1、第七章4请同学们认真完成练案 12一、选择题(本题共8小题，每题6分，共48分)1同步地球卫星相对地面静止不动，犹如悬在高空中，下列说法正确的是(B)A同步卫星处于平衡状态B同步卫星的速率是唯一的C不同卫星的轨道半径都相同，且一定在赤道的正上方，它们以第一宇宙速度运行D它们可在我国北京上空运行，故用于我国的电视广播解析：根据同步卫星的特点知B正确，C、D错误。同步卫星在万有引力作用下，绕地心做圆周运动，不是处于平衡状态，A错误。2(2019浙江卷)某颗北斗导航卫星属于地球静止轨道卫星(即卫星相对于地面静止)。则此卫星的(C)A线速度大于第一宇宙速度B周期小于同步卫星的周期C角速度大于月球绕地球
2、运行的角速度D向心加速度大于地面的重力加速度解析：第一宇宙速度7.9 km/s是卫星绕地球做圆周运动的最大环绕速度，故此卫星的线速度小于第一宇宙速度，A错误；根据题意，该卫星是一颗同步卫星，周期等于同步卫星的周期，故B错误；卫星绕地球做圆周运动时，万有引力提供向心力，根据m2r可知，绕行半径越小，角速度越大，故此卫星的角速度大于月球绕地球运行的角速度，C正确；根据an可知，绕行半径越大，向心加速度越小，此卫星的向心加速度小于地面的重力加速度，D错误。3不可回收的航天器在使用后，将成为太空垃圾。如图所示是漂浮在地球附近的太空垃圾示意图，对此有如下说法，正确的是(B)A离地越低的太空垃圾运行周期越
3、大B离地越高的太空垃圾运行角速度越小C由公式v 得，离地越高的太空垃圾运行速率越大D太空垃圾一定能跟同一轨道上同向飞行的航天器相撞解析：由m2Rmma可知，绕地球运行的卫星或者太空垃圾随着离地面的高度的增大，它们的线速度、角速度、向心加速度均变小，而周期变大，故B正确，A、C错误；在同一轨道的太空垃圾和航天器运行速度相等，又因为它们同向飞行，故不会相撞，D错误。4(2021麻城市第二中学高一月考)我国自行研制发射的“风云一号”、“风云二号”气象卫星的飞行轨道是不同的，“风云一号”是极地圆形轨道卫星，其轨道平面与赤道平面垂直，周期为T112 h；“风云二号”是同步卫星，其轨道平面就是赤道平面，周
4、期T224 h；两个卫星相比(A)A“风云一号”线速度较大B“风云一号”离地面较高C“风云一号”角速度较小D“风云二号”受地球引力较大解析：“风云一号”的运行周期小于“风云二号”，T1T2，根据万有引力提供向心力可知，由Gmm可得r，v，则有r1r2，则“风云二号”离地面较高，且“风云一号”线速度较大，B错误，A正确；根据，可知，“风云一号”角速度较大，C错误；万有引力表达式F引G，质量关系未知，无法确定引力大小，D错误。52020年7月23日，我国成功发射“天问1号”火星探测器。已知火星的质量约为地球的0.1倍，半径约为地球的0.5倍，地球的第一宇宙速度约为7.9 km/s，则火星的第一宇宙
5、速度约为(A)A3.5 km/sB7.9 km/sC11.2 km/sD17.7 km/s解析：根据万有引力用来提供向心力Gmv，由题意可知，所以v火v地3.5 km/s，故A正确，B、C、D错误。6(2021山东省青岛市高三模拟)某同学设想驾驶一辆“陆地太空”两用汽车(如图)，沿地球赤道行驶并且汽车相对于地球速度可以增加到足够大。当汽车速度增加到某一值时，它将成为脱离地面绕地球做圆周运动的“航天汽车”。不计空气阻力，已知地球的半径R6 400 km。下列说法正确的是(B)A汽车在地面上速度增加时，它对地面的压力增大B当汽车速度增加到7.9 km/s，将离开地面绕地球做圆周运动C此“航天汽车”
6、环绕地球做圆周运动的最小周期为1 hD在此“航天汽车”上可以用弹簧测力计测量物体的重力解析：由mgFNm得FNmgm，可知A错；7.9 km/s是最小的发射速度，也是最大的环绕速度，B对；由mgm2R知T84 min，C错；“航天汽车”上处于完全失重状态，任何与重力有关的实验都无法进行，D错。7(多选)2020年6月23日9时43分，北斗三号最后一颗全球组网卫星发射成功。在太空中，物体处于失重状态。关于失重状态，下列说法正确的是 (AC)A航天员仍受重力的作用B航天员受力平衡C航天员所受重力等于所需的向心力D航天员不受重力的作用解析：失重是指物体对支持物的压力(或对悬挂物的拉力)小于物体所受重
7、力的现象，在太空中，物体的重力并没有消失，太空中的航天员仍受重力的作用，且所受重力等于其做匀速圆周运动所需的向心力，故A、C正确，D错误；航天员随飞船做匀速圆周运动，处于非平衡状态，故B错误。8(多选)(2021浙江省七彩阳光新高考研究联盟高一下学期期中)我国首颗量子科学实验卫星“墨子”已于酒泉成功发射，将在世界上首次实现卫星和地面之间的量子通信。“墨子”由火箭发射至高度为500千米的预定圆形轨道。此前6月在西昌卫星发射中心成功发射了第二十三颗北斗导航卫星G7。G7属地球静止轨道卫星(高度约为36 000千米)，它将使北斗系统的可靠性进一步提高。关于卫星以下说法中正确的是(BD)A这两颗卫星的
8、运行速度可能大于7.9 千米/秒B量子科学实验卫星“墨子”的周期比北斗G7小C通过地面控制可以将北斗G7定点于西昌正上方D量子科学实验卫星“墨子”的向心加速度比北斗G7大解析：7.9 km/s是绕地球表面运动的速度，是卫星的最大环绕速度，则这两颗卫星的速度都小于7.9 km/s，故A错误；根据mr知半径越大，周期越大，则半径小的“墨子号”的周期比北斗G7小，故B正确；同步卫星的轨道只能在赤道的上方，故C错误；由ma，可得a，则轨道半径小的加速度大，故D正确。二、非选择题(共12分)9(12分)(2021浙江高一月考)火星半径约为地球半径的，火星质量约为地球质量的，地球表面的重力加速度g取10
9、m/s2。则：(1)求火星表面的重力加速度；(2)已知地球的半径R6 400 km，则火星的“第一宇宙速度”是多大？答案：(1)4.44 m/s2(2)3.77 km/s解析：(1)由星体表面万有引力等于重力mgG，则g，则g火g m/s24.44 m/s2。(2)根据mgm，解得v，则，则v火v地3.77 km/s。一、选择题(本题共4小题，每题7分，共28分)1(2019北京卷)2019年5月17日，我国成功发射第45颗北斗导航卫星，该卫星属于地球静止轨道卫星(同步卫星)。该卫星(D)A入轨后可以位于北京正上方B入轨后的速度大于第一宇宙速度C发射速度大于第二宇宙速度D若发射到近地圆轨道所需
10、能量较少解析：A错： 同步卫星只能位于赤道正上方。B错：由知，卫星的轨道半径越大，环绕速度越小，因此入轨后的速度小于第一宇宙速度(近地卫星的速度)。C错：同步卫星的发射速度大于第一宇宙速度、小于第二宇宙速度。D对：若该卫星发射到近地圆轨道，所需发射速度较小，所需能量较少。2(2021江西赣州中学高一下学期期末)中国“北斗”卫星导航系统是我国自行研制的全球卫星定位与通信系统，是继美国GPS(全球定位系统)和俄罗斯GLONASS(全球卫星导航系统)之后第三个成熟的卫星导航系统。系统由空间端、地面端和用户端组成，其中空间端包括5颗地球同步卫星和30颗非地球同步卫星，下列说法正确的是(B)A这5颗地球
11、同步卫星的运行速度大于第一宇宙速度B这5颗地球同步卫星的运行周期都与地球自转周期相等C这5颗地球同步卫星运行的加速度大小不一定相等D为避免相撞，不同国家发射的地球同步卫星必须运行在不同的轨道上解析：根据万有引力提供向心力，列出等式m，解得v，可知这5颗地球同步卫星的运行速度小于第一宇宙速度，选项A错误；由于这5颗卫星是地球的同步卫星，则其运行周期都与地球自转周期相等，选项B正确；地球同步卫星，与赤道平面重合，离地面的高度相同，在相同的轨道上，故D错误；同步卫星的加速度a，所以这5颗地球同步卫星的加速度大小一定相等，故C错误。3(2021海城市高级中学高一月考)飞行器P绕某星球做匀速圆周运动，P
12、对该星球的张角为，已知万有引力常量为G，如图所示。下列说法中正确的是(C)A轨道半径越大，周期越小B张角越大，速度越小C若测得周期和星球相对飞行器的张角，则可得到星球的平均密度D若测得周期和轨道半径，则可得到星球的平均密度解析：根据开普勒第三定律k可知，轨道半径越大，周期越大。A错误；设星球半径为R，轨道半径为r，则有sin ，所以有张角越大，轨道半径越小，根据牛顿第二定律Gm，可知，半径越小，速度越大。B错误；根据牛顿第二定律得Gm()2r，解得M()2r3，则星球的平均密度为，C正确，D错误。42020年计划发射40余颗卫星，堪称中国的航天年。已知某卫星在距地面高为h的轨道绕地球做圆周运动
13、，卫星与地心的连线单位时间内扫过的面积为S。且地球半径为R，忽略地球自转的影响，则地球表面的重力加速度为(B)ABCD解析：卫星与地心的连线单位时间内扫过的面积S(Rh)2，对卫星Gm2(Rh)，又Gmg，解得g，故选B。二、非选择题(共12分)5(12分)如图所示，宇航员在某质量分布均匀的星球表面，从一斜坡上的P点沿水平方向以初速度v0抛出一小球，测得小球经时间t落到斜坡上另一点Q，斜面的倾角为，已知该星球半径为R，引力常量为G，忽略星球自转的影响，求：(1)该星球表面的重力加速度大小；(2)该星球的密度；(3)该星球的第一宇宙速度。答案：(1)(2)(3)解析：(1)根据小球做平抛运动的规律可得：v0t，ygt2，tan ，解得：g。(2)由mgG得，M，。(3)根据星球表面附近万有引力近似等于重力，该力提供向心力，可得：mgm，解得：v。