第2讲 人造卫星 宇宙速度
一、选择题(每小题6分,共60分)
1.(2015·重庆一中月考)欧洲天文学家在太阳系之外发现了一颗可能适合人类居住的行星,命名为“格利斯581c”。该行星的质量是地球质量的5倍,直径是地球直径的1.5倍。设想在该行星表面附近绕行星沿圆轨道运行的人造卫星动能为Ek1,在地球表面附近绕地球沿圆轨道运行的相同质量的人造卫星动能为Ek2,则A.7.5 【解析】由确。
2.(2015·绵阳三诊)2015年3月30号21点52分,我国在西昌卫星发射中心用长征三号丙运载火箭,将我国首颗新一代北斗导航卫星发射升空,于31号凌晨3点34分顺利进入预定轨道。这次发射的新一代北斗导航卫星,是我国发射的第17颗北斗导航卫星。北斗卫星导航系统空间段计划由35颗卫星组成,包括5颗静止轨道卫星、27颗中轨道地球卫星、3颗倾斜同步轨道卫星。中轨道地球卫星和静止轨道卫星都绕地球球心做圆周运动,中轨道地球卫星离地面高度低,则中轨道地球卫星与静止轨道卫星相比,做圆周运动的 A.周期大 C.角速度小
B.线速度小 D.向心加速度大
(D)
B.0.13
C.0.3
约为 (D)
D.3.33
=3.33,D项正
【解析】卫星离地面的高度越低,则运动半径越小,根据万有引力提供圆周运动向心力得G
2
,知半径越小,向心加速度越大,D项正确。
1
3.(2015·青岛期末检测)(多选)一颗人造卫星在地球圆轨道上运行的周期与地球自转周期相同,但该轨道平面与赤道平面有一定的夹角,因此该轨道也被称为倾斜同步轨道,根据以上信息请判断下列说法中正确的是
(AD)
A.该卫星做匀速圆周运动的圆心一定是地球的球心 B.该卫星离地面的高度要小于地球同步卫星离地面的高度 C.地球对该卫星的万有引力一定等于地球对同步卫星的万有引力 D.处于倾斜同步轨道上的卫星可能在每天的固定时间经过青岛上空
【解析】卫星绕地球做匀速圆周运动的条件是万有引力提供向心力,因此所有卫星做圆周运动的圆心一定是地心,A项正确;由
可得只要卫星运行周期相同,运行半径就一定相
同,B项错误;因为两卫星的质量不一定相同,故两卫星受到的万有引力也不一定相同,C项错误;只要倾斜同步轨道卫星的运行轨道经过青岛上空,则以后每过24 h都经过青岛上空一次,D项正确。
4.(2015·江西师范大学附属中学三模)我国自行研制的探月工程三期载人返回飞行试验器,在西昌卫星发射中心用长征三号丙运载火箭发射升空,我国探月工程首次实施的载人返回飞行试验首战告捷。假设月球是一个质量为M,半径为R的均匀球体,万有引力常量为G,下列说法中正确的是
(A)
A.在月球上发射一颗环绕其表面运行的卫星,它的最小周期为2πR
B.在月球上发射一颗环绕其表面运行的卫星,它的最大运行速度为
C.在月球上以初速度v0竖直上抛一个物体,物体上升的最大高度为
D.在月球上以初速度v0竖直上抛一个物体,物体落回到抛出点所用时间为
2
【解析】由
,D项错误。
5.(2015·南平检测)某星球直径为d,宇航员在该星球表面以初速度v0竖直上抛一个物体,物体上升的最大高度为h,若物体只受该星球引力作用,则该星球的第一宇宙速度为 (D) A.
B.2v0
C. D.
【解析】由
,故D项正确。
6.(2015·菏泽二模)(多选)火星探测已成为世界各国航天领域的研究热点。现有人想设计发射一颗火星的同步卫星。若已知火星的质量M,半径R0,火星表面的重力加速度g0,自转的角速度ω0,引力常量G,则同步卫星离火星表面的高度为(AC) A.
-R0
B.
C. -R0 D.
3
【解析】对于火星表面的物体mg0=G
0
0
000
-R0,综合上述可知A、C项正确。
7.(2016·湖北汉川一中期中检测)“轨道康复者”是“垃圾”卫星的救星,被称为“太空110”,它可在太空中给“垃圾”卫星补充能源,延长卫星的使用寿命。假设“轨道康复者”的轨道半径为地球同步卫星轨道半径的五分之一,其运动方向与地球自转方向一致,轨道平面与地球赤道平面重合,下列说法中正确的是
(D)
A.“轨道康复者”可在高轨道上加速,以实现对低轨道上卫星的拯救 B.站在赤道上的人观察到“轨道康复者”向西运动 C.“轨道康复者”的速度是地球同步卫星速度的5倍 D.“轨道康复者”的加速度是地球同步卫星加速度的25倍
【解析】“轨道康复者”在高轨道上加速,则万有引力不足以提供向心力,做离心运动到达更高的轨道,不可能拯救更低轨道上的卫星,A项错误;角速度
ω=
4
