高中物理课下能力提升十二卫星的发射和运行新人教版必修2整理.docx
- 文档编号:30372415
- 上传时间:2023-08-13
- 格式:DOCX
- 页数:28
- 大小:88.29KB
高中物理课下能力提升十二卫星的发射和运行新人教版必修2整理.docx
《高中物理课下能力提升十二卫星的发射和运行新人教版必修2整理.docx》由会员分享,可在线阅读,更多相关《高中物理课下能力提升十二卫星的发射和运行新人教版必修2整理.docx(28页珍藏版)》请在冰豆网上搜索。
高中物理课下能力提升十二卫星的发射和运行新人教版必修2整理
2017-2018学年高中物理课下能力提升十二卫星的发射和运行新人教版必修2
编辑整理:
尊敬的读者朋友们:
这里是精品文档编辑中心,本文档内容是由我和我的同事精心编辑整理后发布的,发布之前我们对文中内容进行仔细校对,但是难免会有疏漏的地方,但是任然希望(2017-2018学年高中物理课下能力提升十二卫星的发射和运行新人教版必修2)的内容能够给您的工作和学习带来便利。
同时也真诚的希望收到您的建议和反馈,这将是我们进步的源泉,前进的动力。
本文可编辑可修改,如果觉得对您有帮助请收藏以便随时查阅,最后祝您生活愉快业绩进步,以下为2017-2018学年高中物理课下能力提升十二卫星的发射和运行新人教版必修2的全部内容。
课下能力提升(十二) 卫星的发射和运行
[基础练]
一、选择题
1.天文学家在太阳系外找到一个和地球尺寸大体相同的系外行星P,这个行星围绕某恒星Q做匀速圆周运动。
测得行星P的公转周期为T,公转轨道半径为r.已知引力常量为G,则( )
A.恒星Q的质量约为
B.行星P的质量约为
C.以7.9km/s的速度从地球发射的探测器可以到达该行星表面
D.以11.2km/s的速度从地球发射的探测器可以到达该行星表面
2.[多选]如图所示,在发射地球同步卫星的过程中,卫星首先进入椭圆轨道Ⅰ,然后在Q点通过改变卫星速度,让卫星进入地球同步轨道Ⅱ,则( )
A.该卫星在P点的速度大于7。
9km/s,小于11.2km/s
B.卫星在同步轨道Ⅱ上的运行速度大于7.9km/s
C.在轨道Ⅰ上,卫星在P点的速度大于在Q点的速度
D.卫星在Q点通过加速实现由轨道Ⅰ进入轨道Ⅱ
3.[多选]在发射一颗质量为m的人造地球同步卫星时,先将其发射到贴近地球表面运行的圆轨道Ⅰ上(离地面高度忽略不计),再通过一椭圆轨道Ⅱ变轨后到达距地面高为h的预定圆轨道Ⅲ上。
已知它在圆形轨道Ⅰ上运行的加速度为g,地球半径为R,图中PQ长约为8R,卫星在变轨过程中质量不变,则( )
A.卫星在轨道Ⅲ上运行的加速度为(
)2g
B.卫星在轨道Ⅲ上运行的线速度为v=
C.卫星在轨道Ⅲ上运行时经过P点的速率大于在轨道Ⅱ上运行时经过P点的速率
D.卫星在轨道Ⅲ上的动能大于在轨道Ⅰ上的动能
4.(2016·宜春高一检测)“嫦娥三号”探测器由“长征三号乙"运载火箭从西昌卫星发射中心发射,首次实现月球软着陆和月面巡视勘察,“嫦娥三号”的飞行轨道示意图如图所示.假设“嫦娥三号"在环月段圆轨道和椭圆轨道上运动时,只受到月球的万有引力,则以下说法正确的是( )
A.若已知“嫦娥三号”环月段圆轨道的半径、运动周期和引力常量,则可以计算出月球的密度
B.“嫦娥三号"由环月段圆轨道变轨进入环月段椭圆轨道时,应让发动机点火使其加速
C.“嫦娥三号”在从远月点P向近月点Q运动的过程中,加速度变大
D.“嫦娥三号”在环月段椭圆轨道上P点的速度大于Q点的速度
5.在航天员聂海胜的精准操控和张晓光、王亚平的密切配合下,“神舟十号”飞船与“天宫一号”目标飞行器成功实现手控交会对接.如果对接前飞船和飞行器在同一轨道上运行,飞船与前面飞行器对接,飞船为了追上飞行器,可采用的方法是( )
A.飞船加速追上飞行器,完成对接
B.飞船从原轨道减速至一个较低轨道,再加速追上飞行器完成对接
C.飞船加速至一个较低轨道再减速追上飞行器完成对接
D.无论飞船如何采取措施,均不能与飞行器对接
二、非选择题
6.(2016·隆化月考)如图所示,有A、B两颗行星绕同一颗恒星M做匀速圆周运动,旋转方向相同,A行星的周期为T1,B行星的周期为T2,在某一时刻两行星相距最近,则
(1)经过多长时间,两行星再次相距最近?
(2)经过多长时间,两行星第一次相距最远?
[提能练]
一、选择题
1.[多选](2016·丰城月考)在地球大气层外有大量的太空垃圾。
在太阳活动期,地球大气会受太阳风的影响而扩张,使一些原本在大气层外绕地球飞行的太空垃圾被大气包围,从而逐渐降低轨道.大部分太空垃圾在落地前已经燃烧成灰烬,但体积较大的太空垃圾仍会落到地面上,对人类造成危害.以下关于太空垃圾正确的说法是( )
A.大气的扩张使垃圾受到的万有引力增大而导致轨道降低
B.太空垃圾在与大气摩擦过程中机械能不断减小,进而导致轨道降低
C.太空垃圾在轨道缓慢降低的过程中,由于与大气的摩擦,速度不断减小
D.太空垃圾在轨道缓慢降低的过程中,向心加速度不断增大而周期不断减小
2.[多选]假设将来人类登上了火星,考察完毕后,乘坐一艘宇宙飞船从火星返回地球时,经历了如图所示的变轨过程,则有关这艘飞船的下列说法正确的是( )
A.飞船在轨道Ⅰ上经过P点时的速度大于飞船在轨道Ⅱ上经过P点时的速度
B.飞船在轨道Ⅱ上运动时,经过P点时的速度大于经过Q点时的速度
C.飞船在轨道Ⅲ上运动到P点时的加速度等于飞船在轨道Ⅱ上运动到P点时的加速度
D.飞船绕火星在轨道Ⅰ上运动的周期跟飞船返回地球的过程中绕地球以与轨道Ⅰ同样的轨道半径运动的周期相同
3.[多选]如图是“嫦娥三号”飞行轨道示意图。
假设“嫦娥三号”运行经过P点第一次通过近月制动使“嫦娥三号”在距离月面高度为100km的圆轨道Ⅰ上运动,再次经过P点时第二次通过近月制动使“嫦娥三号”在距离月面近地点为Q、高度为15km,远地点为P、高度为100km的椭圆轨道Ⅱ上运动,下列说法正确的是( )
A.“嫦娥三号”在距离月面高度为100km的圆轨道Ⅰ上运动时速度大小可能变化
B.“嫦娥三号"在距离月面高度100km的圆轨道Ⅰ上运动的周期一定大于在椭圆轨道Ⅱ上运动的周期
C.“嫦娥三号"在椭圆轨道Ⅱ上运动经过Q点时的加速度一定大于经过P点时的加速度
D.“嫦娥三号"在椭圆轨道Ⅱ上运动经过Q点时的速率可能小于经过P点时的速率
4.[多选](2016·天津高一检测)在完成各项任务后,“神舟十号"飞船在返回地面时,要在P点从圆形轨道Ⅰ进入椭圆轨道Ⅱ,Q为轨道Ⅱ上的一点,M为轨道Ⅰ上的另一点,关于“神舟十号"的运动,下列说法中正确的有( )
A.飞船在轨道Ⅱ上经过P的速度小于经过Q的速度
B.飞船在轨道Ⅱ上经过P的速度小于在轨道Ⅰ上经过M的速度
C.飞船在轨道Ⅱ上运动的周期大于在轨道Ⅰ上运动的周期
D.飞船在轨道Ⅱ上经过P的加速度小于在轨道Ⅰ上经过M的加速度
二、非选择题
5.设地球质量为M,绕太阳做匀速圆周运动,有一质量为m的飞船由静止开始从P点沿PD方向做加速度为a的匀加速直线运动,1年后飞船在D点掠过地球上空,再过3个月又在Q点掠过地球上空,如图所示(图中“S”表示太阳)。
根据以上条件,求地球与太阳之间的万有引力大小。
6.质量为m的登月器与航天飞机连接在一起,随航天飞机绕月球做半径为3R(R为月球半径)的匀速圆周运动。
当它们运动到轨道的A点时,登月器被弹离,航天飞机速度变大,登月器速度变小且仍沿原方向运动,随后登月器沿椭圆轨道登上月球表面的B点,在月球表面逗留一段时间后,经快速启动仍沿原椭圆轨道回到分离点A与航天飞机实现对接,如图所示。
已知月球表面的重力加速度为g月。
科学研究表明,天体在椭圆轨道上运行的周期的平方与轨道半长轴的立方成正比.
(1)登月器与航天飞机一起在圆轨道上绕月球运行的周期是多少?
(2)若登月器被弹离后,航天飞机的椭圆轨道的长轴为8R,为保证登月器能顺利返回A点实现对接,则登月器可以在月球表面逗留的时间是多少?
答案
[基础练]
1.解析:
选A 根据万有引力提供向心力,以行星P为研究对象,有G
=mr
得M=
,A正确;根据万有引力提供向心力只能求得中心天体的质量,因此根据题目所给信息不能求出行星P的质量,B错误;如果发射探测器到达该系外行星,需要克服太阳对探测器的万有引力,脱离太阳系的束缚,所以需要发射速度大于第三宇宙速度,C、D错误。
2.解析:
选CD 卫星的最大环绕速度为7。
9km/s,A错误;环绕地球做圆周运动的人造卫星,最大的运行速度是7.9km/s,B错误;P点比Q点离地球近些,故在轨道Ⅰ上,卫星在P点的速度大于在Q点的速度,C正确;卫星在Q点通过加速实现由轨道Ⅰ进入轨道Ⅱ,D正确。
3.解析:
选BC 设地球质量为M,由万有引力提供向心力得,在轨道Ⅰ上有G
=mg,在轨道Ⅲ上有G
=ma,所以a=
2g,A错误;又因a=
,所以v=
,B正确;卫星由轨道Ⅱ变轨到轨道Ⅲ需要加速做离心运动,即满足
<
,所以卫星在轨道Ⅲ上运行时经过P点的速率大于在轨道Ⅱ上运行时经过P点的速率,C正确;尽管卫星从轨道Ⅰ变轨到轨道Ⅲ要在P、Q点各加速一次,但在圆形轨道上v=
所以由动能表达式知卫星在轨道Ⅲ上的动能小于在轨道Ⅰ上的动能,D错误。
4.解析:
选C 根据“嫦娥三号"环月段圆轨道的半径、运动周期和引力常量可以求出月球的质量,但是由于不知道月球的半径,故无法求出月球的密度,A错误;“嫦娥三号”由环月段圆轨道变轨进入环月段椭圆轨道时,轨道半径减小,故应使其减速,B错误;“嫦娥三号"在从远月点P向近月点Q运动的过程中所受万有引力逐渐增大,故加速度变大,C正确;“嫦娥三号"在环月段椭圆轨道上运动时离月球越近速度越大,故P点的速度小于Q点的速度,D错误.
5.解析:
选B 飞船要追上飞行器,应先减速,使它的半径减小,速度增大,故在低轨道上飞船可接近或超过飞行器,当飞船运动到合适的位置时再加速,使其轨道半径增大,速度减小,当刚好运动到飞行器所在轨道时停止加速,则飞船的速度刚好等于飞行器的速度,可以完成对接。
B正确.
6.解析:
A、B两颗行星做匀速圆周运动,由万有引力提供向心力G
=m
r⇒T=2π
,因此T1 可见当A运动完一周时,B还没有达到一周,但是要它们相距最近,只有A、B行星和恒星M的连线再次在一条直线上,且A、B在同侧,从角度看,在相同时间内,A比B多转了2π;如果A、B在异侧,则它们相距最远,从角度看,在相同时间内,A比B多转了π. (1)设再次相距最近的时间为t1, 由 t1- t1=2π⇒t1= ; (2)设第一次相距最远的时间为t2, 由 t2- t2=π⇒t2= 。 答案: (1) (2) [提能练] 1.解析: 选BD 大气的扩张使垃圾的机械能减小,速度减小,从而做近心运动,使轨道半径减小,A错误,B正确;由 =m =m ·r=ma可得: v= T= ,a= 可知随r减小,v增大,T减小,a增大,故C错误,D正确。 2.解析: 选BC 飞船在轨道Ⅰ上运动至P点时必须点火加速才能进入轨道Ⅱ,因此飞船在轨道Ⅰ上经过P点时的速度小于飞船在轨道Ⅱ上经过P点时的速度,A错误;由开普勒第二定律可知,飞船在轨道Ⅱ上运动时,经过P点时的速度大于经过Q点时的速度,B正确;由公式a=G 可知,飞船在轨道Ⅲ上运动到P点时的加速度等于飞船在轨道Ⅱ上运动到P点时的加速度,C正确;由公式T=2π 可知,因地球质量和火星质量不同,所以飞船绕火星在轨道Ⅰ上运动的周期跟飞船返回地球的过程中绕地球以与轨道Ⅰ同样的轨道半径运动的周期不相同,D错误。 3.解析: 选BC “嫦娥三号”在距离月面高度为100km的圆轨道Ⅰ上运动是匀速圆周运动,速度大小不变,选项A错误;由于圆轨道Ⅰ的轨道半径大于椭圆轨道Ⅱ的半长轴,根据开普勒定律,“嫦娥三号”在距离月面高度100km的圆轨道Ⅰ上运动的周期一定大于在椭圆轨道Ⅱ上运动的周期,选项B正确;由于在Q点“嫦娥三号"所受万有引力大,所以“嫦娥三号"在椭圆轨道Ⅱ上运动经过Q点时的加速度一定大于经过P点时的加速度,选项C正确;由开普勒第二定律可知,“嫦娥三号”在椭圆轨道Ⅱ上运动经过Q点时的速率大于经过P点时的速率,选项D错误. 4.解析: 选AB 由开普勒行星运动定律可知A正确;飞船在轨道Ⅰ上做匀速圆周运动,故飞船经过P、M两点时的速率相等,由于飞船在P点进入轨道Ⅱ时相对于轨道Ⅰ做近心运动,可知飞船在轨道Ⅱ上P点速度小于轨道Ⅰ上P点速度,故B正确;根据开普勒第三定律可知,飞船在轨道Ⅱ上运动的周期小于在轨道Ⅰ上运动的周期,C错误;根据牛顿第二定律可知,飞船在轨道Ⅱ上经过P的加速度与在轨道Ⅰ上经过M的加速度大小相等,D错误。 5.解析: 飞船开始与地球相当于在D点相遇,经过3个月后,它们又在Q点相遇,因此在这段时间内,地球与太阳的连线转过的角度θ= ×360°=90°。 设地球的公转周期为T,飞船由静止开始做加速度为a的匀加速直线运动,则 DQ=PQ-PD= a 2- aT2 = aT2 由几何关系知,地球的公转半径为 R= ·DQ= aT2 所以,地球与太阳之间的万有引力大小为 F=M 2R= 答案: 6.解析: (1)设登月器和航天飞机在半径为3R的圆轨道上运行时的周期为T,因其绕月球做匀速圆周运动,所以满足 G =m 2·3R 同时,月球表面的物体所受重力和引力的关系满足 G =mg月 联立以上两式得T=6π (2)设登月器在小椭圆轨道运行的周期是T1,由几何关系易知其轨道半长轴为2R,航天飞机在大椭圆轨道运行的周期是T2。 依题意,对登月器有 = ,解得T1= T 对航天飞机有 = ,解得 T2= T 为使登月器沿原椭圆轨道返回到分离点A与航天飞机实现对接,登月器可以在月球表面逗留的时间t应满足: t=nT2-T1(n=1,2,3,……) 故t= ·nT- T =4π(4n- ) (n=1,2,3,……)。 答案: (1)6π (2)4π(4n- ) (n=1,2,3,……)
- 配套讲稿:
如PPT文件的首页显示word图标,表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。
- 特殊限制:
部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。
- 关 键 词:
- 高中 物理课 能力 提升 十二 卫星 发射 运行 新人 必修 整理