粵教版必修二 飛向太空 第1課時(shí) 作業(yè).docx

粵教版高中物理必修二 3.3飛向太空 同步測(cè)試一、單選題1.我國(guó)已發(fā)射繞月運(yùn)行的探月衛(wèi)星已知月球質(zhì)量是地球質(zhì)量的 ，月球半徑是地球半徑的 ，地球上的第一宇宙速度為7.9km/s，則月球上的第一宇宙速度為（） a.0.4 km/sb.1.8 km/sc.11 km/sd.36 km/s2.第一宇宙速度又叫做環(huán)繞速度，第二宇宙速度又叫做逃逸速度理論分析表明，逃逸速度環(huán)繞速度的 倍，這個(gè)關(guān)系對(duì)其他天體也是成立的有些恒星，在核聚變反應(yīng)的燃料耗盡而“死亡”后，強(qiáng)大的引力把其中的物質(zhì)緊緊地壓在一起，它的質(zhì)量非常大，半徑又非常小，以致于任何物質(zhì)和輻射進(jìn)入其中都不能逃逸，甚至光也不能逃逸，這種天體被稱(chēng)為黑洞已知光在真空中傳播的速度為c，太陽(yáng)的半徑為r，太陽(yáng)的逃逸速度為 假定太陽(yáng)能夠收縮成半徑為r的黑洞，且認(rèn)為質(zhì)量不變，則 應(yīng)大于（） a.250b.500c.2.5105d.5.01053.2011年中俄曾聯(lián)合實(shí)施探測(cè)火星計(jì)劃，由中國(guó)負(fù)責(zé)研制的“螢火一號(hào)”火星探測(cè)器與俄羅斯研制的“福布斯土壤”火星探測(cè)器一起由俄羅斯“天頂”運(yùn)載火箭發(fā)射前往火星由于火箭故障未能成功，若發(fā)射成功，且已知火星的質(zhì)量約為地球質(zhì)量的 ，火星的半徑約為地球半徑的 下列關(guān)于火星探測(cè)器的說(shuō)法中正確的是（） a.發(fā)射速度只要大于第一宇宙速度即可b.發(fā)射速度只有達(dá)到第三宇宙速度才可以c.發(fā)射速度應(yīng)大于第二宇宙速度且小于第三宇宙速度d.火星探測(cè)器環(huán)繞火星運(yùn)行的最大速度約為第一宇宙速度的 4.金星的半徑是地球的0.8倍，質(zhì)量是地球的0.4倍，金星表面的自由落地加速度是地球的幾倍？金星的第一宇宙速度是地球的幾倍？（） a.5：8、1：2b.5：8、2：2 c.1：2、2：2 d.1：2、1：25.航天員劉旺手動(dòng)控制“神舟九號(hào)”飛船完成與“天宮一號(hào)”的交會(huì)對(duì)接，形成組合體繞地球做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，軌道高度為340km.。測(cè)控通信由兩顆在地球同步軌道運(yùn)行的“天鏈一號(hào)”中繼衛(wèi)星、陸基測(cè)控站、測(cè)量船，以及北京飛控中心完成根據(jù)以上信息和你對(duì)航天相關(guān)知識(shí)的理解，下列描述正確的是（） a.組合體勻速圓周運(yùn)動(dòng)的周期一定大于地球的自轉(zhuǎn)周期。b.組合體勻速圓周運(yùn)動(dòng)的線速度一定大于第一宇宙速度。c.組合體勻速圓周運(yùn)動(dòng)的角速度大于“天鏈一號(hào)”中繼衛(wèi)星的角速度d.“神舟九號(hào)”從低軌道必須減速才能與“天宮一號(hào)”的交會(huì)對(duì)接6.第一宇宙速度就是（ ） a.人造天體環(huán)繞地球運(yùn)動(dòng)的最小速度b.第一宇宙速度跟地球的半徑無(wú)關(guān)c.使人造天體環(huán)繞地球運(yùn)動(dòng)所必需的最小地面發(fā)射速度d.使人造天體擺脫地球引力束縛所必需的最小地面發(fā)射速度7.下列說(shuō)法中正確的是（） a.位于地球表面的物體受向心力、重力、支持力三個(gè)力的作用b.地心說(shuō)是錯(cuò)誤的，日心說(shuō)是不恰當(dāng)c.位于赤道上隨地球自轉(zhuǎn)的物體，線速度大小與近地衛(wèi)星線速度大小相同d.所有繞地球飛行的衛(wèi)星，其環(huán)繞速度均大于7.9m/s8.某行星的質(zhì)量是地球的6倍、半徑是地球的1.5倍，地球的第一宇宙速度約為8km/s，則該行星的第一宇宙速度約為（ ） a.4km/sb.16km/sc.32km/sd.48km/s二、多選題9.關(guān)于第一宇宙速度，下面說(shuō)法中正確的是（） a.它是人造地球衛(wèi)星繞地球飛行的最小速度b.它是近地圓形軌道上人造地球衛(wèi)星的運(yùn)行速度c.它是能使衛(wèi)星進(jìn)入近地圓形軌道的最小發(fā)射速度d.物體擺脫地球引力所必須具有的速度10.關(guān)于第一宇宙速度，下列說(shuō)法正確的是（ ） a.它是人造地球衛(wèi)星繞地球飛行的最小速度b.它是近地圓形軌道上人造地球衛(wèi)星的運(yùn)行速度c.它是能使衛(wèi)星進(jìn)入近地圓形軌道的最小發(fā)射速度d.它是人造地球衛(wèi)星繞地球飛行的最大環(huán)繞速度11.設(shè)想在珠穆朗瑪峰上用電磁炮平射不同速度的炮彈，考慮到地球的第一宇宙速度為7.9km/s，第二宇宙速度為11.2km/s，第三宇宙速度為16.7km/s，且不計(jì)大氣阻力，則對(duì)下述不同初速度炮彈軌跡的討論中正確的是（） a.v0=1.0km/s，其軌跡是拋物線b.v0=7.9km/s，其軌跡是圓c.v0=10.0km/s，其軌跡是繞地球運(yùn)動(dòng)的橢圓d.v0=18.0km/s其軌跡是繞太陽(yáng)運(yùn)動(dòng)的橢圓12.我國(guó)已先后成功發(fā)射了飛行器“天宮一號(hào)”和飛船“神舟九號(hào)”，并成功地進(jìn)行了對(duì)接，若“天宮一號(hào)”能在離地面約300km高的圓軌道上正常運(yùn)行，下列說(shuō)法中正確的是（） a.“天宮一號(hào)”的發(fā)射速度應(yīng)大于第二宇宙速度b.對(duì)接時(shí)，“神舟九號(hào)”與“天宮一號(hào)”的加速度大小相等c.對(duì)接后，“天宮一號(hào)”的速度小于第一宇宙速度d.對(duì)接前，“神舟九號(hào)”欲追上“天宮一號(hào)”，必須在同一軌 道上點(diǎn)火加速三、填空題13.第一宇宙速度是發(fā)射衛(wèi)星的_（填最大或最小）發(fā)射速度，是衛(wèi)星繞地球運(yùn)行的_（填最大或最?。┉h(huán)繞速度 14.離地面是地球半徑n倍的圓形軌道上，人造衛(wèi)星的加速度是地面重力加速度的_倍，人造衛(wèi)星的速度是第一宇宙速度的_倍 15.要使人造衛(wèi)星繞地球運(yùn)行，它發(fā)射的時(shí)候的速度必須等于或大于_，并且小于_；要使衛(wèi)星脫離地球引力不再繞地球運(yùn)行，從而在太陽(yáng)系中飛行，須使它的發(fā)射速度等于或大于_；要使它飛到太陽(yáng)系以外的地方去，它的發(fā)射速度必須等于或大于_（填速度的具體值） 四、綜合題16.一宇航員乘宇宙飛船到達(dá)某星球表面，他將所帶的一個(gè)長(zhǎng)為l=2m，傾角為=37的斜面，固定在該星球地面上，宇航員讓一個(gè)與斜面的滑動(dòng)摩擦因數(shù)為=0.5的小滑塊從斜面頂端由靜止釋放，他測(cè)出小滑塊到達(dá)斜面底端所用時(shí)間為t=2s求：（sin37=0.6，cos37=0.8） （1）該星球地面的重力加速度g； （2）若已知該星球半徑為r，萬(wàn)有引力恒量為g，忽略該星球的自轉(zhuǎn)，求星球的質(zhì)量m （3）該星球的第一宇宙速度？ 答案解析部分一、單選題1.【答案】b 【解析】【解答】解：根據(jù)萬(wàn)有引力提供向心力， g =m 得：v= ，在星球表面運(yùn)行的衛(wèi)星，軌道半徑近似等于星球半徑，即r=r已知月球質(zhì)量約為地球質(zhì)量的 ，月球半徑約為地球半徑的 ，地球上的第一宇宙速度約為7.9km/s，月球的第一宇宙速度和地球第一宇宙速度之比是 ，則月球的第一宇宙速度是地球第一宇宙速度的 倍，大約3.6km/s所以探月衛(wèi)星繞月運(yùn)行的速率約為1.8km/s故選：b【分析】第一宇宙速度是近地衛(wèi)星的環(huán)繞速度探月衛(wèi)星貼近月球表面，運(yùn)行的速率即為月球的第一宇宙速度根據(jù)月球質(zhì)量和地球質(zhì)量的關(guān)系，月球半徑和地球半徑的關(guān)系，根據(jù)第一宇宙速度的表達(dá)式求出月球的第一宇宙速度和地球第一宇宙速度的關(guān)系，從而求出月球的第一宇宙速度大小2.【答案】c 【解析】【解答】解：第一宇宙速度為v1= ， 由題目所提供的信息可知，任何天體均存在其所對(duì)應(yīng)的逃逸速度v2= ，太陽(yáng)的半徑為r，太陽(yáng)的逃逸速度為 = ，假定太陽(yáng)能夠收縮成半徑為r的黑洞，且認(rèn)為質(zhì)量不變，v2= c，解得： 2.5105 ， 故c正確，abd錯(cuò)誤；故選：c【分析】根據(jù)題設(shè)條件，當(dāng)天體的逃逸速度大于光速c時(shí)時(shí)，天體就成為黑洞而逃逸速度是環(huán)繞速度的 倍，根據(jù)萬(wàn)有引力提供向心力求出環(huán)繞速度，即可求出逃逸速度，就能得到r滿足的條件3.【答案】c 【解析】【解答】解：abc、火星探測(cè)器前往火星，脫離地球引力束縛，還在太陽(yáng)系內(nèi)，發(fā)射速度應(yīng)大于第二宇宙速度、小于第三宇宙速度，故ab錯(cuò)誤、c正確 d、由g =m 得：v= 已知火星的質(zhì)量約為地球質(zhì)量的 ，火星的半徑約為地球半徑的 ，可得火星的第一宇宙速度與地球第一宇宙速度之比： = = = ，故d錯(cuò)誤故選：c【分析】第一宇宙速度是衛(wèi)星發(fā)射的最小速度第二宇宙速度是人造天體脫離地球引力束縛所需的最小速度第三宇宙速度是人造天體脫離太陽(yáng)束縛所需的最小速度求一個(gè)物理量之比，我們應(yīng)該把這個(gè)物理量先表示出來(lái)，再進(jìn)行之比4.【答案】b 【解析】【解答】解：根據(jù)萬(wàn)有引力提供向心力即 =m 解得：v= 金星的半徑是地球的0.8倍，質(zhì)量為地球的0.4倍，得： = 忽略星球自轉(zhuǎn)的影響，根據(jù)萬(wàn)有引力等于重力列出等式：mg= 解得：g= 金星的半徑是地球的0.8倍，質(zhì)量為地球的0.4倍，所以 = ；故選：b【分析】求解第一宇宙速度（貼近中心天體表面的速度即為第一宇宙速度）應(yīng)該根據(jù)萬(wàn)有引力提供向心力來(lái)計(jì)算忽略星球自轉(zhuǎn)的影響，根據(jù)萬(wàn)有引力等于重力列出等式根據(jù)等式表示出所要求解的物理量，再根據(jù)已知條件進(jìn)行比較5.【答案】c 【解析】解答：解:設(shè)飛船的質(zhì)量為m，軌道為r，地球的質(zhì)量為m根據(jù)牛頓第二定律得： 則得， ，由于同步衛(wèi)星的軌道高度約3.6104km，遠(yuǎn)大于組合體的高度，則根據(jù)上式可知，組合體勻速圓周運(yùn)動(dòng)的周期一定小于同步衛(wèi)星的周期，即小于地球自轉(zhuǎn)的周期故a錯(cuò)誤第一宇宙速度是衛(wèi)星繞地球圓周運(yùn)動(dòng)的最大速度，等于近地衛(wèi)星的速度，由上式知，組合體勻速圓周運(yùn)動(dòng)的線速度一定小于第一宇宙速度，故b錯(cuò)誤由 知，組合體的軌道半徑較小，角速度較大，故c正確“神州九號(hào)”通過(guò)加速做離心運(yùn)動(dòng)，可以到“天宮一號(hào)”的軌道上去，從而實(shí)現(xiàn)和“天宮一號(hào)”對(duì)接，故d不正確 分析：由萬(wàn)有引力提供向心力，得到周期、線速度、角速度的表達(dá)式，再進(jìn)行分析abc由衛(wèi)星的變軌可分析6.【答案】c 【解析】【解答】解：a、由萬(wàn)有引力提供向心力 ，得：v= ，所以第一宇宙速度是人造地球衛(wèi)星在近地圓軌道上的運(yùn)行速度，是人造地球衛(wèi)星在圓軌道上運(yùn)行的最大速度，故a錯(cuò)誤；b、第一宇宙速度v= ，所以第一宇宙速度跟地球的質(zhì)量和半徑有關(guān)，故b錯(cuò)誤；c、它是人造地球衛(wèi)星的最小發(fā)射速度，故c正確；d、第二宇宙速度是使人造天體擺脫地球引力束縛所必需的最小地面發(fā)射速度，故d錯(cuò)誤故選：c【分析】由萬(wàn)有引力提供向心力解得衛(wèi)星做圓周運(yùn)動(dòng)的線速度表達(dá)式，判斷速度與軌道半徑的關(guān)系可得，第一宇宙速度是人造地球衛(wèi)星在近地圓軌道上的運(yùn)行速度，軌道半徑最小，線速度最大7.【答案】b 【解析】【解答】解：a、位于地球表面的物體受重力、支持力的作用，向心力是重力和支持力合力產(chǎn)生的效果，故a錯(cuò)誤；b、地心說(shuō)以地球?yàn)橹行?，所以是錯(cuò)誤的，而日心說(shuō)雖然準(zhǔn)確地說(shuō)明行星繞太陽(yáng)轉(zhuǎn)動(dòng)，但也存在很大局限，所以是不恰當(dāng)?shù)?，故b正確；c、位于赤道上隨地球自轉(zhuǎn)的物體，角速度與同步衛(wèi)星的角速度相同，但半徑不同，故線速度大小與近地衛(wèi)星線速度大小不相同，故c錯(cuò)誤；d、所有繞地球飛行的衛(wèi)星，其環(huán)繞速度均小于7.9m/s，半徑越大，環(huán)繞速度越小，故d錯(cuò)誤故選：b【分析】明確有關(guān)天體運(yùn)行規(guī)律的基本內(nèi)容，同時(shí)知道向心力的性質(zhì)，明確向心力是一種效果力；人造地球衛(wèi)星的半徑越高，則其線速度越小，其中運(yùn)行的最大線速度為第一宇宙速度7.9km/s8.【答案】b 【解析】【解答】解：設(shè)地球質(zhì)量m，某星球質(zhì)量6m，地球半徑r，某星球半徑1.5r由萬(wàn)有引力提供向心力做勻速圓周運(yùn)動(dòng)得： =m 解得：衛(wèi)星在圓軌道上運(yùn)行時(shí)的速度公式v= 分別代入地球和某星球的各物理量得：v地球= v星球= 解得：v星球=2v地球=16km/s故選：b【分析】物體在地面附近繞地球做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的速度叫做第一宇宙速度，大小8km/s，可根據(jù)衛(wèi)星在圓軌道上運(yùn)行時(shí)的速度公式v= 解得二、多選題9.【答案】bc 【解析】【解答】解：物體在地面附近繞地球做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的速度叫做第一宇宙速度，在地面附近發(fā)射飛行器，如果速度大于7.9km/s，而小于11.2km/s，它繞地球飛行的軌跡就不是圓，而是橢圓 a、人造衛(wèi)星在圓軌道上運(yùn)行時(shí)，運(yùn)行速度v= ，軌道半徑越大，速度越小，故第一宇宙速度是衛(wèi)星在圓軌道上運(yùn)行的最大速度，因而a錯(cuò)誤；bc、故它是人造地球衛(wèi)星在近地圓軌道上的運(yùn)行速度，也是衛(wèi)星進(jìn)入近地圓形軌道的最小發(fā)射速度，因而bc正確；d、如果物體速度大于11.2km/s，擺脫地球引力所必須具有的速度，故d錯(cuò)誤；故選：bc【分析】根據(jù)衛(wèi)星在圓軌道上運(yùn)行時(shí)的速度公式v= ，以及如果速度大于11.2km/s，它會(huì)擺脫地球引力，從而進(jìn)行判斷即可10.【答案】b,c,d 【解析】【解答】解：由萬(wàn)有引力提供向心力g =m 得：v= ，第一宇宙速度是從地球表面發(fā)射人造地球衛(wèi)星的最小發(fā)射速度，是人造地球衛(wèi)星繞地球飛行的最大環(huán)繞速度，也是近地圓形軌道上人造地球衛(wèi)星的運(yùn)行速度，所以bcd正確，a錯(cuò)誤；故選：bcd【分析】由萬(wàn)有引力提供向心力解得衛(wèi)星做圓周運(yùn)動(dòng)的線速度表達(dá)式，判斷速度與軌道半徑的關(guān)系可得，第一宇宙速度是人造地球衛(wèi)星在近地圓軌道上的運(yùn)行速度，軌道半徑最小，線速度最大11.【答案】abc 【解析】【解答】解：a、當(dāng)v0=1.0km/s，最終落回地面，其軌跡是拋物線，故a正確； b、v0=7.9km/s，其軌跡是圓，故b正確；c、當(dāng)v0=10.0km/s，大于第一宇宙速度，繞地球運(yùn)行，其軌跡是橢圓，故c正確；d、當(dāng)v0=18.0km/s，大于第三宇宙速度，將沖出太陽(yáng)系，其軌跡是拋物線，故d錯(cuò)誤；故選：abc【分析】第一宇宙速度是人造地球衛(wèi)星環(huán)繞地球做勻速圓周運(yùn)動(dòng)時(shí)的最大速度地球同步衛(wèi)星的發(fā)射速度大于第一宇宙速度人造地球衛(wèi)星運(yùn)行時(shí)速度大于第二宇宙速度時(shí)，就脫離地球束縛第三宇宙速度是物體逃離太陽(yáng)的最小速度12.【答案】bc 【解析】【解答】解：a、“天宮一號(hào)”的發(fā)射速度不應(yīng)大于第二宇宙速度，若大于則會(huì)脫離地球的吸引故a錯(cuò)誤； b、對(duì)接時(shí)，半徑相同，則加速度大小相等故b正確； c、所有衛(wèi)星的運(yùn)行速度都小于第一宇宙速度故c正確； d、對(duì)接前，“神舟九號(hào)”欲追上“天宮一號(hào)”，可以在內(nèi)軌道上點(diǎn)火加速若在同一軌道加速，則會(huì)做離心運(yùn)動(dòng)，不會(huì)相遇，故d錯(cuò)誤；故選：bc【分析】人造地球衛(wèi)星的發(fā)射速度要大于或等于第一宇宙速度小于第二宇宙速度，要使衛(wèi)星實(shí)現(xiàn)對(duì)接可在低軌道加速，若軌道相同，則加速度相等據(jù)此分析各問(wèn)題三、填空題13.【答案】最??；最大 【解析】【解答】解：第一宇宙速度是發(fā)射衛(wèi)星的最小的發(fā)射速度， 根據(jù)v= ，第一宇宙速度也是衛(wèi)星繞地球運(yùn)行的最大的環(huán)繞速度；故答案為：最小，最大【分析】第一宇宙速度又稱(chēng)為環(huán)繞速度，是指在地球上發(fā)射的物體繞地球飛行作圓周運(yùn)動(dòng)所需的最小初發(fā)射速度14.【答案】；【解析】【解答】解： 由萬(wàn)有引力提供向心力可得： ，解得： ，則人造衛(wèi)星的加速度與地面重力加速度之比為： 第一宇宙速度為v： ，解得： 同理可得人造衛(wèi)星的速度為： 故人造衛(wèi)星的速度與第一宇宙速度之比為： = 故答案為： ； 【分析】由萬(wàn)有引力提供向心力可表示人造衛(wèi)星的加速度，第一宇宙速度是衛(wèi)星在近地圓軌道上的環(huán)繞速度，根據(jù)引力等于向心力，列式求解；根據(jù)萬(wàn)有引力提供向心力表示出線速度即可求解15.【答案】7.9km/s；11