{高考必备]高一物理精品同步练习第六章第五节宇宙航行尖子生选做题教师版（新人版必修2）Word版含答案.docVIP

尖子生选做题教师版 6.5 宇宙航行 1．经典力学不能适用于下列哪些运动(　　) A．火箭的发射 B．宇宙飞船绕地球的运动 C．“勇气号”宇宙探测器的运动 D．以99%倍光速运行的电子束 解析：选D.经典力学在低速运动的广阔领域(包括天体力学的研究)中，经受了实践的检验，取得了巨大的成就，但在高速领域不再适用，故选项A、B、C适用． 2．2013年6月，我国成功发射了搭载3名宇航员(其中一名女士)的“神州十号”飞船，在飞船进入圆形轨道环绕地球飞行时，它的线速度大小(　　) A．等于7.9 km/s B．介于7.9 km/s和11.2 km/s之间 C．小于7.9 km/s D．介于7.9 km/s和16.7 km/s之间 解析：选C.卫星在圆形轨道上运动的速度v＝ .由于rR地，所以v ＝7.9 km/s，C正确． 3. 如图所示，飞船从轨道1变轨至轨道2.若飞船在两轨道上都做匀速圆周运动，不考虑质量变化，相对于在轨道1上，飞船在轨道2上的(　　) A．动能大 B．向心加速度大 C．运行周期长 D．角速度小 解析：选CD.由万有引力提供向心力有：＝＝ma＝mω2R＝mR，得环绕速度v＝，可知v2v1，Ek2Ek1，A错误；由a＝，可知a2a1，B错误；由T＝2π，可知T2T1，C正确；由ω＝，可知ω2ω1，D正确． 4．目前，在地球周围有许多人造地球卫星绕着它转，其中一些卫星的轨道可近似为圆，且轨道半径逐渐变小．若卫星在轨道半径逐渐变小的过程中，只受到地球引力和稀薄气体阻力的作用，则下列判断正确的是(　　) A．卫星的动能逐渐减小 B．由于地球引力做正功，引力势能一定减小 C．由于气体阻力做负功，地球引力做正功，机械能保持不变 D．卫星克服气体阻力做的功小于引力势能的减小 解析：选BD.卫星半径减小时，分析各力做功情况可判断卫星能量的变化． 卫星运转过程中，地球的引力提供向心力，G＝m，受稀薄气体阻力的作用时，轨道半径逐渐变小，地球的引力对卫星做正功，势能逐渐减小，动能逐渐变大，由于气体阻力做负功，卫星的机械能减小，选项B、D正确． 5．已知地球半径为R，地球表面的重力加速度为g，某人造地球卫星在距地球表面高度等于地球半径3倍处做匀速圆周运动，求： (1)卫星的线速度； (2)卫星绕地球做匀速圆周运动的周期． 解析：设卫星绕地球做匀速圆周运动的周期为T，根据万有引力定律和牛顿第二定律得 G＝m，G＝m()2·4R 质量为m′的物体在地球表面所受的重力等于万有引力的大小，即G＝m′g 联立以上三式解得v＝，T＝16π. 答案：(1)　(2)16π 一、单项选择题 1．由于通讯和广播等方面的需要，许多国家发射了地球同步轨道卫星，这些卫星的(　　) A．质量可以不同 B．轨道半径可以不同 C．轨道平面可以不同 D．速率可以不同 解析：选A.同步卫星运行时，万有引力提供向心力，＝m2r＝m，故有＝，v＝，由于同步卫星运行周期与地球自转周期相同，故同步卫星的轨道半径大小是确定的，速度v也是确定的，同步卫星的质量可以不同．要想使卫星与地球自转同步，轨道平面一定是赤道平面．故只有选项A正确． 2．今年4月30日，西昌卫星发射中心发射的中圆轨道卫星，其轨道半径为2.8×107 m．它与另一颗同质量的同步轨道卫星(轨道半径为4.2×107 m)相比(　　) A．向心力较小 B．动能较大 C．发射速度都是第一宇宙速度 D．角速度较小 解析：选B.由F向＝F万＝G知，中圆轨道卫星向心力大于同步轨道卫星(G、M、m相同)，故A错误；由Ek＝mv2，v＝ ，得Ek＝，且由R中R同知，中圆轨道卫星动能较大，故B正确；第一宇宙速度是最小的卫星发射速度，故C错误；由ω＝ 可知，中圆轨道卫星角速度较大，故D错误． 3．宇宙飞船和空间站在同一轨道上运动，若飞船想与前面的空间站对接，飞船为了追上轨道空间站，可采取的方法是(　　) A．飞船加速直到追上空间站，完成对接 B．飞船从原轨道减速至一个较低轨道，再加速追上空间站完成对接 C．飞船加速至一个较高轨道再减速追上空间站完成对接 D．无论飞船采取何种措施，均不能与空间站对接 解析：选B.由于宇宙飞船做圆周运动的向心力是地球对其施加的万有引力，由牛顿第二定律有＝m，得v＝ ，想追上同轨道上的空间站，直接加速会导致飞船轨道半径增大，由上式知飞船在一个新轨道上运行时速度比空间站的速度小，无法对接，故A错误；飞船若先减速，它的轨道半径减小，但速度增大了，故在低轨道上飞船可接近或超过空间站．当飞船运动到合适的位置后再加速，则其轨道半径增大，同时速度减小，当刚好运动到空间站所在轨道时停止加速，则飞船的速度刚好等于空间站的速度，可完成对接，故B正确． 4．一人造地球卫星绕地球做匀速圆周运动，假如该卫星变轨