人造卫星宇宙速度(25分钟·60分)一、选择题(本题共6小题,每题5分,共30分)1.绕地球做匀速圆周运动的人造地球卫星,它的运行速度()A.一定等于7.9km/sB.小于等于7.9km/sC.大于等于7.9km/s,而小于11.2km/sD.只需满足大于7.9km/s【解析】选B。只有当卫星在近地轨道运动时,运行速度为7.9km/s,在其他轨道运行速度小于7.9km/s,A错误;人造地球卫星的环绕速度小于等于7.9km/s,B正确、D错误;大于等于7.9km/s,而小于11.2km/s,这是成为地球卫星的发射速度,环绕速度小于等于7.9km/s,C错误。故选B。2.在距地面200km的轨道上,宇宙飞船环绕地球做匀速圆周运动,则下列说法正确的是()A.飞船的速度一定大于第一宇宙速度B.在飞船中,用弹簧测力计测一个物体的重力,读数为零C.在飞船中,可以用天平测物体的质量D.因飞船处于完全失重状态,飞船中一切物体的质量都为零【解析】选B。由=m,得v=<,所以飞船的速度小于第一宇宙速度,故A错误;在飞船中的物体处于完全失重状态,所以用弹簧测力计测一个物体的重力,读数为零,故B正确;在飞船中物体处于完全失重状态,不可以用天平测物体的质量,故C错误;质量是物体的固有属性,飞船处于完全失重状态,飞船中一切物体的质量不会改变,故D错误。3.如图为人造地球卫星轨道的示意图,则卫星()A.在a轨道运行的周期为24hB.在b轨道运行的速度始终不变C.在c轨道运行的速度大小始终不变D.在c轨道运行时受到的地球引力大小是变化的【解析】选D。同步卫星的运行周期为24小时,即相对地球静止,所以只能在赤道平面内,A错误;b轨道内的卫星做圆周运动,其速度方向时刻变化,所以其速度时刻变化,B错误;c轨道为椭圆轨道,根据G=m⇒v=,可知在近地点速度大,在远地点速度小,根据F=G,同一卫星在近地轨道受到的引力大,在远地轨道受到的引力小,C错误、D正确。4.有a、b、c、d四颗地球卫星,a还未发射,在地球赤道上随地球表面一起转动,b处于地面附近近地轨道上正常运动,c是地球同步卫星,d是高空探测卫星,各卫星排列位置如图,则有()A.a的向心加速度等于重力加速度gB.c在4h内转过的圆心角是C.b在相同时间内转过的弧长最长D.d的运动周期有可能是20h【解析】选C。同步卫星的周期必须与地球自转周期相同,角速度相同,则知a与c的角速度相同,根据a=ω2r知,c的向心加速度大。由=mg,得g=,卫星的轨道半径越大,向心加速度越小,则同步卫星的向心加速度小于b的向心加速度,而b的向心加速度约为g,故知a的向心加速度小于重力加速度g,故A错误;c是地球同步卫星,周期是24h,则c在4h内转过的圆心角是,故B错误;由=m,得v=,卫星的半径越大,速度越小,所以b的速度最大,在相同时间内转过的弧长最长,故C正确;由开普勒第三定律=k知,卫星的半径越大,周期越大,所以d的运动周期大于c的周期24h,不可能为20h,故D错误。5.(2020·开原高一检测)使物体脱离星球的引力束缚,不再绕星球运行,从星球表面发射所需的最小速度称为第二宇宙速度,星球的第二宇宙速度v2与第一宇宙速度v1的关系是v2=v1。已知某星球的半径为r,它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.【解析】选B。设该星球的质量为M,处于近星球轨道绕其飞行的卫星质量为m,由万有引力提供向心力得:=m解得:v1=又因它表面的重力加速度为地球表面重力加速度g的。得:=m×gv2=v1联立解得:v2=,故选B。6.“天宫二号”目标飞行器与“神舟十一号”飞船自动交会对接前的示意图如图所示,圆形轨道Ⅰ为“天宫二号”运行轨道,圆形轨道Ⅱ为“神舟十一号”运行轨道。此后“神舟十一号”要进行多次变轨,才能实现与“天宫二号”的交会对接,则()A.“天宫二号”的运行速率大于“神舟十一号”在轨道Ⅱ上的运行速率B.“神舟十一号”变轨后比变轨前高度增加,机械能减少C.“天宫二号”和“神舟十一号”对接瞬间的向心加速度大小相等D.“神舟十一号”可以通过减速而使轨道半径变大【解析】选C。由万有引力提供向心力有G=m,得v=,因“天宫二号”的半径大则其速率小,故A错误。“神舟十一号”变轨要加速做离心运动,向后喷气补充了能量,其机械能增加,则B错误。对接时在同一位置,根据牛顿第二定律知万有引力产生的加速度相同,则C正确。“神舟十一号”可以减速做近心运动,万有引力大于向心力,轨道半径会变小,则D错误。故选C。二、计算题(本题共2小题,共30分。要有必要的文字说明和解题步骤,