高考物理第5节宇宙航行专题1

高考物理第5节宇宙航行专题12020.031,有两颗人造地球卫星，甲离地面800km，乙离地面1600km，求：（1）两者的向心加速度的比，（2）两者的周期的比，（3）两者的线速度的比。

（地球半径约为6400km）2,我们国家在1986年成功发射了一颗实用地球同步卫星,从1999年至今已几次将“神舟”号宇宙飞船送入太空.在某次实验中,飞船在空中飞行了36 h,环绕地球24圈.那么,同步卫星与飞船在轨道上正常运转相比较A.卫星运转周期比飞船大B.卫星运转速率比飞船大C.卫星运转加速度比飞船大D.卫星离地高度比飞船大3,地球的同步卫星距地面高h约为地球半径R的5倍,同步卫星正下方的地面上有一静止的物体A,则同步卫星与物体A的向心加速度之比是多少?若给物体A以适当的绕行速度,使A成为近地卫星,则同步卫星与近地卫星的向心加速度之比为多少?4,试计算出地球赤道平面上空的同步卫星距地面的高度. （已知地球质量g=9.8m/s2，地球半径R=6.37×106m）5,已知地球半径是月球半径的4倍，地球表面重力加速度是月球表面重力加速度的6倍，那么地球质量是月球质量的________倍；地球的第一宇宙速度是月球第一宇宙速度的________倍.6,第一次从高为h处水平抛出一个球，其水平射程为S，第二次用跟前一次相同的速度从另一处水平抛出另一个球，水平射程比前一次多了△S，不计空气阻力，则第二次抛出点的高度为_________。

7,中子星是由密集的中子组成的星体，具有极大的密度．通过观察已知某中子星的自转角速度ω=60πrad／s，该中子星并没有因为自转而解体，则计算中子星的密度最小值的表达式是怎样的?该中子星的密度至少为多少?8,地球同步卫星到地心的距离r可由r3=π422cba求出.已知式中a的单位是m,b的单位是s,c的单位是m/s2,则A.a是地球半径,b是地球自转的周期,c是地球表面处的重力加速度B.a是地球半径,b是同步卫星绕地心运动的周期,c是同步卫星的加速度C.a是赤道周长,b是地球自转周期,c是同步卫星的加速度D.a是地球半径,b是同步卫星绕地心运动的周期,c是地球表面处的重力加速度9,已知下列哪组数据，可以计算出地球的质量M（）A 地球绕太阳运行的周期T地及地球离太阳中心的距离R地日B 月球绕地球运行的周期T月及月球离地球中心的距离R月地C 人造地球卫星在地面附近绕行时的速度v和运行周期TD 若不考虑地球的自转，已知地球的半径及重力加速度10,关于地球同步卫星，它们具有相同的( )A.质量B.高度C.向心力D.周期11,一根劲度系数k = 103N/m的弹簧，长l = 0.2m，一端固定在光滑水平转台的转动轴上，另一端系一个质量m = 2kg的物体，当转台以180r/min 转动时，试求：此时弹簧伸长量为多少？12,两颗人造卫星A 、B 绕地球做圆周运动的周期之比T A ：T B = 1：8，则轨道半径之比和运动速率之比分别为（ ）A R A ：RB = 4：1 v A ：v B = 1：2 B R A ：R B = 4：1 v A ：v B = 2：1C R A ：R B = 1：4 v A ：v B = 2：1D R A ：R B = 1：4 v A ：v B = 1：213,假设地球是密度均匀的球体，地球表面的物体随地球自转具有向心加速度，下列说法正确的是( )A.在地球表面同一经度上各物体的向心加速度方向相同B.在地球表面同一纬度上各物体的向心加速度方向相同C.在地球表面卜各物体的向心加速度方向都指向地球中心D.在地球表面卜各物体的向心加速度方向都和重力方向一致14,地球赤道上的物体重力加速度为g ，物体在赤道上随地球自转的向心加速度为a ，要使赤道上物体“飘”起来，则地球的转速应为原来的( )./A g aCD 15,A 、B 两颗行星，质量之比A B M p M =，半径之比A B R q R =，则两行星表面的重力加速度之比为( ).pA q 2.B pq 2.pC q .D pq16,已知万有引力常量G ，要计算地球的质量还需要知道某些数据，现在给出下列各组数据,可以计算出地球质量的是( )A.地球公转的周期及半径B.月球绕地球运行的周期和运行的半径C.人造卫星绕地球运行的周期和速率D.地球半径和同步卫星离地面的高度17,人造卫星绕地球做匀速圆周运动，其速率是下列的（ ）A 一定等于7.9km/sB 等于或小于7.9km/sC 一定大于7.9km/sD 介于7.9 ~ 11.2 km/s18,地球可视为球体，其自转周期为T ，在它的两极处，用弹簧秤测得一物体重为P ；在赤道上，用弹簧秤测得同一物体重为0.9P ，地球的平均密度是多少?19,地球表面重力加速度g 地、地球的半径R 地，地球的质量M 地，某飞船飞到火星上测得火星表面的重力加速度g 火、火星的半径R 火、由此可得火星的质量为（ ） A. 地地地火火M R g R g 22 B. 地火火地地M R g R g 22 C. 地地地火火M R g R g 22 D. 地地地火火M R g R g20,一颗小行星环绕太阳做匀速圆周运动，轨道半径足地球公转半径的4倍，则这颗小行星的运转周期是( )A.一年B.四年C.六年D.八年21,宇宙飞船以a=21g=5m/s 2的加速度匀速上升，由于超重现象，用弹簧秤测得质量为10kg 的物体重量为75N ，由此可求飞船所处位置距地面高度为多少？(地球半径R=6400km)22,如图所示A 是B 轮上的一点，B 、C 两轮用皮带连接而不打滑，已知r r r A B C ∶∶=1∶3∶2，则A 、B 、C 三点的线速度之比 ；向心加速度之比 。

23,地球绕太阳公转周期和轨道半径分别为T和R，月球绕地球公转周期和轨道半径分别为t和r，则太阳质量和地球质量的比值为。

24,已知地球的半径为R，地面的重力加速度为g，万有引力恒量为G。

则地球的平均密度可以表示为。

25,人造地球卫星在圆形轨道上环绕地球运行时有（）A．轨道半径越大，速度越小，周期越长 B．轨道半径越大，速度越大，周期越短C．轨道半径越大，速度越大，周期越长 D．轨道半径越小，速度越小，周期越长26,1984年4月8日，我国第一颗地球同步卫星发射成功，这颗同步卫星一定定位于赤道上空，若地球的质量M，半径R，自转周期T，引力恒量G 均为已知，则同步卫星距离赤道的高度为，运行速率为。

27,据观察，某行星外围有一模糊不清的环，为了判断该环是连续物还是卫星群，又测出了环中各层的线速度v的大小与该层至行星中心的距离R，以下判断中正确的是（）A 若v与R成正比，则环是连续物B 若v与R成反比，则环是连续物C 若v2与R成反比，则环是卫星群D 若v2与R成正比，则环是卫星群28,关于人造地球卫星的向心加速度的大小与圆周运动半径的关系的下述说法中正确的是( )A.由公式F=mrω2得向心力大小与半径成正比B.由公式F=mωv2／r得向心力大小与半径成反比C.由公式F=mωv得向心力大小与半径无关D.由公式F=GmM/r2得向心力大小与半径的平方成反比29,一颗小行星环绕太阳匀速圆周运动的半径是地球绕太阳轨道半径的4倍，则小行星运动的周期为（）A 1年B 2年C 4年D 8年30,有一颗行星，它的质量和半径都是地球的一半，那么，物体在这颗行星上受到的重力是在地球上受到的重力的。

31,人造地球卫星的轨道半径越大，则( )A.速度越小，周期越小B.速度越小，加速度越小C.加速度越小,周期越大D.角速度越小,加速度越大32,要使一颗人造地球卫星在离地面1850km的高空绕地球做匀速圆周运动，必须使它具有多大的线速度？它环绕一周需要多少时间？（R地=6370km）33,图中所示为一皮带传动装置，右轮的半径为r，a是它边缘上的一点。

左侧是一轮轴，大轮的半径为4r，小轮的半径为2r。

b点在小轮上，到小轮中心的距离为r。

c点和d点分别位于小轮和大轮的边缘上。

若在传动过程中，皮带不打滑。

则a点、b点、c点的线速度大小之比为，a点、b点、c点的角速度大小之比为； a点、b点、c点的向心加速度之比为。

34,一人造地球卫星的质量是1500kg，在离地面1800km的圆形轨道上运行，求：(1)卫星绕地球运转的线速度；(2)卫星绕地球运转的周期；(3)卫星绕地球运转的向心力．35,已知地球轨道半径为R，太阳半径为r，地球绕太阳运行周期为T，则在太阳表面的自由落体加速度为多少?36,某星球的质量是地球的9倍，半径约为地球的一半，若在地球上h高处平抛一物体，射程为60m，试求：在该星球上以同样的高度和同样的初速度平抛同一物体，射程多大？37,一卫星绕行星做匀速圆周运动，假设引力常量G已知，由以下物理量能求出行星质量的是( )A.卫星质量及卫星的转动周期B.卫星的线速度和轨道半径C.卫星的运转周期和轨道半径D.卫星的密度和轨道半径38,宇宙飞船在围绕太阳运行的近似圆形的轨道上运动，若轨道半径是地球轨道半径的9倍，则宇宙飞船绕太阳运行的周期是（）A. 3年 B. 9年 C. 27年 D. 81年39,若有一艘宇宙飞船在某一行星表面做匀速圆周运动，设其周期为T，引力常数为G，那么该行星的平均密度为（）A.23GTπ B. 23GTπ40,两颗行星A和B各有一颗卫星a和b，卫星轨道接近各自的行星表面，如果两行星质量之比为MA／MB=p，两行星半径之比为RA／RB=q，则两卫星周期之比Ta／Tb为().B.C.D41,地球可近似看成球形，由于地球表面上物体都随地球自转，所以有（）A．物体在赤道处受的地球引力等于两极处，而重力小于两极处B．赤道处的角速度比南纬300大C．地球上物体的向心加速度都指向地心，且赤道上物体的向心加速度比两极处大D．地面上的物体随地球自转时提供向心力的是重力42,设两人造地球卫星的质量比为1：2，到地球球心的距离比为1：3，则它们的（）A．周期比为3：1 B．线速度比为1：3C．向心加速度比为1：9 D．向心力之比为9：243,若某星球的密度与地球相同，它表面的重力加速度是地球表面重力加速度的4倍，则该星球的质量是地球质量的（）A. 1/4B. 4倍C. 16倍D. 64倍44,某恒星系中的两颗行星的质量之比为m1:m2=3:1，轨道半径比为r1:r2=1:2，则它们的线速度之比v1:v2=________；角速度之比ω1:ω2=________；周期之比T1:T2=________；所受万有引力之比________.45,某星球的半径为地球半径的m倍，密度为地球密度的n倍，若在地球表面上重力加速度为g，则在该星球表面上重力加速度大小gˊ为多少？46,在天体运动中，将两颗彼此距离较近的行星称为双星，由于两星间的引力而使它们在运动中距离保持不变，已知两个行星的质量分别为M1和M2，相距为L，求它的角速度.47,下列说法正确的是（）A 海王星和冥王星是人们依据万有引力定律计算的轨道发现的B 天文学是人们依据万有引力定律计算的轨道发现的C 天王星的运行轨道偏离根据万有引力定律精神出来的轨道，其原因是由于天王星受到轨道外面其他行星的引力作用D 以上均不正确48,行星A 和行星B 的质量之比MA:MB=2:1，半径之比RA:RB=1:2，两行星各有一颗卫星a 和b ，其圆形轨道都非常接近各自的行星表面.若卫星a 运行周期为Ta ，卫星b 运行周期为Tb ，则Ta:Tb 为( )A.1:4B.1:2C.1:1D.4:149,行星A 、B 在不同的轨道上绕太阳做匀速圆周运动，行星A 的质量比B 大，行星A 的轨道半径比B 小，则它们的速率、角速度、向心加速度及运行周期的关系是（ ）A A 的速率比B 大B A 的角速度比B 小C A 的向心加速度比B 的向心加速度小D A 的运行周期比B 的运行周期大50,人造卫星绕地球做匀速圆周运动，其轨道半径为R ，线速度为v ，周期为T ，若要使卫星的周期变为2T ，可能的方法是( )A.R 不变，使线速度变为v ／2B.v 不变，使轨道半径变为2RC.RD.无法实现答案1, a 甲：a 乙 = 100：81 T 甲：T 乙 = 0.854 v 甲：v 乙 = 10：32, AD3, (1)6∶1 (2)1∶364, 解答：同步卫星的周期T=24h=86400s ，R=6.37×106m, g=9.8m/s 2 根据222)(4)(T h R m h R Mm G +=+π mg R Mm G =2解得R m R T gR h 6.5106.3473222≈⨯≈-=π5, 96;4.9(点拨：2GM g R =所以2296M g R M g R ==地地地月月月;v =所以4.9v v ==地月) 6, h s s 21⎪⎭⎫ ⎝⎛∆+ 7, 234G ωπ,1431.310/kg m ⨯(点拨：密度为最小时即中子星刚好没有解体时的状态，此时，赤道上的物体所受万有引力提供向心力．即22Mm G mR R ω=得23M R G ω=,则233443M M V GR ωρππ===,代人数值，解得ρ=1.3×1014kg/m3)8, AD9, B C D10, BD11, x = 0.49m12, C13, AB14, B(点拨：角速度ω=2πn ，所以转速之比''n n ωω=,用F 表示万有引力，N 表示地面给物体的支持力，则F-N =F-mg=ma=mR ω2①同时F=ma'=ma+ma=mR ω2②则得到'ωω= 15, C16, BC17, B18, 30π/GT2(点拨：设地球质量为M ，半径为R ，由于两极处物体的重力等于地球对物体的万有引力，即2Mm P G R =①在赤道上，地球对物体的万有引力和弹簧秤对物体的拉力的合力提供向心力，则有22240.9Mm G P mR R T π-=②联立①②解得2324(0.9)PR M G P P T π=-,地球平均密度2233304(0.9)3MM P V P P GT GT R ππρπ====-)19, A20, D(点拨：由开普勒第三定律3232r T r T =行行地地)21, 解答：由牛顿第二定律，得 F －mg `=ma而 2R GmM =mg 2)h R (GmM+=mg ` 由此即可解得 h=R=6.4×106m22, 1：3：3 2：6：9 23, 23⎪⎭⎫ ⎝⎛⎪⎭⎫⎝⎛T t r R24, ρ=RG gπ4325, A 26, 3224πGMT - R 32T GMπ27, A C28, D29, D30, 2倍31, BC32, v = 6955m/s T = 7422s33, 2：1：2 2：1：1 4：1：234, (1)v=7.1×103m ／s(2)T=7357s(3)F=8963N(点拨：(1)v ===37.110/m s =⨯ (2) 22()7357r R h T s v v ππ+===(3) 228963()v v F m m N r R h ===+35, 4π2R3/r2T2(点拨：地球绕太阳公转，万有引力提供向心力，则2222M G R R R T πω⎛⎫== ⎪⎝⎭①太阳表面重力等于万有引力，有2GM g r =②两式联立得23224R M r T π=)36, S = 10m37, BC38, C39, B40, D(点拨：周期T可表示为2r T v π===,所以a b T T ==41, A42, D43, D;;1:45, g ˊ= mng46, ,ω=(点拨：设M1的轨道半径为r1，M2的轨道半径为r2，两个行星都绕O 点做匀速圆周运动的角速度为ω；由于两个行星之间的万有引力提供向心力，根据牛顿第二定律有212112M M G M r L ω=,212222M M G M r L ω=,12r r L +=,以上三式联立解得ω= 47, A C48, A49, A50, C(点拨：由开普勒第三定律可知23222311T RT R=，若已知212T T=，可得21R=)。