20192020学年高中物理随堂小练12宇宙航行含解析新人教版必修第二册

-1-随堂小练（12）宇宙航行1、下列关于三种宇宙速度的说法正确的是()A.第一宇宙速度17.9km/sv,第二宇宙速度211.2km/sv,则人造卫星绕地球在圆轨道上运行时的速度大于等于1v,小于2vB.美国发射的“凤凰号”火星探测卫星,其发射速度大于第三宇宙速度C.第二宇宙速度是在地面附近使物体可以挣脱地球引力束缚,成为绕太阳运行的人造卫星的最小发射速度D.第一宇宙速度（7.9km/s）是人造地球卫星绕地球做圆周运动的最大运行速度2、已知月球绕地球做圆周运动的公转周期为T，轨道半径为r，地球的半径为R，万有引力常量为G。根据这些信息可以求出（）A.地球的质量B.月球的质量C.地球的平均密度D.地球的第一宇宙速度3、1P、2P为相距遥远的两颗行星,距各自表面相同高度处各有一颗卫星1s、2s做匀速圆周运动,图中纵坐标表示行星对周围空间各处物体的引力产生的加速度a,横坐标表示物体到行星中心的距离r的平方,两条曲线分别表示1P、2P周围的a与2r的反比关系,它们左端点横坐标相同,则()A.1P的平均密度比2P的大B.1P的第一宇宙速度比2P的小C.1s的向心加速度比2s的大D.1s的公转周期比2s的大4、使物体成为卫星的最小发射速度称为第一宇宙速度1v,而使物体脱离星球引力所需要的最小发射速度称为第二宇宙速度2v,2v与1v的关系是212vv,已知某星球半径是地球半径R的1/3,其表面的重力加速度是地球表面重力加速度g的1/6,地球的平均密度为ρ,不计其他星球的影响,则()-2-A.该星球上的第一宇宙速度为33gRB.该星球上的第二宇宙速度为3gRC.该星球的平均密度为2D.该星球的质量为3881R5、如图所示,设行星绕太阳的运动是匀速圆周运动,金星自身的半径是火星的n,质量为火星的k倍,不考虑行星自转的影响,则()A.金星表面的重力加速度是火星的kn倍B..金星的“第一宇宙速度”是火星的kn倍C.金星绕太阳运动的加速度比火星小D.金星绕太阳运动的周期比火星大6、已知地球半径约为火星半径的2倍,地球密度约为火星密度的1.5倍,则地球第一宇宙速度与火星第一宇宙速度的比值为()A．6B．23C．32D．617、若宇航员在月球表面附近自高h处以初速度0v水平抛出一个小球,测出小球的水平射程为L。已知月球半径为R,万有引力常量为G。则下列说法正确的是()A.月球表面的重力加速度202hvgLB.月球的平均密度20232hvGLRC.月球的第一宇宙速度02vvhLD.月球的质量2202hRvmGL8、关于地球同步卫星的说法正确的是()A.所有地球同步卫星一定在赤道上空B.不同的地球同步卫星,离地高度不同C.所有地球同步卫星的向心加速度大小一定相等D.所有地球同步卫星受的向心力大小一定相等9、下列关于同步通信卫星的说法正确的是()A.各国发射的地球同步卫星的高度和速率都是相等的-3-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114min,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通信卫星的低D.同步通信卫星的速率比我国发射的第一颗人造地球卫星的速率小10、两颗互不影响的行星12PP、，各有一颗近地卫星12SS、绕其做匀速圆周运动。图中纵轴表示行星周围空间某位置的引力加速度a，横轴表示某位置到行星中心距离r平方的倒数，21ar关系如图所示，卫星12SS、的引力加速度大小均为0a，则()A.1S的质量比2S的小B.1P的质量比2P的大C.1P的第一宇宙速度比2P的大D.1P的平均密度比2P的小答案以及解析1答案及解析：答案：CD-4-解析：根据GMvr可知,卫星的轨道半径r越大,即距离地面越远,卫星的运行速度越小,7.9km/s是人造地球卫星绕地球做圆周运动的最大运行速度,选项D正确，实际上，由于人造卫星的轨道半径都大于地球半径卫星，故卫星绕地球在圆轨道上运行时的速度都小于第一宇宙速度,选项A错误;美国发射的“凤凰号”火星探测卫星,仍在太阳系内,所以其发射速度小于第三宇宙速度,选项B错误;第二宇宙速度是在地面附近使物体挣脱地球束缚而成为一颗绕太阳运行的人造行星的最小发射速度,选项C正确。2答案及解析：答案：ACD解析：AB、设地球质量为M，密度为ρ，月球质量为m。对月球绕地球的运动，由万有引力提供向心力可得：解得：;由于等号的两侧都有m，所以不能求出月球的质量。故A正确，B错误；C.由密度等于质量比体积可得地球平均密度：故C正确；D.绕地球表面运动的物体受到的万有引力提供向心力,则：可得：故D正确故选：ACD。3答案及解析：答案：AC解析：题图中两条曲线的左端点对应的横坐标相同,表明两颗行星的半径相同,由万有引力提供向心力可得,2MmGmar,2GMar,由题图可知,1P的质量大,因此1P的平均密度大,A正确;第一宇宙速度GMvR,因此质量大的行星第一宇宙速度大,B错误;由2GMar可知,1s的向-5-心加速度大,C正确;由222πMmGmrrT得32πrTGM,因此同一高度处,质量大的行星的卫星公转周期小,D错误。4答案及解析：答案：BC解析：A:根据第一宇宙速度12'''636gRgRvgR,故A错;B:根据题意,第二宇宙速度21'2'3gRvv,故B对;C:根据公式2gRGM,且343MR,故34gGR,所以11'632,故C对;D:根据公式333442'''323381RRMR,故D错。5答案及解析：答案：B解析：A.根据2GMmmgR的变形式2GMgR可知,金星与火星表面重力加速度之比2gkgn金火，故A错误；B.根据GMvR可知,金星与火星第一宇宙速度之比vkvn金火，故B正确；C.根据2GMar可知，距离太阳越远，加速度越小，金星距离地球近，则金星绕太阳运动的加速度比火星大，故C错误；D.根据开普勒第三定律32rkT可知，距离太阳越远，周期越长，金星距离地球近，所以金星绕太阳运动的周期比火星短，故D错误。故选B.6答案及解析：-6-答案：A解析：根据万有引力提供向心力,得：则第一宇宙速度为：又由343MR得所以地球第一宇宙速度与火星第一宇宙速度的比值为，故A正确，BCD错误。故选：A。7答案及解析：答案：B解析：A.平抛运动的时间.再根据,得，故A错误；B、由与,可得：,因此月球的平均密度.故B正确。C、第一宇宙速度：，故C错误；D、由与,可得：，故D错误；故选：B.8答案及解析：答案：AC-7-解析：地球同步卫星一定位于赤道上方,周期一定,离地面高度一定,向心加速度大小一定,所以选项AC正确,选项B错误;不同的地球同步卫星质量不一定相等,由2GMmFr知,不同地球同步卫星所受向心力也不一定相等,D项错误。9答案及解析：答案：ACD解析：由万有引力提供向心力有22GMmmrr，即32GMr，同步通信卫星的周期与角速度跟地球自转的周期与角速度相同.易知同步卫星的高度确定，又由vr知速率也确定，A正确，B错误;由2224πGMmmrrT即32πrTGM知一颗人造地球卫星高度比同步通信卫星的低，C正确;由22MmvGmrr，即MGvr知同步通信卫星的速率比第一颗人造地球卫星的速率小，D正确。10答案及解析：答案：BCD解析：根据牛顿第二定律有2MmGmar，则行星对周围空间各处物体的引力产生的加速度2GMar，由此不能判断近地卫星12SS、的质量大小，选项A错误;由数学知识知，21ar图像的斜率等于GM,斜率越大，GM越大，M越大，所以1P的质量比2P的大，选项B正确;设第一宇宙速度为v，则20=vaR，得0vaR，由题图看出，1P的半径比2P的半径大.0a相等，可知1P的第一宇宙速度比2P的大，选项C正确;行星的平均密度200333444πππ33aRaMGRGRR,,1P的半径比2P的半径大，0a相等，则1P的平均密度比2P的小.选项D正确。