必修二 第三章試卷

1、1. 由于通訊和廣播等方面的需要，許多國家發(fā)射了地球同步軌道衛(wèi)星，這些衛(wèi)星（ ）A質(zhì)量可以不同 B軌道半徑可以不同C軌道平面可以不同 D速率可以不同 同步衛(wèi)星同步衛(wèi)星特點(diǎn)：特點(diǎn)： 定軌道：定軌道： 定周期：定周期： 定高度：定高度： 定速度：定速度：均在赤道平面內(nèi)均在赤道平面內(nèi),定點(diǎn)在赤道正上方。定點(diǎn)在赤道正上方。周期與地球自轉(zhuǎn)周期相同周期與地球自轉(zhuǎn)周期相同T=24小時(shí)小時(shí)距地球表面的距離是距地球表面的距離是36000km線速度大小一定（約為線速度大小一定（約為3.1km/s）即所有同步衛(wèi)星的即所有同步衛(wèi)星的 r、 v、T 、an 的大小均為定值的大小均為定值 人造衛(wèi)星的力與運(yùn)動(dòng)的關(guān)系人造衛(wèi)星

2、的力與運(yùn)動(dòng)的關(guān)系 解決天體（衛(wèi)星）運(yùn)動(dòng)問題的基本思路：解決天體（衛(wèi)星）運(yùn)動(dòng)問題的基本思路：1.把天體（或人造衛(wèi)星）的運(yùn)動(dòng)看成是勻速圓周運(yùn)把天體（或人造衛(wèi)星）的運(yùn)動(dòng)看成是勻速圓周運(yùn)動(dòng)，其所需向心力由萬有引力提供動(dòng)，其所需向心力由萬有引力提供2222)2(TmrmrrvmrMmG主線索主線索。 衛(wèi)星的質(zhì)量衛(wèi)星的質(zhì)量m可以約去，所以同步衛(wèi)星的質(zhì)量可以隨可以約去，所以同步衛(wèi)星的質(zhì)量可以隨意選擇意選擇1. 由于通訊和廣播等方面的需要，許多國家發(fā)射了地球同步軌道衛(wèi)星，這些衛(wèi)星（ ）A質(zhì)量可以不同 B軌道半徑可以不同C軌道平面可以不同 D速率可以不同 A2. 假設(shè)月球繞地球的運(yùn)動(dòng)為勻速圓周運(yùn)動(dòng)，已知萬有引力

3、常量為G，下列物理量中可以求出地球質(zhì)量的是（ ）A月球繞地球運(yùn)動(dòng)的線速度和周期B月球的質(zhì)量和月球到地球的距離C月球表面重力加速度和月球到地球的距離D地球表面的重力加速度和月球到地球的距離如何使用萬有引力定律測天體質(zhì)量如何使用萬有引力定律測天體質(zhì)量 方法一：找一個(gè)環(huán)繞該天體的物體，由萬有引力提供物體作圓周運(yùn)動(dòng)所需向心力rTmrmwrvmmarMmGn222224方法二：天體表面重力近似等于萬有引力GgRMmgRMmG222. 假設(shè)月球繞地球的運(yùn)動(dòng)為勻速圓周運(yùn)動(dòng)，已知萬有引力常量為G，下列物理量中可以求出地球質(zhì)量的是（ ）A月球繞地球運(yùn)動(dòng)的線速度和周期B月球的質(zhì)量和月球到地球的距離C月球表面重力加

4、速度和月球到地球的距離D地球表面的重力加速度和月球到地球的距離 A 3. 如圖3，甲、乙兩顆衛(wèi)星以相同的軌道半徑分別繞質(zhì)量為M和2M的行星做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，下列說法正確的是（ ） A. 甲的向心加 速度比乙的小 B. 甲的運(yùn)行周期比乙的小 C. 甲的角速度比乙大 D. 甲的線速度比乙大 人造衛(wèi)星的力與運(yùn)動(dòng)的關(guān)系人造衛(wèi)星的力與運(yùn)動(dòng)的關(guān)系 解決天體（衛(wèi)星）運(yùn)動(dòng)問題的基本思路：解決天體（衛(wèi)星）運(yùn)動(dòng)問題的基本思路：1.把天體（或人造衛(wèi)星）的運(yùn)動(dòng)看成是勻速圓周運(yùn)把天體（或人造衛(wèi)星）的運(yùn)動(dòng)看成是勻速圓周運(yùn)動(dòng)，其所需向心力由萬有引力提供動(dòng)，其所需向心力由萬有引力提供主線索主線索。 隨著隨著M變成變成2M，其衛(wèi)

5、星相信加速度，周期，角速度和，其衛(wèi)星相信加速度，周期，角速度和線速度如何變化？線速度如何變化？rTmrmwrvmmarMmGn222224 3. 如圖3，甲、乙兩顆衛(wèi)星以相同的軌道半徑分別繞質(zhì)量為M和2M的行星做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，下列說法正確的是（ ） A. 甲的向心加 速度比乙的小 B. 甲的運(yùn)行周期比乙的小 C. 甲的角速度比乙大 D. 甲的線速度比乙大 A 4. 設(shè)太陽質(zhì)量為M，某行星繞太陽公轉(zhuǎn)周期為T，軌道可視為r的圓。已知萬有引力常量為G，則描述該行星運(yùn)動(dòng)的上述物理量滿足（ ）A B C D 2224rGMT2324rGMT2234rGMT324 rGMT 人造衛(wèi)星的力與運(yùn)動(dòng)的關(guān)系人造衛(wèi)

6、星的力與運(yùn)動(dòng)的關(guān)系 解決天體（衛(wèi)星）運(yùn)動(dòng)問題的基本思路：解決天體（衛(wèi)星）運(yùn)動(dòng)問題的基本思路：1.把天體（或人造衛(wèi)星）的運(yùn)動(dòng)看成是勻速圓周運(yùn)把天體（或人造衛(wèi)星）的運(yùn)動(dòng)看成是勻速圓周運(yùn)動(dòng)，其所需向心力由萬有引力提供動(dòng)，其所需向心力由萬有引力提供主線索主線索。 嘗試推導(dǎo)出：嘗試推導(dǎo)出：GM與與T有關(guān)的表達(dá)式。有關(guān)的表達(dá)式。rTmrmwrvmmarMmGn222224 4. 設(shè)太陽質(zhì)量為M，某行星繞太陽公轉(zhuǎn)周期為T，軌道可視為r的圓。已知萬有引力常量為G，則描述該行星運(yùn)動(dòng)的上述物理量滿足（ ）A B C D 2224rGMT2324rGMT2234rGMT324 rGMT B 5. 2011年11月3

7、日，“神州八號(hào)”飛船與“天宮一號(hào)”目標(biāo)飛行器成功實(shí)施了首次交會(huì)對(duì)接。任務(wù)完成后“天宮一號(hào)”經(jīng)變軌升到更高的軌道，等待與“神州九號(hào)”交會(huì)對(duì)接。變軌前和變軌完成后“天宮一號(hào)”的運(yùn)行軌道均可視為圓軌道，對(duì)應(yīng)的軌道半徑分別為R1、R2，線速度大小 之比為 （ ） A B C D3132RR21RR2221RR21RR C. 人造衛(wèi)星的力與運(yùn)動(dòng)的關(guān)系人造衛(wèi)星的力與運(yùn)動(dòng)的關(guān)系 解決天體（衛(wèi)星）運(yùn)動(dòng)問題的基本思路：解決天體（衛(wèi)星）運(yùn)動(dòng)問題的基本思路：1.把天體（或人造衛(wèi)星）的運(yùn)動(dòng)看成是勻速圓周運(yùn)把天體（或人造衛(wèi)星）的運(yùn)動(dòng)看成是勻速圓周運(yùn)動(dòng)，其所需向心力由萬有引力提供動(dòng)，其所需向心力由萬有引力提供主線索主線索

8、。兩個(gè)圓周軌道半徑為別為兩個(gè)圓周軌道半徑為別為R1，R2時(shí)，推時(shí)，推導(dǎo)出其線速度之比導(dǎo)出其線速度之比rTmrmwrvmmarMmGn222224 5. 2011年11月3日，“神州八號(hào)”飛船與“天宮一號(hào)”目標(biāo)飛行器成功實(shí)施了首次交會(huì)對(duì)接。任務(wù)完成后“天宮一號(hào)”經(jīng)變軌升到更高的軌道，等待與“神州九號(hào)”交會(huì)對(duì)接。變軌前和變軌完成后“天宮一號(hào)”的運(yùn)行軌道均可視為圓軌道，對(duì)應(yīng)的軌道半徑分別為R1、R2，線速度大小 之比為 （ ） A B C D3132RR21RR2221RR21RR C. B 6. 一個(gè)人造地球衛(wèi)星繞地球做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，假如該衛(wèi)星變軌后仍做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，線速度減小為原來的1/2，不考

9、慮衛(wèi)星質(zhì)量的變化，則變軌前后衛(wèi)星的（ ） A. 向心加速度大小之比為4:1 B. 角速度大小之比為2:1 C. 周期之比為1:8 D. 軌道半徑之比為1:2 此類題目的主要陷阱有 ： 其r不是定值的時(shí)候，向心加速度不與V2 成正比。 同樣 ： 其r不是定值的時(shí)候，角速度不與 V 成正比。所以可以排除AB 對(duì)于此類題目，先利用衛(wèi)星運(yùn)動(dòng)規(guī)律，即由萬有引力提供向心力。先求出半徑之比，然后再求其他物理量之比。rvan2rvw 6. 一個(gè)人造地球衛(wèi)星繞地球做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，假如該衛(wèi)星變軌后仍做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，線速度減小為原來的1/2，不考慮衛(wèi)星質(zhì)量的變化，則變軌前后衛(wèi)星的（ ） A. 向心加速度大小之比為4

10、:1 B. 角速度大小之比為2:1 C. 周期之比為1:8 D. 軌道半徑之比為1:2 c 7. 已知地球質(zhì)量為M，半徑為R，自轉(zhuǎn)周期為T，地球同步衛(wèi)星質(zhì)量為m，引力常量為G。有關(guān)同步衛(wèi)星，下列表述正確的是（ ）A衛(wèi)星距離地面的高度為 B衛(wèi)星的運(yùn)行速度小于第一宇宙速度C衛(wèi)星運(yùn)行時(shí)受到的向心力大小為 D衛(wèi)星運(yùn)行的向心加速度 小于地 球表面的重力加速度3224GMT2MmGR 本題陷阱：注意軌道半徑r與地球半徑R的區(qū)別，即r=R+h 其中h是高度。 根據(jù)題目要求：求導(dǎo)同步衛(wèi)星的高度h。Rhr22)2( rrTmMmG3224rGMTRGMTh3224 第一宇宙速度 V1=7.9km/s的理解： 1

11、.貼近地球表面的衛(wèi)星環(huán)繞速度 高空衛(wèi)星的環(huán)繞速度均小于第一宇宙速度(即越高越慢) 2 地面發(fā)射衛(wèi)星的最小發(fā)射速度。 根據(jù)牛頓的山頂架設(shè)大炮設(shè)想，要使衛(wèi)星能夠環(huán)繞地球，其在地球表面的發(fā)射速度必須大于或等于第一宇宙速度，才能發(fā)射升空，否則就落回地面 本題陷阱：注意軌道半徑r與地球半徑R的區(qū)別，即r=R+h 其中h是高度。 根據(jù)題目要求：求導(dǎo)同步衛(wèi)星所受向心力Rhr2hRMmGF由牛頓第二定律 ，F(xiàn)越小，a越小mFa 7. 已知地球質(zhì)量為M，半徑為R，自轉(zhuǎn)周期為T，地球同步衛(wèi)星質(zhì)量為m，引力常量為G。有關(guān)同步衛(wèi)星，下列表述正確的是（ ）A衛(wèi)星距離地面的高度為 B衛(wèi)星的運(yùn)行速度小于第一宇宙速度C衛(wèi)星運(yùn)

12、行時(shí)受到的向心力大小為 D衛(wèi)星運(yùn)行的向心加速度 小于地 球表面的重力加速度3224GMT2MmGR BD 8. 如圖6所示，飛船從軌道G變軌至軌道T。若飛船在兩軌道上都做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，不考慮質(zhì)量變化，相對(duì)于在軌道G上，飛船在軌道T上的 （ ） A. 線速度大 B. 向心加速度大 C. 運(yùn)行周期長 D. 角速度小人造衛(wèi)星的力與運(yùn)動(dòng)關(guān)人造衛(wèi)星的力與運(yùn)動(dòng)關(guān)系系地球地球思考思考1 1：對(duì)于繞地球圓周運(yùn)：對(duì)于繞地球圓周運(yùn)動(dòng)的人造衛(wèi)星：動(dòng)的人造衛(wèi)星：（1 1）離地面越高，線速度越）離地面越高，線速度越 （2 2）離地面越高，周期越）離地面越高，周期越 （3 3）離地面越高，角速度越）離地面越高，角速度越

13、（4 4）離地面越高，向心加速度）離地面越高，向心加速度越越 小小小小小小大大四個(gè)字概括：四個(gè)字概括：越高越慢越高越慢 8. 如圖6所示，飛船從軌道G變軌至軌道T。若飛船在兩軌道上都做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，不考慮質(zhì)量變化，相對(duì)于在軌道G上，飛船在軌道T上的 （ ） A. 線速度大 B. 向心加速度大 C. 運(yùn)行周期長 D. 角速度小 CD 9. 甲、乙為兩顆地球衛(wèi)星，其中甲為地球同步衛(wèi)星，乙的運(yùn)行高度低于甲的運(yùn)行高 度，兩衛(wèi)星軌道均可視為圓軌道。以下判斷正確的是（ ） A甲的周期大于乙的周期 B乙的速度大于第一宇宙速度 C甲的加速度小于乙的加速度 D甲在運(yùn)行時(shí)能經(jīng)過北極的正上方 AC 10.如圖所示，

14、三顆質(zhì)量均為m的地球同步衛(wèi)星等間隔分布在半徑為r的圓軌道上，設(shè)地球質(zhì)量為M，半徑為R。下列說法正確（ ） A地球?qū)σ活w衛(wèi)星的引力大小為 B一顆衛(wèi)星對(duì)地球的引力大小為 C兩顆衛(wèi)星之間的引力大小為 D三顆衛(wèi)星對(duì)地球引力的合力大小為 2)(RrGMm2rGMm223rGm23rGMm BC 14. 2008年9月，神舟七號(hào)載人航天飛行獲得了圓滿成功，我國航天員首次成功實(shí)施空間出艙活動(dòng)、飛船首次成功實(shí)施釋放小伴星的實(shí)驗(yàn)，實(shí)現(xiàn)了我國空間技術(shù)發(fā)展的重大跨越已知飛船在地球上空的圓軌道上運(yùn)行時(shí)離地面的高度為h地球半徑為R，地球表面的重力加速度為g求飛船在該圓軌道上運(yùn)行時(shí)： （1）速度v的大小和周期T （2）速

15、度v與第一宇宙速度的比值人造衛(wèi)星的力與運(yùn)動(dòng)的關(guān)系人造衛(wèi)星的力與運(yùn)動(dòng)的關(guān)系 注意注意R與與r區(qū)別區(qū)別 解決天體（衛(wèi)星）運(yùn)動(dòng)問題的基本思路：解決天體（衛(wèi)星）運(yùn)動(dòng)問題的基本思路：1.把天體（或人造衛(wèi)星）的運(yùn)動(dòng)看成是勻速圓周運(yùn)把天體（或人造衛(wèi)星）的運(yùn)動(dòng)看成是勻速圓周運(yùn)動(dòng)，其所需向心力由萬有引力提供動(dòng)，其所需向心力由萬有引力提供2222)2(TmrmrrvmrMmG主線索主線索。 2、在、在地面地面附近萬有引力近似等于物體的重力，附近萬有引力近似等于物體的重力，由上式得：由上式得：2= gRGMmgRMmG=2副線索副線索。在未知地球質(zhì)量在未知地球質(zhì)量M的情況下，并且已知地球表面的的情況下，并且已知地球表面的重力加速度重力加速度g和地球半徑和地球半徑R，可以用，可以用gR2替換替換GM，由，由于這種代換的重要性，通常被稱為于這種代換的重要性，通常被稱為黃金代換黃金代換。方法一：萬有引力提供物體作圓周運(yùn)動(dòng)的向心力skmRGMvRvmRMmG/9 . 722如何求導(dǎo)第一宇宙