專題訓(xùn)練(四)專題4人造衛(wèi)星宇宙速度時間/40分鐘基礎(chǔ)穩(wěn)固1.[2017·湖北七市聯(lián)考]人造地球衛(wèi)星在繞地球做圓周運(yùn)動的過程中,以下說法正確的選項是( )A.衛(wèi)星離地球越遠(yuǎn),角速度越大B.同一圓軌道上運(yùn)轉(zhuǎn)的兩顆衛(wèi)星的線速度大小必定同樣C.全部地球衛(wèi)星運(yùn)轉(zhuǎn)的剎時速度都大于7.9km/sD.地球同步軌道衛(wèi)星能夠在以地心為圓心、離地高度為固定值的全部圓軌道上運(yùn)動2.[2017·山東濰坊統(tǒng)考]衛(wèi)星電話信號需要經(jīng)過地球同步衛(wèi)星傳遞.已知地球半徑為r,無線電信號流傳速度為c,月球繞地球運(yùn)動的軌道半徑為60r,運(yùn)轉(zhuǎn)周期為27天.在地面上用衛(wèi)星電話通話,從一方發(fā)出信號至對方接收到信號所需最短時間為( )A.3.[2017·鄭州質(zhì)檢]據(jù)報導(dǎo),當(dāng)前我國正在研制“螢火二號”火星探測器.探測器升空后,先在近地軌道上以線速度v圍繞地球飛翔,再調(diào)整速度進(jìn)入地火轉(zhuǎn)移軌道,最后再一次調(diào)整速度以線速度v'在火星表面鄰近圍繞飛翔.若以為地球和火星都是質(zhì)量散布均勻的球體,已知火星與地球的半徑之比為12,密度之比為57,設(shè)火星與地球表面重力加快度分別為g'和,以下結(jié)論正確的選項是∶∶g( )A.g'∶g=4∶1B.g'∶g=10∶7C.v'∶v=4.[2017·長春質(zhì)檢]某國成功發(fā)射了一顆衛(wèi)星,該衛(wèi)星在近地址高度為494.6km、遠(yuǎn)地址高度為500km的軌道上運(yùn)轉(zhuǎn),它的運(yùn)轉(zhuǎn)軌道可視為圓周,運(yùn)轉(zhuǎn)周期為94分24秒.對于該衛(wèi)星,以下表述正確的是( )A.該衛(wèi)星軌道能夠隨意選擇,地心不用在其軌道平面內(nèi)B.該衛(wèi)星的發(fā)射速度小于第一宇宙速度C.該衛(wèi)星在軌道上運(yùn)轉(zhuǎn)的線速度大于地球同步衛(wèi)星運(yùn)轉(zhuǎn)的線速度D.該衛(wèi)星只要加快,即可追上同軌道運(yùn)轉(zhuǎn)的其余衛(wèi)星15.[2017·石家莊調(diào)研]星球上的物體離開星球引力所需要的最小發(fā)射速度稱為第二宇宙速度,星球的第二宇宙速度v2與第一宇宙速度v1的關(guān)系是v2=v1.已知某星球的半徑為r,它表面的重力加快度為地球表面重力加快度gE的,不計其余星球的影響,則該星球的第二宇宙速度為( )A.C.grE6.[2017·四川廣元模擬]機(jī)器人“玉兔號”在月球表面做了一個自由落體實驗,測得物體從靜止自由著落h高度的時間為t.已知月球半徑為,自轉(zhuǎn)周期為,引力常量為,則( )RTGA.月球表面的重力加快度為B.月球的第一宇宙速度為C.月球質(zhì)量為D.月球同步衛(wèi)星離月球表面的高度為-R技術(shù)提高7.[2017·石家莊質(zhì)檢]兩顆互不影響的行星P1、P2各有一顆近地衛(wèi)星S1、S2繞其做勻速圓周運(yùn)動.圖Z4-1中縱軸表示行星四周空間某地點的引力加快度大小a,橫軸表示該地點到行星中心距離r的二次方的倒數(shù),a-關(guān)系圖線如下圖.若衛(wèi)星S1、S2的引力加快度大小均為a0,則( )圖Z4-1A.S1的質(zhì)量比S2的大B.P1的質(zhì)量比P2的大C.P1的第一宇宙速度比P2的小D.P1的均勻密度比P2的大28.(多項選擇)[2017·北京通州摸底]用彈簧測力計稱量一個相對于地球靜止的小物體的重力,隨稱量位置的變化可能會有不一樣的結(jié)果.已知地球質(zhì)量為,引力常量為G.將地球視為半徑為、質(zhì)量均勻分MR布的球體.以下說法正確的選項是()A.在北極地面上稱量時,彈簧測力計讀數(shù)為F0=GB.在赤道地面上稱量時,彈簧測力計讀數(shù)為F1=GC.在北極上空超出地面h處稱量時,彈簧測力計讀數(shù)為F2=GD.在赤道上空超出地面h處稱量時,彈簧測力計讀數(shù)為F3=G9.[2017·貴陽質(zhì)檢]“天宮一號”目標(biāo)飛翔器與“神舟十號”飛船自動交會對接前的表示圖如圖Z4-2所示,圓形軌道Ⅰ為“天宮一號”運(yùn)轉(zhuǎn)軌道,圓形軌道Ⅱ為“神舟十號”運(yùn)轉(zhuǎn)軌道.今后“神舟十號”要進(jìn)行多次變軌,才能實現(xiàn)與“天宮一號”交會對接,則( )圖Z4-2A.“天宮一號”的運(yùn)轉(zhuǎn)速率大于“神舟十號”在軌道Ⅱ上的運(yùn)轉(zhuǎn)速率B.“神舟十號”變軌后比變軌前高度增添,機(jī)械能減少C.“神舟十號”能夠經(jīng)過減速而使軌道半徑變大D.“天宮一號”和“神舟十號”對接瞬時的向心加快度大小相等10.(多項選擇)2017年1月23日,我國首顆1米分辨率C頻段多極化合成孔徑雷達(dá)(SAR)衛(wèi)星“高分三號”正式投入使用.某天文喜好者觀察衛(wèi)星繞地球做勻速圓周運(yùn)動時,發(fā)現(xiàn)該衛(wèi)星每經(jīng)過時間t經(jīng)過的弧長為l,該弧長對應(yīng)的圓心角為θ(弧度),已知引力常量為G,則以下說法正確的選項是( )A.衛(wèi)星繞地球做勻速圓周運(yùn)動的線速度大小為B.衛(wèi)星繞地球做勻速圓周運(yùn)動的角速度為2π3C.地球的質(zhì)量為D.衛(wèi)星的質(zhì)量為11.(多項選擇)[2017·深圳質(zhì)檢]跟著世界航空事業(yè)的發(fā)展,深太空探測已漸漸成為各國關(guān)注的熱門.假設(shè)深太空中有一顆外星球,其質(zhì)量是地球質(zhì)量的2倍,半徑是地球半徑的,則以下判斷正確的選項是( )A.該外星球的同步衛(wèi)星的周期必定小于地球同步衛(wèi)星的周期B.某物體在該外星球表面所受的重力是在地球表面所受重力的8倍C.該外星球上第一宇宙速度是地球上第一宇宙速度的2倍D.繞該外星球運(yùn)轉(zhuǎn)的人造衛(wèi)星和以同樣軌道半徑繞地球運(yùn)轉(zhuǎn)的人造衛(wèi)星擁有同樣的速度12.[2017·太原模擬]據(jù)媒體報導(dǎo),科學(xué)家在太陽系發(fā)現(xiàn)一顆未為人知的外號為“第9大行星”的巨型行星.《天文學(xué)雜志》研究員巴蒂金和布朗表示,固然沒有直接察看到,但他們經(jīng)過數(shù)學(xué)模型和電腦模擬發(fā)現(xiàn)了這顆行星.該行星質(zhì)量是地球質(zhì)量的10倍,公轉(zhuǎn)軌道半徑是地球公轉(zhuǎn)軌道半徑的600倍,其半徑為地球半徑的3.5倍.科學(xué)家以為這顆行星屬氣態(tài),近似天王星和海王星,將是真實的第9大行星.已知地球表面的重力加快度為9.8m/s2.對于這顆“第9大行星”,以下說法正確的選項是( )A.繞太陽運(yùn)轉(zhuǎn)一周約需1.8萬年B.表面的重力加快度為8.0m/s2C.第一宇宙速度小于地球的第一宇宙速度D.若該行星有一顆軌道半徑與月球繞地球軌道半徑相等的衛(wèi)星,則其周期大于一個月13.[2017·南昌一模]火星被以為是太陽系中最有可能存在地外生命的行星,對人類來說充滿著神秘.為了更進(jìn)一步研究火星,發(fā)射一顆火星的同步衛(wèi)星.已知火星的質(zhì)量為地球質(zhì)量的p倍,火星自轉(zhuǎn)周期與地球自轉(zhuǎn)周期同樣,均為,地球表面的重力加快度為g,地球的半徑為,則火星的同步衛(wèi)星TR與火星球心間的距離為()A.C.4挑戰(zhàn)自我14.[2017·南昌十校二模]如圖Z43所示,A為靜止于地球赤道上的物體,B為繞地球沿橢圓軌道運(yùn)-行的衛(wèi)星,C為繞地球做圓周運(yùn)動的衛(wèi)星,P為B、C兩衛(wèi)星軌道的交點.已知A、B、C運(yùn)動的周期相同,則( )圖Z4-3A.衛(wèi)星C的運(yùn)轉(zhuǎn)速度小于物體A的速度B.衛(wèi)星B的軌道半長軸必定與衛(wèi)星C的軌道半徑相等C.衛(wèi)星B在P點的加快度大于衛(wèi)星C在該點的加快度D.物體A和衛(wèi)星C擁有大小同樣的加快度15.[2017·陜西師大附中模擬]雙星系統(tǒng)中兩個星球A、B的質(zhì)量都是m,A、B相距為L,它們正圍繞二者連線上的某一點做勻速圓周運(yùn)動.實質(zhì)觀察該系統(tǒng)的周期T要小于依據(jù)力學(xué)理論計算出的周期理論值T0,且=k(k<1).于是有人猜想這可能是遇到了一顆未發(fā)現(xiàn)的星球C的影響,并以為C位于雙星A、B的連線正中間,相對A、B靜止,求:兩個星球A、B構(gòu)成的雙星系統(tǒng)的周期理論值T0;星球C的質(zhì)量.56專題訓(xùn)練(四)1.B[分析]衛(wèi)星繞地球做圓周運(yùn)動,由萬有引力供給向心力,有G=mω2(R+h),可得ω=,故衛(wèi)星離地球越遠(yuǎn),則角速度越小,選項A錯誤;由G,可得v=,故同一圓軌道上(r相等)運(yùn)轉(zhuǎn)的兩顆衛(wèi)星的線速度大小必定同樣,選項B正確;當(dāng)衛(wèi)星切近地面運(yùn)轉(zhuǎn)時,其線速度等于7.9km/s,跟著軌道半徑的增大,其線速度減小,選項C錯誤;地球同步衛(wèi)星一定在赤道平面內(nèi)離地高度為固定值的圓軌道上運(yùn)動,選項D錯誤.2.B[分析]由開普勒第三定律得,即,所以地球同步衛(wèi)星離地面的高度h=r,故從發(fā)出信號至對方接收到信號所需的最短時間tmin=,B正確.3.C[分析]在天體表面鄰近,重力與萬有引力近似相等,由G=mg,M=ρπR3,聯(lián)立可得g=GπρR,所以g'∶g=5∶14,A、B錯誤;探測器在天體表面飛翔時,萬有引力充任向心力,由G3,所以v'∶v=,C正確,D錯誤.,M=ρπR,聯(lián)立可得v=2R4.C[分析]衛(wèi)星繞地球運(yùn)轉(zhuǎn),由萬有引力供給向心力,所以全部地球衛(wèi)星的軌道平面必定過地心,選項A錯誤;從地面發(fā)射衛(wèi)星時,發(fā)射速度必定不小于第一宇宙速度,選項B錯誤;該衛(wèi)星的軌道低于同步衛(wèi)星的軌道,所以該衛(wèi)星在軌道上運(yùn)轉(zhuǎn)的線速度大于地球同步衛(wèi)星的線速度,選項C正確;衛(wèi)星加快后將做離心運(yùn)動,偏離原軌道,故不可以直接追上同軌道運(yùn)轉(zhuǎn)的其余衛(wèi)星,選項D錯誤.5.A[分析]質(zhì)量為m的物體在星球表面遇到的萬有引力等于其重力,即G,得1,故2=,選項A正確.v=v76.D[分析]由自由落體運(yùn)動規(guī)律得h=gt2,所以g=,故A錯誤.月球的第一宇宙速度為近月衛(wèi)星的運(yùn)轉(zhuǎn)速度,依據(jù)mg=m,得v1=,故B錯誤.在月球表面的物體遇到的重力等于萬有引力,有mg=G,所以M=,故C錯誤.月球同步衛(wèi)星繞月球做勻速圓周運(yùn)動,依據(jù)萬有引力供給向心力,有G(R+h),解得h=-R,故D正確.7.B[分析]依據(jù)萬有引力定律可知,引力加快度a=,由此可知,圖像的斜率k=GM,P對應(yīng)的a-1圖線的斜率大,故行星1的質(zhì)量大,但兩衛(wèi)星的質(zhì)量關(guān)系沒法判斷,選項A錯誤,選項B正確;設(shè)第一P宇宙速度為v,則v=,由圖像可知,1的半徑比2的大,故1的第一宇宙速度比2的大,選項C錯PPPP誤;行星的均勻密度,P1的半徑比P2的大,則P1的均勻密度比P2的小,選項D錯誤.8.AC[分析]在北極地面上的物體不隨處球自轉(zhuǎn),萬有引力等于重力,則有0,故A正確;在F=G赤道地面上稱量時,萬有引力大小等于重力與物體隨處球一同自轉(zhuǎn)所需要的向心力大小之和,則有F1<G,故B錯誤;在北極上空超出地面h處稱量時,萬有引力等于重力,則有F2=G,故C正確;在赤道上空超出地面h處稱量時,萬有引力大于重力,彈簧測力計讀數(shù)F3<G,故D錯誤.9.D[分析]做圓周運(yùn)動的天體的線速度大小v=,所以軌道半徑較大的“天宮一號”的運(yùn)轉(zhuǎn)速率較小,A錯誤;“神舟十號”由低軌道向高軌道運(yùn)動時,需要耗費(fèi)火箭燃料進(jìn)行加快,由功能關(guān)系可知,在高軌道上時的機(jī)械能更大,B錯誤;“神舟十號”在圓軌道上減速時,萬有引力大于所需要的向心力,將做近心運(yùn)動,軌道半徑減小,C錯誤;在對接瞬時,“神舟十號”與“天宮一號”的軌道半徑同樣,向心加快度大小相等,D正確.810.AC[分析]由圓周運(yùn)動公式可得l=θr,v=,ω=,該衛(wèi)星做勻速圓周運(yùn)動,由萬有引力供給向心力,有G,可得地球質(zhì)量M=,衛(wèi)星的質(zhì)量沒法求出,選項A、C正確,選項B、D錯誤.11.BC[分析]因為該外星球的自轉(zhuǎn)周期未知,不可以判斷出該外星球的同步衛(wèi)星的周期與地球同步衛(wèi)星的周期的關(guān)系,選項A錯誤;由g=可知,該外星球表面的重力加快度為地球表面重力加快度的8倍,選項B正確;由v=可知,該外星球上第一宇宙速度是地球上第一宇宙速度的2倍,選項C正確;繞該外星球的人造衛(wèi)星和以同樣軌道半徑繞地球的人造衛(wèi)星的運(yùn)轉(zhuǎn)速度不同樣,選項D錯誤.12.B[分析]由開普勒第三定律得,則T行=T地,約1.5萬年,A錯誤;g行=g地=8.0m/s2,故B正確;由mg=m,得v=,則<1,故該星球的第一宇宙速度大于地球的第一宇宙速度,C錯誤;由Gr,得T=,因r相等,M<M,故T月>T,D錯誤.地行衛(wèi)13.C[分析]設(shè)地球質(zhì)量為M,由G.依據(jù)題述,火星的質(zhì)量為地球質(zhì)量的p倍,故火星的質(zhì)量為M火=pM=.設(shè)火星的同步衛(wèi)星與火星球心間的距離為r,火星的同步衛(wèi)星繞火星運(yùn)轉(zhuǎn),有G,聯(lián)立解得r=,選項C正確.14.B[分析]A、C繞地心運(yùn)動的周期T同樣,由ω=可知,A、C的角速度相等,衛(wèi)星C做圓周運(yùn)動的半徑大于A做圓周運(yùn)動的半徑,由ω可知,C的線速度大于A的線速度,由ω2可知,C的加v=ra=r速度大于A的加快度,故A、D錯誤;由開普勒第三定律可知,則衛(wèi)星B的軌道半長軸與衛(wèi)星C9的軌道半徑相等,故B正確;由牛頓第二定律得G=ma,則加快度