《同步人教版高中物理必修二练习》课时分层作业　宇宙航行

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课时分层作业(十)　宇宙航行
(时间：40 分钟　分值：100 分)
选择题(本题共 8小题，每小题 6分，共 48 分)
1．下列关于第一宇宙速度的说法中正确的是(　　)
A．第一宇宙速度又称为逃逸速度
B．第一宇宙速度的数值是 11.2 km/s
C．第一宇宙速度的数值是 7.9 km/s
D．第一宇宙速度是卫星绕地球运行的最小线速度
C　[第三宇宙速度为 16.7 km/s，也叫逃逸速度，故 A错误；人造卫星在圆
轨道上运行时，运行速度 v＝＝7.9 km/s，轨道半径越大，速度越小，故第一宇
宙速度是卫星在圆轨道上运行的最大线速度，最小发射速度，故 B、D错误，C
正确．]
2．如图所示的三颗人造地球卫星，下列说法正确的是(　　)
① 卫星可能的轨道为 a、b、c　②卫星可能的轨道为 a、c　③同步卫星可
能的轨道为 a、c　④同步卫星可能的轨道为 a　
A．①③是对的　　　　　
B．②④是对的
C．②③是对的
D．①④是对的
B　[卫星的轨道平面可以在赤道平面内，也可以和赤道平面垂直，还可以
和赤道平面成任一角度．但是由于地球对卫星的万有引力提供了卫星绕地球运
动的向心力，所以地心必须是卫星圆轨道的圆心，因此卫星可能的轨道一定不
会是 b.同步卫星只能位于赤道的正上方，所以同步卫星可能的轨道为 a.综上所
述，正确选项为 B．]
3．如图所示是在同一轨道平面上的三颗不同的人造地球卫星，关于各物理
1
量的关系，下列说法正确的是(　　)
A．根据 v＝可知 vA<vB<vC
B．根据万有引力定律可知 FA>FB>FC
C．角速度 ωA>ωB>ωC
D．向心加速度 aA<aB<aC
C　[由题图知三颗不同的人造地球卫星的轨道半径关系为 rA<rB<rC
由万有引力提供向心力得＝m＝mrω2＝ma
可知 v＝
所以 vA>vB>vC，A选项错误；由于三颗卫星的质量关系不确定，故万有引
力大小不确定，B选项错误；ω＝，所以 ωA>ωB>ωC，C选项正确；a＝，所以
aA>aB>aC，故 D选项错误．]
4．星球上的物体脱离星球引力所需的最小速度称为该星球的第二宇宙速度．
星球的第二宇宙速度 v2与其第一宇宙速度 v1的关系是 v2＝v1.已知某星球的半
径为 r，表面的重力加速度为地球表面重力加速度 g的，不计其他星球的影响，
则该星球的第二宇宙速度为(　　)
A． 　　　　　 B.
C． D．gr
C　[由第一宇宙速度公式可知，该星球的第一宇宙速度为 v1＝，结合 v2＝
v1可得 v2＝，C正确．]
5．(多选)一颗在地球赤道上空运转的同步卫星，距地面高度为 h，已知地
球半径为 R，自转周期为 T，地面重力加速度 g，则这颗卫星运转的线速度大小
为(　　)
A．(R＋h) B．R
C．D．
ABC　[由匀速圆周运动线速度定义可得：v＝(R＋h)，故 A正确．由万有
引力提供向心力的线速度表达式可得：G＝m；在地面上的物体由万有引力等于
重力可得：G＝mg，由上式解得：v＝R，故 B正确．根据 G＝m(h＋R)，解得
2
R＋h＝，v＝(R＋h)联立解得：v＝，选项 C正确，D错误．]
6．2019 年热映的《流浪地球》中，人类带着地球逃出太阳系，采取了转
圈扔铁饼的方式．先把地球绕太阳的公转轨道Ⅰ由圆形改为椭圆形轨道Ⅱ，再
进入木星的圆轨道Ⅲ，途中只需在 P和Q进行两次引擎推进，P和Q分别是椭
圆轨道Ⅱ与轨道Ⅰ和轨道Ⅲ的切点，则(　　)
A．地球在轨道Ⅰ运动的速率小于在轨道Ⅲ的运动速率
B．地球在轨道Ⅰ运动的周期大于在轨道Ⅲ运动的周期
C．途中两次引擎推进分别设置在 P点加速，Q点减速
D．地球在轨道Ⅱ经过 P点速度大于经过 Q点的速度
D　[根据万有引力提供向心力得，运行速度为：v＝，地球在轨道Ⅰ的半
径小，运动的速率大于在轨道Ⅲ的运动速率，故 A错误；根据开普勒第三定律
可知：＝k，地球在轨道Ⅰ的半径小，运动的周期小于在轨道Ⅲ的运动周期，故
B错误；地球从轨道Ⅰ两次变轨到轨道Ⅲ，根据变轨原理可知，在 P、Q两点均
需要加速，故 C错误；根据开普勒第二定律可知，相等时间内扫过的面积相等，
故地球在轨道Ⅱ经过 P点速度大于经过 Q点的速度，故 D正确．]
7．(多选)某近地卫星 a的轨道与赤道共面共心，绕行方向与地球自转方向
相同．b是地球的同步卫星．在相同时间内 a、b两卫星转过的角度之比为 8∶1.
已知同步卫星的周期为 24 h，卫星 a、b都做圆周运动．则(　　)
A．卫星 a的周期为 3 h
B．卫星 a与b的轨道半径之比为 1∶2
C．卫星 a与b的向心加速度之比为 16∶1
D．卫星 a与b受地球的引力之比为 16∶1
AC　[因为 θ＝ωt，T＝，得周期 T＝，得 a、b两卫星的周期之比为 1∶8，
同步卫星 b的周期为 24 h，得卫星 a的周期是 3 h，A正确；根据开普勒第三定
律，有＝解得＝，选项 B错误；由 G＝ma，解得 a＝G，卫星 a与b的向心加速
度之比为 16∶1，C正确；由于不知道两卫星质量，故不能求出卫星受地球引
力的比值，D错误．]
8．(多选)为查明某地的地质灾害，在第一时间紧急调动了 8颗卫星参与搜
3
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