1、飞出地球去1假设地球和火星都绕太阳做匀速圆周运动，已知地球到太阳的距离小于火星到太阳的距离，那么()A地球公转的周期大于火星公转的周期B地球公转的线速度小于火星公转的线速度C地球公转的加速度小于火星公转的加速度D地球公转的角速度大于火星公转的角速度解析：选D根据Gmrmmanm2r得，公转周期T2 ，故地球公转的周期较小，选项A错误；公转线速度v ，故地球公转的线速度较大，选项B错误；公转加速度an，故地球公转的加速度较大，选项C错误；公转角速度 ，故地球公转的角速度较大，选项D正确2假设某行星的质量与地球质量相等，半径为地球的4倍，要从该行星上发射一颗绕它自身运动的卫星，那么“第一宇宙速度”
2、(环绕速度)大小应为地球上的第一宇宙速度的()A倍B倍C倍 D2倍解析：选C由Gm可得v，所以3“北斗”卫星导航定位系统由地球静止轨道卫星(同步卫星)、中轨道卫星和倾斜同步卫星组成地球静止轨道卫星和中轨道卫星都在圆轨道上运行，它们距地面的高度分别约为地球半径的6倍和34倍下列说法正确的是()A静止轨道卫星的周期约为中轨道卫星的2倍B静止轨道卫星的线速度大小约为中轨道卫星的2倍C静止轨道卫星的角速度大小约为中轨道卫星的D静止轨道卫星的向心加速度大小约为中轨道卫星的解析：选A根据Gmr，可得T2，代入数据，A正确；根据Gm，可得v，代入数据，B错误；根据Gm2r，可得，代入数据，C错误；根据Gma
3、，可得a，代入数据，D错误4为纪念“光纤之父”、诺贝尔物理学奖获得者高锟的杰出贡献，早在1996年中国科学院紫金山天文台就将一颗于1981年12月3日发现的国际编号为“3463”的小行星命名为“高锟星”已知“高锟星”半径为R，其表面的重力加速度为g，引力常量为G，在不考虑自转的情况下，求解以下问题：(以下结果均用字母表达即可)(1)卫星环绕“高锟星”运行的第一宇宙速度；(2)假设“高锟星”为一均匀球体，试求“高锟星”的平均密度；(3)假设某卫星绕“高锟星”做匀速圆周运动且运行周期为T，求该卫星距“高锟星”表面的高度解析：(1)第一宇宙速度是近“地”卫星的运行速度，满足万有引力提供圆周运动向心力
4、，而在星球表面重力与万有引力相等，有Gmgm可得卫星环绕“高锟星”运行的第一宇宙速度为v1 (2)根据星球表面重力与万有引力相等有Gmg可得高锟星的质量为M根据密度公式有，该星的平均密度为(3)设卫星质量为m0，轨道半径为r，根据题意有Gm0r由(2)得M所以可得卫星的轨道半径为r 所以卫星距“高锟星”表面的高度为hrR R答案：(1)(2)(3) R课时作业学生用书P123(单独成册)一、单项选择题1下列关于地球同步通信卫星的说法中，正确的是()A为避免通信卫星在轨道上相撞，应使它们运行在不同的轨道上B通信卫星定点在地球上空某处，各个通信卫星的角速度相同，但线速度的大小可以不同C不同国家发射
5、通信卫星的地点不同，这些卫星轨道不一定在同一平面内D通信卫星只能运行在赤道上空某一恒定高度上解析：选D地球同步卫星的轨道为赤道上方的圆轨道，所有地球同步卫星的速率、角速度、周期、向心加速度等大小都相同选项D正确2a、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的轨道位于同一平面某时刻四颗人造卫星的运行方向及位置如图所示下列说法中正确的是()Aa、c的加速度大小相等，且大于b的加速度Bb、c的角速度大小相等，且小于a的角速度Ca、c的线速度大小相等，且小于d的线速度Da、c存在相撞危险解析：选A根据a、c的轨道相交于P，说明两
6、颗卫星轨道半径相等，a、c加速度大小相等，且大于b的加速度，选项A正确；a、c的角速度大小相等，且大于b的角速度，选项B错误；a、c的线速度大小相等，且大于d的线速度，选项C错误；由于a、c的轨道半径相等，则周期相等，不存在相撞的危险，选项D错误3假设地球的质量不变，而地球的半径增大到原来半径的2倍那么从地球上发射人造卫星的第一宇宙速度的大小应为原来的()A倍 BC D2倍解析：选B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有公式成立，解得v，因此，当M不变、R增加为2R时，v减小为原来的，即选项B正确4宇宙飞船在轨道上
7、运行，由于地面指挥人员发现某一火箭残体的轨道与飞船轨道有一交点，通知宇航员某一时间飞船有可能与火箭残体相遇，宇航员随即开动飞船上的发动机使飞船加速，脱离原轨道，关于飞船的运动，下列说法正确的是()A飞船高度降低 B飞船高度升高C飞船周期变小 D飞船的向心加速度变大解析：选B当宇宙飞船加速时，它所需向心力增大，而万有引力不能相应增大，万有引力不能将飞船拉回原轨道，因此飞船做离心运动，轨道半径增大，由此知A错误，B正确；由式子T2可知，r增大，T增大，故C错误；r增大，由a知a变小，D错误5研究表明，地球自转在逐渐变慢，3亿年前地球自转的周期约为22小时假设这种趋势会持续下去，地球的其他条件都不变
8、，未来人类发射的地球同步卫星与现在的相比()A距地面的高度变大 B向心加速度变大C线速度变大 D角速度变大解析：选A地球的自转周期变大，则地球同步卫星的公转周期变大由m(Rh)，得hR，T变大，h变大，A正确由ma，得a，r增大，a减小，B错误由，得v ，r增大，v减小，C错误由可知，角速度减小，D错误6登上火星是人类的梦想“嫦娥之父”欧阳自远透露：中国计划于2020年登陆火星地球和火星公转视为匀速圆周运动，忽略行星自转影响根据下表，火星和地球相比()行星半径/m质量/kg轨道半径/m地球64106601024151011火星34106641023231011A火星的公转周期较小B火星做圆周运
9、动的加速度较小C火星表面的重力加速度较大D火星的第一宇宙速度较大解析：选B火星和地球都绕太阳做圆周运动，万有引力提供向心力，由mrm a知，因r火r地，而，故T火T地，选项A错误；向心加速度a，则a火a地，故选项B正确；地球表面的重力加速度g地，火星表面的重力加速度g火，代入数据比较知g火g地，故选项C错误；地球和火星上的第一宇宙速度：v地 ，v火 ，v地v火，故选项D错误二、多项选择题7“马航失联”事件发生后，中国在派出水面和空中力量的同时，在第一时间紧急调动了21颗卫星参与搜寻“调动”卫星的措施之一就是减小卫星环绕地球运动的轨道半径，降低卫星运行的高度，以有利于发现地面(或海洋)目标下列说
10、法正确的是()A轨道半径减小后，卫星的环绕速度减小B轨道半径减小后，卫星的环绕速度增大C轨道半径减小后，卫星的环绕周期减小D轨道半径减小后，卫星的环绕周期增大解析：选BC由Gm得v ，轨道半径减小，卫星的环绕速度增大，选项A错误，B正确；由Gmr得T2 ，所以轨道半径减小后，卫星的环绕周期减小，选项C正确，D错误8甲、乙为两颗地球卫星，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解析：选AC人造卫星绕地球做匀速圆周运动，根据万有引力提供向心
11、力，设卫星的质量为m、轨道半径为r、地球质量为M，有FF向FGF向mm2rmr因而Gmm2rmrma解得v T2 a由式可以知道，人造卫星的轨道半径越大，线速度越小，周期越大，加速度越小，由于甲卫星的高度大，轨道半径大，故甲卫星的线速度小，周期大，加速度小；根据式，第一宇宙速度是近地圆轨道的环绕速度，也是圆轨道运行的最大速度；地球同步卫星的轨道平面均在赤道平面内，A、C对9在星球表面发射探测器，当发射速度为v时，探测器可绕星球表面做匀速圆周运动；当发射速度达到v时，可摆脱星球引力束缚脱离该星球已知地球、火星两星球的质量比约为101，半径比约为21，下列说法正确的有()A探测器的质量越大，脱离星
12、球所需要的发射速度越大B探测器在地球表面受到的引力比在火星表面的大C探测器分别脱离两星球所需要的发射速度相等D探测器脱离星球的过程中，势能逐渐增大解析：选BD探测器在星球表面做匀速圆周运动时，由Gm，得v ，则摆脱星球引力时的发射速度v ，与探测器的质量无关，选项A错误；设火星的质量为M，半径为R，则地球的质量为10M，半径为2R，地球对探测器的引力F1G，比火星对探测器的引力F2G大，选项B正确；探测器脱离地球时的发射速度v1，脱离火星时的发射速度v2 ，v2v1，选项C错误；探测器脱离星球的过程中克服引力做功，势能逐渐增大，选项D正确10“北斗”导航系统中两颗工作卫星均绕地球做匀速圆周运动
13、，轨道半径均为r如图所示，某时刻两颗工作卫星分别位于同一轨道上的A、B位置若卫星均顺时针运行，地球表面处的重力加速度为g，地球半径为R，则下列说法中正确的是()A这两颗卫星的加速度大小均为B卫星甲向后喷气就一定能追上卫星乙C卫星甲由位置A运动到位置B所需的时间为D该时刻，这两颗卫星的线速度相同解析：选AC设地球的质量为M，地球对卫星的万有引力提供卫星做圆周运动的向心力，得Gma，在地球表面，物体所受的重力近似等于地球对物体的万有引力，则Gmg，由以上两式解得两卫星的加速度a，选项A正确；卫星甲向后喷气后，其速度变大，地球对卫星甲的万有引力不足以提供其做圆周运动的向心力，卫星甲将做离心运动，不可
14、能追上卫星乙，选项B错误；由a2r，解得T，卫星甲由位置A运动到位置B所需时间tT，选项C正确；因两颗卫星在同一轨道上运行，线速度大小相等，但方向不同，选项D错误三、非选择题11已知地球半径为R，地球表面重力加速度为g，不考虑地球自转的影响(1)推导第一宇宙速度v1的表达式；(2)若卫星绕地球做匀速圆周运动，运行轨道距离地面高度为h，求卫星的运行周期T解析：(1)设卫星的质量为m，地球的质量为M在地球表面附近满足Gmg，得GMR2g卫星做圆周运动的向心力等于它受到的万有引力mG由两式，得到v1(2)卫星受到的万有引力为FG由牛顿第二定律知Fm(Rh)由式联立解得T 答案：(1)(2) 12石墨
15、烯是近些年发现的一种新材料，其超高强度及超强导电、导热等非凡的物理化学性质有望使21世纪的世界发生革命性的变化，其发现者由此获得2010年诺贝尔物理学奖用石墨烯制作超级缆绳，人类搭建“太空电梯”的梦想有望在本世纪实现科学家们设想，通过地球同步轨道站向地面垂下一条缆绳至赤道基站，电梯仓沿着这条缆绳运行，实现外太空和地球之间便捷的物资交换(1)若“太空电梯”将货物从赤道基站运到距地面高度为h1的同步轨道站，求轨道站内质量为m1的货物相对地心运动的动能设地球自转角速度为，地球半径为R(2)当电梯仓停在距地面高度h24R的站点时，求仓内质量m250 kg的人对水平地板的压力大小取地面附近重力加速度g10 m/s2，地球自转角速度73105 rad/s，地球半径R64103 km解析：(1)设货物相对地心的距离为r1，线速度为v1，则r1Rh1v1r1货物相对地心的动能Ekm1v联立式得Ekm12(Rh1)2(2)设地球质量为M，人相对地心的距离为r2，向心加速度为an，受地球的万有引力为F，则r2Rh2an2r2FGg设水平地板对人的支持力大小为N，人对水平地板的压力大小为N，则FNm2anNN联立式并代入数据得N115 N答案：(1)m12(Rh1)2(2)115 N
