《人教版物理必修第二册》课时分层作业11 宇宙航行

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课时分层作业(十一)

(时间：40 分钟　分值：100 分)

[合格考达标练]

选择题(本题共 8小题，每小题 6分，共 48 分)

1．(多选)下列关于三种宇宙速度的说法中正确的是(　　)

A．第一宇宙速度 v1＝7.9 km/s，第二宇宙速度 v2＝11.2 km/s，则人造卫星

绕地球在圆轨道上运行时的速度大于等于 v1，小于 v2

B．美国发射的“凤凰号”火星探测卫星，其发射速度大于第三宇宙速度

C．第二宇宙速度是在地面附近使物体可以挣脱地球引力束缚，成为绕太

阳运行的人造行星的最小发射速度

D．第一宇宙速度 7.9 km/s 是人造地球卫星绕地球做圆周运动的最大运行

速度

CD　[根据 v＝可知，卫星的轨道半径 r越大，即距离地面越远，卫星的环

绕速度越小，v1＝7.9 km/s 是人造地球卫星绕地球做圆周运动的最大运行速度，

D正确；实际上，由于人造卫星的轨道半径都大于地球半径，故卫星绕地球在

圆轨道上运行时的速度都小于第一宇宙速度，选项 A错误；美国发射的“凤凰

号”火星探测卫星，仍在太阳系内，所以其发射速度小于第三宇宙速度，选项

B错误；第二宇宙速度是使物体挣脱地球引力束缚而成为太阳的一颗人造行星

的最小发射速度，选项 C正确．]

2．下列关于我国发射的“亚洲一号”地球同步通讯卫星的说法，正确的是

(　　)

A．若其质量加倍，则轨道半径也要加倍

B．它在北京上空运行，故可用于我国的电视广播

C．它以第一宇宙速度运行

D．它运行的角速度与地球自转角速度相同

D　[由G＝m得r＝，可知轨道半径与卫星质量无关，A错；同步卫星的轨

道平面必须与赤道平面重合，即在赤道上空运行，不能在北京上空运行，B错；

第一宇宙速度是卫星在最低圆轨道上运行的速度，而同步卫星在高轨道上运行，

其运行速度小于第一宇宙速度，C错；所谓“同步”就是卫星保持与赤道上某

一点相对静止，所以同步卫星的角速度与地球自转角速度相同，D对．]

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

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，地面重力加速度为 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 R

＋h＝，v＝(R＋h)，联立解得 v＝，选项 C正确，D错误．]

6．(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．]

7．(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

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．下面说法正确的是(　　)

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

BC　[由G＝m得v＝，卫星的环绕速度增大，故 A错误，B正确；由 G＝

m2r得T＝2π，所以轨道半径减小后，卫星的环绕周期减小， C正确，D错

误．]

8．(多选)如图所示，一飞行器围绕地球沿半径为 r的圆轨道 1运动．经 P

点时，启动推进器短时间向前喷气使其变轨，2、3是与轨道 1相切于 P点的可

能轨道．则飞行器(　　)

A．相对于变轨前运行周期变长

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