人教版必修2同步精练精析

6.5 宇宙航行

【学业达标训练】

1.(2010·扬州高一检测)人造卫星在太空绕地球运行时,若天线偶然折断,天线将（ ） A.继续和卫星一起沿轨道运行 B.做平抛运动,落向地球

C.由于惯性,沿轨道切线方向做匀速直线运动 D.做自由落体运动,落向地球

【解析】选A.折断后的天线与卫星具有相同的速度,天线受到地球的万有引力全部提供其做圆周运动的向心力,情况与卫星的相同,故天线仍沿原轨道与卫星一起做圆周运动,A对,B、C、D错. 2.关于第一宇宙速度，下列说法正确的是（ ） A.它是人造地球卫星绕地球飞行的最小速度 B.它是近地圆轨道上人造地球卫星的运行速度 C.它是使卫星进入近地圆轨道的最小发射速度 D.它是卫星在椭圆轨道上运行时在远地点的速度 【解析】选B、C.由公式v=

知，当r=R地时，卫星运行速度为第一宇宙速度，若r>R地，则v小于

第一宇宙速度，故A错误，B正确；在地面发射卫星时，其发射速度应大于第一宇宙速度，故C正确；卫星在椭圆轨道的远地点，速度一定小于第一宇宙速度，D错误. 3.下面关于同步通信卫星的说法中不正确的是( )

A.同步通信卫星和地球自转同步卫星的高度和速率都是确定的

B.同步通信卫星的角速度虽已被确定，但高度和速率可以选择.高度增加，速率增大；高度降低，速率减小，仍同步

C.我国发射第一颗人造地球卫星的周期是114 min，比同步通信卫星的周期短，所以第一颗人造卫星离地面的高度比同步卫星低

D.同步通信卫星的速率比我国发射的第一颗人造卫星的速率小

4.(2010·江西师大附中高一检测)如图6-5-3所示,a、b、c是环绕地球圆形轨道上运行的3颗人造卫星,它们的质量关系是ma=mb

A.b、c的线速度大小相等，且大于a的线速度 B.b、c的周期相等，且小于a的周期

C.b、c的向心加速度大小相等，且大于a的向心加速度 D.b所需向心力最小

5.发射人造卫星是将卫星以一定的速度送入预定轨道.发射场一般选择在尽可能靠近赤道的地方,如图6-5-4所示.这样选址的优点是,在赤道附近( )

A.地球的引力较大 B.地球自转线速度较大 C.重力加速度较大 D.地球自转角速度较大

【解析】选B.由于发射卫星需要将卫星以一定的速度送入运行轨道,在靠近赤道处的地面上的物体的线速度最大,发射时较节能,因此B正确.

6.两颗人造地球卫星A、B距地面的高度分别为R和2R(R为地球半径),求: (1)A、B卫星的线速度之比; (2)A、B卫星的周期之比.

【素能综合测试】

一、选择题（本题包括5小题，每小题4分，共20分.至少一个选项正确）

1.(2010·平遥高一检测)在正在绕地球运行的人造卫星系统内，下列仪器还可以使用的有（ ） A.天平 B.测力计 C.密度计 D.气压计

【解析】选B.绕地飞行的人造卫星及其内所有物体均处于完全失重状态，故在卫星内部，一切由重力引起的物理现象不再发生或由重力平衡原理制成的仪器不能再使用.故天平、密度计、气压计不能再用,而测力计的原理是胡克定律,它可以正常使用,B项正确.

2.如图1所示的圆a、b、c，其圆心均在地球自转轴线上，b、c的圆心与地心重合，对环绕地球做匀速圆周运动的卫星而言（ ）

A.卫星的轨道可能为a B.卫星的轨道可能为b C.卫星的轨道可能为c

D.同步卫星的轨道一定为平行于b的某一同心圆

【解析】选B、C、D.物体做匀速圆周运动时，物体所受的合外力方向一定要指向圆心.对于这些卫星而言，就要求所受的万有引力指向圆心，而卫星所受的万有引力都指向地心，所以A选项错误，B、C选项正确；对于同步卫星来说，由于相对地球表面静止，所以同步卫星应在赤道的正上空，因此D选项正确. 3.（2010·新余高一检测）关于地球同步卫星,下列说法中不正确的是（ ） A.它运行的线速度介于第一和第二宇宙速度之间 B.它一定在赤道上空运行

C.它运行的线速度一定小于第一宇宙速度 D.各国发射的这种卫星轨道半径都是一样的

【解析】选A.同步卫星的轨道半径远大于地球半径,它运行的速度小于第一宇宙速度,A错,C正确.同步卫星由于与地球自转同步且地球的万有引力提供它转动的向心力,据此可推出同步卫星一定在赤道的正上方,且距地面高度一定,即所有同步卫星的轨道半径都相同,B、D正确.

4.假设地球的质量不变，而地球的半径增大到原来半径的2倍，那么从地球发射人造卫星的第一宇宙速度的大小应为原来的（ ）

A. 倍 B.1/ 倍 C.1/2倍 D.2倍

5.(2009·安徽高考)2009年2月11日,俄罗斯的“宇宙2251”卫星和美国的“铱33”卫星在西伯利亚上空约805 km处发生碰撞.这是历史上首次发生的完整在轨卫星碰撞事件.碰撞过程中产生的大量碎片可能会影响太空环境.假定有甲、乙两块碎片,绕地球运动的轨道都是圆,甲的运行速率比乙的大,则下列说法中正确的是（ ）

A.甲的运行周期一定比乙的长 B.甲距地面的高度一定比乙的高 C.甲的向心力一定比乙的小 D.甲的加速度一定比乙的大

二、非选择题（本题包括3小题，共30分.有必要的文字叙述）

6.(思维拓展题)（9分）在地球上发射一颗近地卫星需7.9 km/s的速度，在月球上发射的近月卫星需要多大速度?(已知地球和月球质量之比M地∶M月=81∶1,半径之比R地∶R月=4∶1)

7.(2009·启东中学高一检测)（11分）一颗在赤道上空运行的人造卫星,其轨道半径为r=2R(R为地球半径),卫星的运动方向与地球自转方向相同.已知地球自转的角速度为ω,地球表面处的重力加速度为g. (1)求人造卫星绕地球转动的角速度;

(2)若某时刻卫星通过赤道上某建筑物的正上方,求它下次通过该建筑物上方需要的时间.

［探究·创新］

8.（10分）航天飞机是往返于地球和太空且能重复使用的航天工具，它能完成多种复杂的太空运输、卫星发射、太空维修等任务.

（1）航天飞机如果想给在同一圆轨道上同方向运行相距较远的太空站运输给养，应如何操纵飞机追上太空站？

（2）在太空中，太空垃圾日益增多，严重威胁着在太空中正常运行的各类航天器的安全，如果一艘在正常轨道上飞行的航天飞机发现迎面同一轨道上飞来一不明物体，需如何进行躲避？

【解析】（1）首先使航天飞机减速做近心运动，进入较低轨道上运行，此时其速度大于太空站的速度，当快要追上时，飞机再进行加速做离心运动，即可追上太空站.

（2）航天飞机可以减速做近心运动进入较低轨道上躲避危险；或者加速做离心运动，进入更高的轨道上躲避危险.

7.(2009·启东中学高一检测)（11分）一颗在赤道上空运行的人造卫星,其轨道半径为r=2R(R为地球半径),卫星的运动方向与地球自转方向相同.已知地球自转的角速度为ω,地球表面处的重力加速度为g. (1)求人造卫星绕地球转动的角速度;

(2)若某时刻卫星通过赤道上某建筑物的正上方,求它下次通过该建筑物上方需要的时间.

［探究·创新］

8.（10分）航天飞机是往返于地球和太空且能重复使用的航天工具，它能完成多种复杂的太空运输、卫星发射、太空维修等任务.

（1）航天飞机如果想给在同一圆轨道上同方向运行相距较远的太空站运输给养，应如何操纵飞机追上太空站？

（2）在太空中，太空垃圾日益增多，严重威胁着在太空中正常运行的各类航天器的安全，如果一艘在正常轨道上飞行的航天飞机发现迎面同一轨道上飞来一不明物体，需如何进行躲避？

【解析】（1）首先使航天飞机减速做近心运动，进入较低轨道上运行，此时其速度大于太空站的速度，当快要追上时，飞机再进行加速做离心运动，即可追上太空站.

（2）航天飞机可以减速做近心运动进入较低轨道上躲避危险；或者加速做离心运动，进入更高的轨道上躲避危险.

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