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人教版物理高一必修二第六章第五节宇宙航行同步训练(解析版)
一、单选题
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1. 难度:简单

关于天体运动的说法,下列正确的是(   )

A.牛顿思考了苹果落地的问题,发现了万有引力定律,并用扭秤测出引力常量

B.卡文迪许做了著名的“月-地”检验,验证地面上物体的重力与地球吸引月球、太阳吸引行星的力是同种性质的力

C.万有引力定律的发现预言了彗星回归,预言了未知星体海王星和冥王星

D.使卫星环绕地球运行的最小的发射速度称第一宇宙速度;高轨道卫星环绕速度较小,所以发射更容易些

 

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2. 难度:简单

地面上发射人造卫星,不同发射速度会产生不同的结果,下列说法正确的是(   )

A. 要使卫星绕地球运动,发射速度至少要达到11.2km/s

B. 要使卫星飞出太阳系,发射速度至少要达到16.7km/s

C. 发射速度介于7.9km/s11.2km/s之间,卫星能绕太阳运动

D. 发射速度小于7.9km/s,卫星能在地面附近绕地球做匀速圆周运动

 

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3. 难度:简单

一位同学为了测算卫星在月球表面附近做匀速圆周运动的环绕速度,提出了如下实验方案:在月球表面以初速度v0竖直上抛一个物体,测出物体上升的最大高度h,已知月球的半径为R,便可测算出绕月卫星的环绕速度。按此方案,绕月卫星的环绕速度为(  )

A.

B.

C.

D.

 

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4. 难度:简单

据报道.我国数据中继卫星天链一号012008425日在西昌卫星发射中心发射升空,经过4次变轨控制后,于5l日成功定点在东经77°赤道上空的同步轨道。关于成功定点后的天链一号01卫星,下列说法正确的是(   )

A. 离地面高度一定,相对地面运动

B. 绕地球运行的角速度比月球绕地球运行的角速度大

C. 向心加速度与静止在赤道上物体的向心加速度大小相等

D. 运行速度大于7.9km/s

 

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5. 难度:简单

假设地球同步卫星的轨道半径是地球半径的n倍,则(  )

A. 同步卫星的运行速度是第一宇宙速度的1/n

B. 同步卫星的运行速度是第一宇宙速度的

C. 同步卫星的运行速度是地球赤道上的物体随地球自转速度的n2

D. 同步卫星的向心加速度是地球表面重力加速度的1/n

 

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6. 难度:中等

气象卫星是用来拍摄云层照片,观测气象资料和测量气象数据的。我国先后自行成功研制和发射了“风云一号”和“风云二号”两颗气象卫星。“风云一号”卫星轨道与赤道平面垂直,通过两极,每12小时巡视地球一周,称为“极地圆轨道”。“风云二号”气象卫星轨道平面在赤道平面内称为“地球同步轨道”,则“风云一号”卫星比“风云二号”卫星

A.运行角速度小         B.运行线速度大

C.覆盖范围广        D.向心加速度小

 

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7. 难度:中等

亚洲号卫星是我国发射的通讯卫星,它是地球同步卫星,设地球自转角速度一定,下面关于亚洲号卫星的说法正确的是(   )

A.它绕地球运动的角速度等于地球自转的角速度

B.它沿着与赤道成一定角度的轨道运动

C.运行的轨道半径可以有不同的取值

D.如果需要可以发射到北京上空

 

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8. 难度:简单

同步卫星是指相对于地面不动的人造卫星。关于各国发射的地球同步卫星,下列表述正确的是

A.运行的速度都小于7.9km/s

B.所受的万有引力大小都相等

C.都处于平衡状态

D.离地面的高度都相同

 

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9. 难度:简单

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,地球的其它条件都不变,则未来与现在相比( )

A. 地球的第一宇宙速度变小

B. 地球赤道处的重力加速度变小

C. 地球同步卫星距地面的高度变小

D. 地球同步卫星的线速度变小

 

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10. 难度:简单

如图为高分一号卫星与北斗导航系统中的“G1卫星,在空中某一平面内绕地心O做匀速圆周运动的示意图。已知卫星“G1的轨道半径为r,地球表面的重力加速度为g,地球半径为R 万有引力常量为G。则(   )

 

A. 高分一号的加速度小于卫星“G1的加速度

B. 高分一号的运行速度大于第一宇宙速度

C. 地球的质量为

D. 卫星“G1的周期为

 

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11. 难度:简单

某人造卫星绕地球做匀速圆周运动,已知卫星距离地面高度等于地球半径,地球表面的重力加速度为g,则卫星的向心加速度为()

A. g

B. g/2

C. g/4

D. g/8

 

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12. 难度:中等

如图,地球赤道正上空有两颗卫星,其中a为地球同步卫星,轨道半径为rb为另一颗卫星,轨道半径为同步卫星轨道半径的。从图示时刻开始计时,在一昼夜内,两颗卫星共相遇的次数为(所谓相遇,是指两颗卫星距离最近):     

A. 2    B. 3    C. 4    D. 5

 

二、多选题
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13. 难度:简单

如图所示,极地卫星的运行轨道平面通过地球的南、北两极(轨道可视为圆轨道,图中外围虚线),若测得一个极地卫星从北纬30°的正上方,按图示方向(图中逆时针方向)第一次运行至南纬60°正上方时所用时间为t , 已知:地球半径为R(地球可看做球体),地球表面的重力加速度为g,引力常量为G,由以上条件可以求出()

A. 卫星运动的线速度

B. 卫星距地面的高度

C. 卫星质量

D. 卫星所受的向心力

 

三、单选题
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14. 难度:中等

abcd四颗地球卫星,a还未发射,在赤道表面上随地球一起转动,b是近地轨道卫星,c是地球同步卫星,d是高空探测卫星,它们均做匀速圆周运动,各卫星排列位置如图所示,则( )

A. a的向心加速度等于重力加速度g

B. 在相同时间内b转过的弧长最长

C. c4小时内转过的圆心角是π/6

D. d的运动周期有可能是20小时

 

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15. 难度:简单

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12相切于Q点,轨道23相切于P点,如图所示。卫星分别在123轨道上正常运行时,以下说法正确的是( )

A. 卫星在轨道3上的速率大于在轨道1上的速率。

B. 卫星在轨道3上的角速度大于在轨道1上的角速度。

C. 卫星在轨道1上运动一周的时间大于它在轨道2上运动一周的时间。

D. 卫星在轨道2上经过P点时的加速度等于它在轨道3上经过P点时的加速度。

 

四、填空题
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16. 难度:中等

某星球半径为R,一物体在该星球表面附近自由下落,若在连续两个T时间内下落的高度依次为h1、h2,则该星球附近的第一宇宙速度为___________

 

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17. 难度:简单

设地球的质量为M,半径为R,则环绕地球飞行的第一宇宙速度v的表达式为________;某行星的质量约为地球质量的1/4,半径约为地球半径的1/2,那么在此行星上的第一宇宙速度与地球上的第一宇宙速度之比为________(已知万有引力常量为G)。

 

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18. 难度:简单

地球半径为R,卫星AB均环绕地球做匀速圆周运动,其中卫星A以第一宇宙速度环绕地球运动,卫星B的环绕半径为4R,则卫星A与卫星B的速度大小之比为________;周期之比为________

 

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19. 难度:简单

两个靠得很近的天体,离其它天体非常遥远,它们以其连线上某一点O为圆心各自做匀速圆周运动,两者的距离保持不变,科学家把这样的两个天体称为双星,如图所示。已知双星的质量为m1m2,它们之间的距离为L,引力常量为G,双星中质量为m1的天体运行轨道半径r1 =________,运行的周期T =________

 

五、解答题
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20. 难度:简单

两个星球组成双星,它们在相互之间的万有引力作用下,绕连线上某点做周期相同的匀速圆周运动。现测得两星中心距离为R,其运动周期为T,求两星的总质量。

 

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21. 难度:中等

两颗靠的较近的天体称为双星,它们以两者的连线上某点为圆心做匀速圆周运动,而不会由于万有引力作用,使它们吸在一起(不考虑其他天体对它们的影响),已知两天体质量分别为m1和m2,相距为L,求它们运转的角速度

 

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22. 难度:中等

天文学家将相距较近、仅在彼此的引力作用下运行的两颗恒星称为双星。双星系统在银河系中很普遍。经观测某双星系统中两颗恒星A、B围绕它们连线上的某一固定点分别做匀速圆周运动,周期均为T 。已知恒星A、B之间的距离为L,A、B的质量之比2 :1,万有引力常量为G,求:

(1)恒星A做匀速圆周运动的轨道半径RA

(2)双星的总质量M 。

 

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23. 难度:中等

在半径R=4000km的某星球表面,宇航员做了如下实验,实验装置如图甲所示,竖直平面内的光滑轨道由轨道AB和圆弧轨道BC组成,将质量m=02kg的小球从轨道上高H处的某点由静止滑下,用力传感器测出小球经过C点时对轨道的压力F,改变H的大小,可测出相应的F大小,FH的变化关系如图乙所示,忽略星球自转。求:

1)圆弧轨道BC的半径r

2)该星球的第一宇宙速度

 

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24. 难度:中等

我国自主研制的北斗卫星导航系统包括5颗静止轨道卫星(同步卫星)和30颗非静止轨道卫星,将为全球用户提供高精度、高可靠性的定位、导航服务。A为地球同步卫星,质量为m1B为绕地球做圆周运动的非静止轨道卫星,质量为m2,离地面高度为h.已知地球半径为R,地球自转周期为T0,地球表面的重力加速度为g.求:

(1)卫星A运行的角速度;

(2)卫星B运行的线速度。

 

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25. 难度:困难

2014108日,月全食带来的红月亮亮相天空,引起人们对月球的关注。我国发射的嫦娥三号探月卫星在环月圆轨道绕行n圈所用时间为t,如图所示。已知月球半径为R,月球表面处重力加速度为g,引力常量为G.试求:

1)月球的质量M

2)月球的第一宇宙速度v1

3嫦娥三号卫星离月球表面高度h

 

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