《物理同步导学人教第二册》课万有引力与宇宙航行时作业十一)

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课时作业(十一)　宇宙航行

A组：基础落实练

1．关于宇宙速度，下列说法正确的是(　　)

A．第一宇宙速度是能使人造地球卫星飞行的最小发射速

度

B．第一宇宙速度是人造地球卫星绕地球飞行的最小速度

C．第二宇宙速度是卫星在椭圆轨道上运行时的最大速度

D．第三宇宙速度是发射人造地球卫星的最小速度

解析：解决本题的关键点是要弄清三种宇宙速度在发射速

度和运行速度上的大小关系．第一宇宙速度是人造地球卫星的

最小发射速度，也是地球卫星绕地球飞行的最大速度，A正确，

B错误；第二宇宙速度是在地面上发射物体，使之成为绕太阳

运动或绕其他行星运动的人造卫星所必需的最小发射速度， C

错误；第三宇宙速度是在地面上发射物体，使之飞到太阳系以

外的宇宙空间所必需的最小发射速度，D错误．

答案：A

2．(多选)关于地球同步通信卫星，下列说法正确的是 (

)

A．它一定在赤道上空运行

B．各国发射的这种卫星轨道半径都一样

C．它运行的线速度一定小于第一宇宙速度

D．它运行的线速度介于第一宇宙速度和第二宇宙速度之

间

解析：地球同步卫星一定位于赤道上空，故选项 A正确；

根据万有引力提供向心力可知，地球同步卫星的轨道是确定的，

故选项 B正确；稳定运行时 v＝，且 r＝R＋h，故同步卫星的速

度小于第一宇宙速度，选项 C正确，选项 D错误．

答案：ABC

3．亚洲Ⅰ号卫星是我国发射的通信卫星，它是地球同步卫

星，设地球自转角速度一定，下面关于亚洲Ⅰ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

解析：A对：地球的同步卫星与地球自转的周期相同，故

它绕地球运动的角速度等于地球自转的角速度．B、D错：它的

轨道平面与赤道平面重合，即只能定点在赤道的上空．C错：

根据 G＝mω2r可知，运行的轨道半径是固定的值．

答案：A

4．三颗人造地球卫星 A、B、C在同一平面内沿不同的轨

道绕地球做匀速圆周运动，且绕行方向相同，已知 RA<RB<RC.若

在某一时刻，它们正好运行到同一条直线上，如图所示．那么

再经过卫星 A的四分之一周期时，卫星 A、B、C的位置可能是(

)

解析：由G＝m2r可得，人造地球卫星环绕地球做匀速圆周

运动的周期 T＝2π.可见，T∝，r越大，T越大．所以再经过卫

星A的四分之一周期时，卫星 A的位置恰好到了图中地球的下

方，TC>TB>TA，其一定不能在 A点下方，且 B、C位置一定不在

同一条直线上，所以 C正确．

答案：C

如图所示是北斗导航系统中部分卫星的轨道示意图，已知

a、b、c三颗卫星均做圆周运动，a是地球同步卫星，则(　　)

A．卫星 a的角速度小于 c的角速度

B．卫星 a的加速度大于 b的加速度

C．卫星 a的运行速度大于第一宇宙速度

D．卫星 b的周期大于 24 h

解析：由G＝mω2r可得 ω＝，轨道半径越大，角速度越小，

故卫星 a的角速度小于 c的角速度，A正确；由 G＝ma 可得 a

＝，由于 a、b的轨道半径相同，所以两者的向心加速度大小相

同，B错误；第一宇宙速度是近地卫星绕地球做圆周运动的速

度，由 G＝m可得 v＝，轨道半径越大，线速度越小，所以卫星

a的运行速度小于第一宇宙速度，C错误；由 G＝mr 可得 T＝

2π，a、b轨道半径相同，周期相同，所以卫星 b的周期等于 24

h，D错误．

答案：A

6．已知某星球的平均密度是地球的 n倍，半径是地球的 k

倍，地球的第一宇宙速度为 v，则该星球的第一宇宙速度为(

)

A. v B．k v

C．nk v D. v

解析：由G＝m，得 v＝，将 M＝πr3ρ，代入可得 v∝r，所

以该星球的第一宇宙速度是地球第一宇宙速度的 k倍，本题答

案为 B.

答案：B

7．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 6.4×1066.0×1024 1.5×1011

火星 3.4×1066.4×1023 2.3×1011

A.火星的公转周期较小

B．火星做圆周运动的加速度较小

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：根据 G＝mr，得＝，结合表中数据，可算出火星的

公转周期较大，A错；根据 G＝ma，得 a＝G，可判断火星的加

速度较小，B对；根据 g＝G，可算出火星表面的重力加速度较

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