，同步卫星的质量可以不同要想使卫星与地球自转同步，轨道平面一定是赤道平面故只有选项A正确12AC地球卫星绕地球做圆周运动时，万有引力提供向心力，由牛顿第二定律知Gm，得T2，r甲r乙，故T甲T乙，选项A正确；贴近地表运行的卫星的速度称为第一宇宙速度，由G知v ，r乙r地，故v乙比第一宇宙速度小，选项B错误；由Gma，知a，r甲r乙，故a甲a乙，选项C正确；同步卫星在赤道正上方运行，故不能通过北极正上方，选项D错误13BCD若卫星在a轨道上，则万有引力可分解为两个分力，一个是向心力，一个是指向赤道平面的力，卫星不稳定，故A错误；对b、c轨道，其圆心是地心，万有引力无分力，故B、C正确；同步卫星一定在赤道正上方，故D正确14见解析解析对环月卫星，根据万有引力定律和牛顿第二定律得mr，解得T2 则rR月时，T有最小值，又g月故Tmin2 2 2 代入数据解得Tmin1.73 h环月卫星最小周期为1.73 h，故该报道是则假新闻
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