粵教版高中物理3.3飛向太空同步測試粵教版高中物理必修二3.3飛向太空同步測試一、單項選擇題L我國已發射繞月運行的探月衛星.月球質量是地球質量的_L,月球半徑是地球半徑的地球上的第一宇宙速Sl 4度為7.9km∕s,那么月球上的第一宇宙速度為〔 )0.4km∕s1.8km∕s11km∕s36km∕s2.第一宇宙速度又叫做環繞速度，第二宇宙速度又叫做逃逸速度.理論分析說明，逃逸速度環繞速度的而倍，這個關系對其他天體也是成立的.有些恒星，在核聚變反響的燃料耗盡而“死亡〃后，強大的引力把其中的物質緊緊地壓在一起，它的質量非常大，半徑又非常小，以致于任何物質和輻射進入其中都不能逃逸，甚至光也不能逃逸，這種天體被稱為黑洞.光在真空中傳播的速度為C,太陽的半徑為R,太陽的逃逸速度為品.假定太陽能夠收縮成半徑為r的黑洞，且認為質量不變，那么應大于〔 〕JrA.250B.500C.2.5×IO5D.5.0×1053.2021年中俄曾聯合實施探測火星方案，由中國負責研制的“螢火一號〃火星探測器與俄羅斯研制的“福布斯-土壤〃火星探測器一起由俄羅斯“天頂〃運載火箭發射前往火星.由于火箭故障未能成功，假設發射成功，且火星的質量約為地球質量的J,火星的半徑約為地球半徑的以下關于火星探測器向說法中正確的選項是12)A.發射速度只要大于第一宇宙速度即可B.發射速度只有到達第三宇宙速度才可以C.發射速度應大于第二宇宙速度且小于第三宇宙速度D.火星探測器環繞火星運行的最大速度約為第一宇宙速度的印4.金星的半徑是地球的0.8倍，質量是地球的0.4倍，金星外表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、2：2C.1：2、2：2D.1：2、1：25.航天員劉旺手動控制“神舟九號〃飛船完成與“天宮一號〃的交會對接，形成組合體繞地球做勻速圓周運動，軌道高度為340km.。測控通信由兩顆在地球同步軌道運行的“天鏈一號〃中繼衛星、陸基測控站、測量船，以及北京飛控中心完成.根據以上信息和你對航天相關知識的理解，以下描述正確的選項是〔〕A.組合體勻速圓周運動的周期一定大于地球的自轉周期。B.組合體勻速圓周運動的線速度一定大于第一宇宙速度。C.組合體勻速圓周運動的角速度大于“天鏈一號〃中繼衛星的角速度D. “神舟九號〃從低軌道必須減速才能與“天宮一號〃的交會對接.第一宇宙速度就是〔〕A.人造天體環繞地球運動的最小速度B.第一宇宙速度跟地球的半徑無關C.使人造天體環繞地球運動所必需的最小地面發射速度D.使人造天體擺脫地球引力束縛所必需的最小地面發射速度.以下說法中正確的選項是1 )A.位于地球外表的物體受向心力、重力、支持力三個力的作用.地心說是錯誤的，日心說是不恰當C.位于赤道上隨地球自轉的物體，線速度大小與近地衛星線速度大小相同D.所有繞地球飛行的衛星，其環繞速度均大于.9m∕s.某行星的質量是地球的6倍、半徑是地球的1.5倍，地球的第一宇宙速度約為8km∕s,那么該行星的第一宇宙速度約為O4km∕s16km∕sC. 32km∕sD.48km∕s二、多項選擇題.關于第一宇宙速度，下面說法中正確的選項是〔 〕A.它是人造地球衛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星的運行速度C.它是能使衛星進入近地圓形軌道的最小發射速度D.物體擺脫地球引力所必須具有的速度.關于第一宇宙速度，以下說法正確的選項是OA.它是人造地球衛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星的運行速度C.它是能使衛星進入近地圓形軌道的最小發射速度D.它是人造地球衛星繞地球飛行的最大環繞速度.設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∏.2km∕s,第三宇宙速度為16.7km∕s,且不計大氣阻力，那么對下述不同初速度炮彈軌跡的討論中正確的選項是〔 〕A.vθ=l.0km∕s,其軌跡是拋物線B.vθ=7.9km∕s,其軌跡總圓 °v°=10.0km∕s,其軌跡是繞地球運動的橢圓v：=18.0km/s其軌跡是繞太陽運動的橢圓12.我國已先后成功發射了飛行器“天宮一號〃和飛船“神舟九號〃，并成功地進行了對接，假設“天宮一號〃能在離地面約300km高的圓軌道上正常運行，以下說法中正確的選項是〔〕A. “天宮一號〃的發射速度應大于第二宇宙速度B.對接時，“神舟九號〃與“天宮一號〃的加速度大小相等C.對接后，“天宮一號〃的速度小于第一宇宙速度D.對接前，“神舟九號〃欲追上“天宮一號〃，必須在同一軌道上點火加速三、填空題.第一宇宙速度是發射衛星的〔填最大或最小〕發射速度，是衛星繞地球運行的〔填最大或最小）環繞速度..離地面是地球半徑n倍的圓形軌道上，人造衛星的加速度是地面重力加速度的倍，人造衛星的速度是第一宇宙速度的倍..要使人造衛星繞地球運行，它發射的時候的速度必須等于或大于，并且小于;要使衛星脫離地球引力不再繞地球運行，從而在太陽系中飛行，須使它的發射速度等于或大于;要使它飛到太陽系以外的地方去，它的發射速度必須等于或大于?〔填速度的具體值）四、綜合題.一宇航員乘宇宙飛船到達某星球外表，他將所帶的一個長為L=2m,傾角為。=37。的斜面，固定在該星球地面上，宇航員讓一個與斜面的滑動摩擦因數為μ-0.5的小滑塊從斜面頂端由靜止釋放，他測出小滑塊到達斜面底端所用時間為t=2s?求：1sin37°=0.6,cos37°=0.8)(1〕該星球地面的重力加速度g；〔2〕假設該星球半徑為R,萬有引力恒量為G,忽略該星球的自轉，求星球的質量M.(3〕該星球的第一宇宙速度？答案解析局部一、單項選擇題L【答案】B【解析】【解答】解：根據萬有引力提供向心力，G%=πι竿得：V二用在星球外表運行的衛星，軌道半徑捻似落于星球半'徑，即r=R月球質量約為地球質量的吉，月球半徑約為地球半徑的五地球上的第一宇宙速武勺為7.9km∕s,月球的第一宇宙速度和地球第一宇宙速度之比是看,那么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.所以探月衛星繞月運行的速率約為1.8km∕s.應選：B.【分析】第一宇宙速度是近地衛星的環繞速度.探月衛星貼近月球外表，運行的速率即為月球的第一宇宙速度.根據月球質量和地球質量的關系,月球半徑和地球半徑的關系，根據第一宇宙速度的表達式求出月球的第一宇宙速度和地球第一宇宙速度的關系，從而求出月球的第一宇宙速度大小..【答案】C【解析】【解答】解：第一宇宙速度為v：符，由題目所提供的信息可知，任何天體均存在我所W應的逃逸速度V2=閥，太陽的半徑為R,太陽的逃逸速度為同二匿.假定%：陽能夠收縮成半徑為r的黑洞，且認為質量不變，削＞C,解得：亭＞2.5X105,故C正確,ABD錯誤；2應選'：C.【分析】L據題設條件，當天體的逃逸速度大于光速C時時，天體就成為黑洞.而逃逸速度是環繞速度的回倍，根據萬有引力提供向心力求出環繞速度，即可求出逃逸速度，就能得到R滿足的條件..【答案】C【解析】【解答】解：ABC、火星探測器前往火星，脫離地球引力束縛，還在太陽系內，發射速度應大于第二宇宙速度、小于第三宇宙速度，故AB錯誤、C正確.D、由Gφι=m登得:V=牌火星的質量約為地球質量的白火星的半徑約為地球半徑的弓，可得火星的第一宇宙速度與地球第一宇宙速度之比：登二豚苧二爐廠，故故D錯誤.應選：C.【分析】第一宇宙速度是衛星發射的最小速度.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束縛所需的最小速度.求一個物理量之比，我們應該把這個物理量先表示出來，再進行之比..【答案】B【解析】【解答】解：根據萬有引力提供向心力即呼=m受解得：V二牌金星的半徑是地球的0?8倍，質量為地友的0.4倍，?:2?=瓦忽略星球自轉的影響，根據萬? 2有引力等于重力列出等式：mg=呼解得：g=駕金星的半徑是地球的0?8倍，質量& JR上為地球的0.4倍，所以建二:應選：B.【分析】求解?s第一宇宙速度〔貼近中心天體外表的速度即為第一宇宙速度〕應該根據萬有引力提供向心力來計算.忽略星球自轉的影響，根據萬有引力等于重力列出等式.根據等式表示出所要求解的物理量，再根據條件進行比擬..【答案】C【解析】解答：解:設飛船的質量為m,軌道為r,地球的質量為M.根據牛頓第二定律得：g*==L?一至『那Y1κ F-么得， ，由于同步衛星的軌道高度VrRkVGAf約3.6X104km,遠大于組合體的高度，那么根據上式可知，組合體勻速圓周運動的周期一定小于同步衛星的周期，即小于地球自轉的周期.故A錯誤.第一宇宙速度是衛星繞地球圓周運動的最大速度，等于近地衛星的速度，由上式知，組合體勻速圓周運動的線速度一定小于第一宇宙速度，故B錯誤.由?=部知，組合體的軌道半徑較小，角速度較大，故C正確^“神州九號〃通過加速做離心運動，可以到“天宮一號〃的軌道上去，從而實現和“天宮一號〃對接，故D不正確.分析：由萬有引力提供向心力，得到周期、線速度、角速度的表達式，再進行分析ABC.由衛星的變軌可分析.【答案】C【解析】【解答】解：A、由萬有引力提供向心力學/A得：V=懵，所以第一宇宙速度是人造地球衛營在近地圓軌道上防運行速度，是人造地球衛星在圓軌道上運行的最大速度，故A錯誤；B、第一宇宙速度V二停，所以第一宇宙速度跟地球的質量和半徑有關，故B錯誤；C、它是人造地球衛星的最小發射速度，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射速度，故D錯誤.應選：C【分析】由萬有引力提供向心力解得衛星做圓周運動的線速度表達式，判斷速度與軌道半徑的關系可得，第一宇宙速度是人造地球衛星在近地圓軌道上的運行速度，軌道半徑最小，線速度最大..【答案】B【解析】【解答】解：A、位于地球外表的物體受重力、支持力的作用，向心力是重力和支持力合力產生的效果,故A錯誤；B、地心說以地球為中心，所以是錯誤的，而日心說雖然準確地說明行星繞太陽轉動，但也存在很大局限，所以是不恰當的，故B正確；C、位于赤道上隨地球自轉的物體，角速度與同步衛星的角速度相同，但半徑不同，故線速度大小與近地衛星線速度大小不相同，故C錯誤；D、所有繞地球飛行的衛星，其環繞速度均小于7.9m∕s,半徑越大，環繞速度越小，故D錯誤.應選：B.【分析】明確有關天體運行規律的根本內容，同時知道向心力的性質，明確向心力是一種效果力；人造地球衛星的半徑越高，那么其線速度越小，其中運行的最大線速度為第一宇宙速度7.9km∕s..【答案】B【解析】【解答】解：設地球質量M,某星球質量6M,地球半徑r,某星球半徑1.5r由萬有引力提供向心力做勻速圓周運動得：二；三二m三解得：衛星在圓軌道上運行時的速度公式V二部分別代入地球和某星球的各物理量得：V=地球GMV星球=需解得：V星球=2v地球=16km∕s應選：B.【分析】物體在地質附近繞地球做勻速圓周運動的速度叫做第一宇宙速度，大小8km∕s,可根據衛星在圓軌道上運行時的速度公式V=懵解得.二、多項選擇題.【答案】BC【解析】【解答】解：物體在地面附近繞地球做勻速圓周運動的速度叫做第一宇宙速度，在地面附近發射飛行器，如果速度大于7.9km∕s,而小于∏.2km∕s,它繞地球飛行的軌跡就不是圓，而是橢圓.A、人造衛星在圓軌道上運行時，運行速度v=、國T，軌道半徑越大，速度越小，故第一宇宙速度是衛星在圓軌道上運行的最大速度，因而A錯誤；BC、故它是人造地球衛星在近地圓軌道上的運行速度，也是衛星進入近地圓形軌道的最小發射速度，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錯誤；應選：BC.【分析】根據衛星在圓軌道上運行時的速度公式V二呼，以及如果速度大于∏.2km∕s,它會擺脫地球引力，從而進行判斷即可..【答案】B,C,D【解析】【解答】解：由萬有引力提供向心力G學=m能得：v=懵，第一宇宙速度是從地球外表發射人造地球衛星的最小發射速度，是人造地球衛星繞地球飛行的最大環繞速度，也是近地圓形軌道上人造地球衛星的運行速度，所以BCD正確，A錯誤；應選：BCD【分析】由萬有引力提供向心力解得衛星做圓周運動的線速度表達式，判斷速度與軌道半徑的關系可得，第一宇宙速度是人造地球衛星在近地圓軌道上的運行速度，軌道半徑最小，線速度最大..【答案】ABC【解析】【解答】解：A、當v°=1.0km∕s，最終落回地面，其軌跡是拋物線，故A正確；B、v°=7?9km∕s，其軌跡是圓，故B正確； °C、當vo=10?0km∕s,大于第一宇宙速度，繞地球運行，其軌跡是橢圓，故C正確；D、當vo=18?0km∕s,大于第三宇宙速度，將沖出太陽系，其軌跡是拋物線，故D錯誤；應選：ABC.【分析】第一宇宙速度是人造地球衛星環繞地球做勻速圓周運動時的最大速度.地球同步衛星的發射速度大于第一宇宙速度.人造地球衛星運行時速度大于第二宇宙速度時，就脫離地球束縛.第三宇宙速度是物體逃離太陽的最小速度..【答案】BC【解析】【解答】解：A、“天宮一號〃的發射速度不應大于第二宇宙速度,假設大于那么會脫離地球的吸引.故A錯誤； B、對接時，半徑相同，那么加速度大小相等.故B正確；C、所有衛星的運行速度都小于第一宇宙速度.故C正確；D、對接前，“神舟九號〃欲追上“天宮一號〃，可以在內軌道上點火加速.假設在同一軌道加速,那么會做離心運動，不會相遇，故D錯誤；應選：BC.【分析】人造地球衛星的發射速度要大于或等于第一宇宙速度小于第二宇宙速度，要使衛星實現對接可在低軌道加速，假設軌道相同，那么加速度相等.據此分析各問題.三、填空題.【答案】最小；最大【解析】【解答】解：第一宇宙速度是發射衛星的最小的發射速度，根據V=呼第一宇宙速度也是衛星繞地球運行的最大的環繞速度；故答案為：最小，最大.【分析】第一宇宙速度又稱為環繞速度，是指在地球上發射的物體繞地球飛行作圓周運動所需的最小初發射速度..【答案】嵩；蕭【解析X解答】解：由萬有引力提供向心力可得:G甥5,解得：好饕，那么人造衛星的加速度與地面重力加速度之比為:力券扁第一宇宙速度為“嗖=聯,解得:尸座同理可得人造衛星的速度為：廣用故人造衛星的速度與第一宇宙速度之比為』后卷故答案為：一;一【分析】由萬有引力提供向心力可表示人造衛

Qi+1? J/i+1星的加速度，第一宇宙速度是衛星在近地圓軌道上的環繞速度，根據引力等于向心力，列式求解；根據萬有引力提供向心力表示出線速度即可求解..【答案】7.9km/s；11.2km/s；11.2