物理必修ⅱ粵教版 第3章3.3飛向太空練習(xí)

1、3.3 飛向太空建議用時(shí)實(shí)際用時(shí)滿分實(shí)際得分45分鐘100分 一、選擇題（本題包括10小題，每小題給出的四個(gè)選項(xiàng)中，有的只有一個(gè)選項(xiàng)正確，有的有兩個(gè)選項(xiàng)正確，全部選對的得5分，選對但不全的得3分，有選錯(cuò)或不選的得0分，共50分）1. 在軌道上運(yùn)行的人造地球衛(wèi)星的天線突然折斷，天線將（）.做自由落體運(yùn)動(dòng).做平拋運(yùn)動(dòng).沿原軌道的切線運(yùn)動(dòng).相對衛(wèi)星靜止，和衛(wèi)星一起在原軌道上繞地球運(yùn)動(dòng)2. 某一顆人造同步衛(wèi)星距地面高度為，設(shè)地球半徑為，自轉(zhuǎn)周期為，地面處的重力加速度為，則該同步衛(wèi)星線速度的大小為（）. 3. 發(fā)射地球同步衛(wèi)星時(shí)，先將衛(wèi)星發(fā)射至近地圓軌道1，然后經(jīng)點(diǎn)火，使其沿橢圓軌道2運(yùn)行，最后再次點(diǎn)火

2、，將衛(wèi)星送入同步圓軌道3軌道1、2相切于點(diǎn)，軌道2、3相切于 點(diǎn)，如圖所示則當(dāng)衛(wèi)星分別在1、2、3軌道上正常運(yùn)行時(shí)，以下說法正確的是（）.衛(wèi)星在軌道上的速率大于在軌道上的速率.衛(wèi)星在軌道上的角速度小于在軌道1上的角速度.衛(wèi)星在軌道上經(jīng)過 點(diǎn)時(shí)的加速度大于它在軌道2上經(jīng)過 點(diǎn)時(shí)的加速度.衛(wèi)星在軌道上經(jīng)過 點(diǎn)時(shí)的加速度等于它在軌道3上經(jīng)過 點(diǎn)時(shí)的加速度4. 人造衛(wèi)星由于受大氣阻力，軌道半徑逐漸減小，則線速度和周期的變化情況為（）.線速度增大，周期增大.線速度增大，周期減小.線速度減小，周期增大.線速度減小，周期減小5. 地球同步衛(wèi)星離地心的距離為，運(yùn)行速度為，加速度為，地球赤道上的物體隨地球自轉(zhuǎn)的

3、加速度為，第一宇宙速度為，地球半徑為，則以下式子正確的是（）. . . . 6. 我們在推導(dǎo)第一宇宙速度時(shí)，需要作一些假設(shè)，下列假設(shè)中不正確的是（）.衛(wèi)星做勻速圓周運(yùn)動(dòng).衛(wèi)星的運(yùn)轉(zhuǎn)周期等于地球自轉(zhuǎn)的周期.衛(wèi)星的軌道半徑等于地球半徑.衛(wèi)星需要的向心力等于地球?qū)λ娜f有引力7. 假設(shè)地球的質(zhì)量不變，而地球的半徑增大到原來的倍，那么從地球發(fā)射人造衛(wèi)星的第一宇宙速度的大小應(yīng)為原來的（）.倍. .倍8. 在繞地球運(yùn)行的人造地球衛(wèi)星上，下列哪些儀器能正常使用（）.天平 .彈簧測力計(jì).擺鐘 .水銀氣壓計(jì)9. 如圖所示，在同一軌道平面上的質(zhì)量相等的幾個(gè)人造地球衛(wèi)星、，在某一時(shí)刻恰好在同一直線上，下列說法正確的

4、有（）.根據(jù)，可知.根據(jù)萬有引力定律可知.向心加速度.運(yùn)動(dòng)一周后，先回到原地點(diǎn)10.人造衛(wèi)星在繞地球運(yùn)行的過程中，由于高空稀薄空氣阻力的影響，將緩慢地向地球靠近，在這個(gè)過程中，衛(wèi)星的（）.機(jī)械能逐漸減小.動(dòng)能逐漸減小.運(yùn)行周期逐漸減小.向心加速度逐漸減小二、計(jì)算題（本題共4小題，11、12每小題12分，13、14每小題13分，共50分.解答時(shí)應(yīng)寫出必要的文字說明、方程式和重要的演算步驟，只寫出最后答案的不能得分.有數(shù)值計(jì)算的題，答案中必須明確寫出數(shù)值和單位）11. 月球表面的重力加速度是地球表面重力加速度的，地球半徑是月球半徑的4倍，那么登月艙靠近月球表面，環(huán)繞月球運(yùn)行的速度為多少？已知人造地

5、球衛(wèi)星的第一宇宙速度為.12. 1976年10月，劍橋大學(xué)研究生貝爾偶爾發(fā)現(xiàn)一個(gè)奇怪的射電源，它每1.337 發(fā)出一個(gè)脈沖信號(hào)貝爾和他的導(dǎo)師曾認(rèn)為他們和外星文明接上了頭，后來大家認(rèn)識(shí)到，事情沒有這么浪漫，這類天體被定名為“脈沖星”，“脈沖星”的特點(diǎn)是脈沖周期短，且周期高度穩(wěn)定，這意味著脈沖星一定進(jìn)行著準(zhǔn)確的周期運(yùn)動(dòng)，自轉(zhuǎn)就是一種很準(zhǔn)確的周期運(yùn)動(dòng)(1)已知蟹狀星云的中心星是一顆脈沖星，其周期為的脈沖現(xiàn)象來自自轉(zhuǎn)，設(shè)阻止該星離心瓦解的力是萬有引力，試估算 的最小密度(2)如果的質(zhì)量等于太陽質(zhì)量，該星的可能半徑最大是多少？（太陽質(zhì)量是）13. 兩行星在同一平面內(nèi)繞同一恒星做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，運(yùn)動(dòng)方向相同

6、， 的軌道半徑為， 的軌道半徑為，已知恒星質(zhì)量為，恒星對行星的引力遠(yuǎn)大于衛(wèi)星間的引力，兩行星的軌道半徑若在某一時(shí)刻兩行星相距最近，試求：(1)再經(jīng)過多長時(shí)間兩行星距離又最近？(2)再經(jīng)過多長時(shí)間兩行星距離又最遠(yuǎn)？14我國成功發(fā)射的航天飛船“神舟”五號(hào)，繞地球飛行14圈后安全返回地面，這一科技成就預(yù)示我國航天技術(shù)取得最新突破據(jù)報(bào)道，飛船質(zhì)量約為，繞地球一周的時(shí)間約為已知地球的質(zhì)量，萬有引力常量設(shè)飛船繞地球做勻速圓周運(yùn)動(dòng)由以上提供的信息，解答下列問題：(1)“神舟”五號(hào)離地面的高度為多少？(2)“神舟”五號(hào)繞地球飛行的速度是多大？(3)載人艙在將要著陸之前，由于空氣阻力作用有一段勻速下落過程，若空

7、氣阻力與速度平方成正比，比例系數(shù)為，載人艙的質(zhì)量為，則此勻速下落過程中載人艙的速度多大？ 3.3 飛向太空得分： 一、 選擇題題號(hào)12345678910答案 二、計(jì)算題11.12.13.14.3.3 飛向太空 參考答案一、選擇題1. D解析：對人造地球衛(wèi)星由萬有引力定律和牛頓第二定律得： 即 兩邊同乘以天線的質(zhì)量,得，即萬有引力等于天線做圓周運(yùn)動(dòng)所需要的向心力，故選項(xiàng)正確點(diǎn)撥：物體的運(yùn)動(dòng)情況決定于物體的初速度和受力情況，兩者缺一不可對常見的物理模型在頭腦中要清晰可見2. BC解析：由線速度定義式知,故選項(xiàng)正確對同步衛(wèi)星由萬有引力定律和牛頓第二定律得： 對地球表面的物體有 聯(lián)立得：,故選項(xiàng)正確點(diǎn)

8、撥：求解天體穩(wěn)定運(yùn)行的公式有注意“黃金代換式”的應(yīng)用. 3. BD解析：由 可知，選項(xiàng)錯(cuò)誤；由 知，選項(xiàng)正確；由萬有引力引律和牛頓第二定律知，選項(xiàng)錯(cuò)，而選項(xiàng)正確點(diǎn)撥：要靈活選擇公式，判定描述圓周運(yùn)動(dòng)的物理量（）的變化情況4. B解析：因線速度 減小，故 ，衛(wèi)星將做向心運(yùn)動(dòng)，由動(dòng)能定理可知，線速度將增大，由， 可知 變短點(diǎn)撥：判定線速度大小方法有兩種：（1）穩(wěn)定運(yùn)動(dòng)的不同軌道上的線速度大小比較；（2）變軌運(yùn)行的過程中線速度大小的比較 5. AB解析：（1）要分清所揭示的研究對象是否是中心天體表面的物體（或天體）（2）嚴(yán)格區(qū)分“第一宇宙速度”和“中心天體的自轉(zhuǎn)速度”6. 解析：第一宇宙速度是指貼近

9、地面運(yùn)行的衛(wèi)星的環(huán)繞速度，故選項(xiàng)、正確；衛(wèi)星的運(yùn)轉(zhuǎn)周期和地球自轉(zhuǎn)的周期是完全不同的概念，只有同步衛(wèi)星的運(yùn)轉(zhuǎn)周期和地球自轉(zhuǎn)的周期是相同的，其他的都不相等，故選項(xiàng)不正確7. 解析：因第一宇宙速度即為地球的近地衛(wèi)星的線速度，此時(shí)衛(wèi)星的軌道半徑近似的認(rèn)為是地球的半徑，且地球?qū)πl(wèi)星的萬有引力充當(dāng)向心力，故公式 成立，所以解得，因此，當(dāng) 不變， 增加為 時(shí)，減小為原來的，即正確的選項(xiàng)為8. 解析：由于在運(yùn)行的人造地球衛(wèi)星上的物體處于完全失重狀態(tài)，故凡是儀器在設(shè)計(jì)原理上與重力加速度 有關(guān)的均不能正常使用，故應(yīng)選、9. 解析：公式，只適用于星球表面的衛(wèi)星，故錯(cuò)誤；根據(jù)衛(wèi)星受到的萬有引力等于向心力的關(guān)系，可知、

10、正確，選項(xiàng)錯(cuò)誤10. 解析：由于衛(wèi)星不斷地克服阻力做功，其機(jī)械能逐漸減小，選項(xiàng)正確；由于衛(wèi)星緩慢地向地球靠近，可以近似地看成衛(wèi)星在做半徑不斷減小的圓周運(yùn)動(dòng)，根據(jù)衛(wèi)星的線速度、角速度、周期和向心加速度與其軌道半徑的對應(yīng)關(guān)系，可得選項(xiàng)也正確 二、計(jì)算題11. 解析：對天體表面附近的飛行物由牛頓第二定律和萬有引力定律得： 又 聯(lián)立得：，則 又 以上各式聯(lián)立得12.（1）1.3×(2)解析：(1)設(shè)脈沖星的質(zhì)量為，半徑為，最小密度為，體積為則 又 而 解得：(2)由得.點(diǎn)撥：認(rèn)真閱讀，明確題意，提取題目中的有用信息：脈沖星周期即為自轉(zhuǎn)周期脈沖星高速自轉(zhuǎn)不瓦解的臨界條件為：該星球表面的某塊物質(zhì) 所受星體的萬有引力恰好等于其做圓周運(yùn)動(dòng)的向心力.13. 解：(1)設(shè)、 兩行星的角速度分別為、，經(jīng)過時(shí)間， 轉(zhuǎn)過的角度為， 轉(zhuǎn)過的角度為 、 距離最近的條件是：恒星對行星的萬有引力提供向心力，則， 即由此得出, 求得（，）（）如果經(jīng)過時(shí)間，、