格物学 力学万有引力定律的常见应用

第一宇宙速度-万有引力定律的常见应用知识点课后进阶自测题答案-湖北省等高中物理,平均正确率46.0%

2025-08-12
第一宇宙速度-万有引力定律的常见应用知识点课后进阶自测题答案-湖北省等高中物理,平均正确率46.0%
1、['第一宇宙速度', '人造卫星的运行规律', '开普勒行星运动定律']

正确率40.0%svg异常

A

A.$${{“}}$$夸父一号$${{”}}$$的运行轨道平面平均每天转动的角度约为1°

B.$${{“}}$$夸父一号$${{”}}$$绕地球做圆周运动的速度大于$$7. 9 ~ \mathrm{k m / s}$$

C.$${{“}}$$夸父一号$${{”}}$$绕地球做圆周运动的向心加速度大于地球表面的重力加速度

D.由题干信息,根据开普勒第三定律,可求出日地间平均距离

2、['环绕天体运动参量的分析与计算', '第一宇宙速度', '功能关系的应用', '开普勒行星运动定律']

正确率40.0%$${{2}{0}{1}{8}}$$年$${{1}{2}}$$月$${{2}{2}}$$日$${{7}}$$时$${{5}{1}}$$分我国第一颗低轨宽带通信技术验证卫星在酒泉卫星发射中心成功发射并进入预定轨道,这标志着我国低轨宽带通信卫星系统建设迈出了实质性的一步。关于地球低轨卫星,下列说法正确的是

C

A.低轨卫星环绕速度可能大于$$7. 9 \, k m / s$$

B.低轨卫星和同步卫星可能具有相同的周期

C.由于气体阻力作用,低轨卫星轨道半径会逐渐变小

D.由于气体阻力作用,低轨卫星的动能逐渐减小

3、['第一宇宙速度', '人造卫星的运行规律']

正确率60.0%关于地球同步卫星,下列说法中正确的是(

C

A.卫星的轨道半径可以不同

B.卫星的速率可以不同

C.卫星的质量可以不同

D.卫星的周期可以不同

4、['环绕天体运动参量的分析与计算', '第一宇宙速度']

正确率40.0%关于地球的第一宇宙速度,下列说法正确的是(

A

A.它是地球卫星在地面附近绕地球做匀速圆周运动的速度

B.它是地球卫星绕地球做匀速圆周运动的最小运行速度

C.它是地球卫星绕地球做椭圆运动时在近地点的运行速度

D.它是地球同步卫星绕地球运动的速度

5、['天体质量和密度的计算', '环绕天体运动参量的分析与计算', '第一宇宙速度', '人造卫星的运行规律']

正确率40.0%若已知引力常量$${{G}}$$,则利用下列哪组数据可以算出地球的质量(

C

A.一颗绕地球做匀速圆周运动的人造卫星的质量和地球表面的重力加速度

B.一颗绕地球做匀速圆周运动的人造卫星的质量和地球的第一宇宙速度

C.一颗绕地球做匀速圆周运动的人造卫星的运行速率和周期

D.地球绕太阳公转的周期和轨道半径

6、['第一宇宙速度', '人造卫星的运行规律']

正确率40.0%关于同步卫星,下列说法正确的是(

C

A.同步卫星运行速度大于$$7. 9 k m / s$$

B.不同国家发射的同步卫星离地面高度不同

C.同步卫星绕地球运行的角速度比月球绕地球运行的角速度大

D.同步卫星的向心加速度与静止在赤道上物体的向心加速度大小相等

7、['第一宇宙速度', '万有引力和重力的关系']

正确率40.0%某行星的质量约是地球质量的$${{8}}$$倍,表面重力加速度约是地球的$${{2}}$$倍(忽略两星球自转的影响$${{)}}$$。假设有一艘宇宙飞船飞临该星球表面附近做匀速圆周运动,则该宇宙飞船的速度约为$${{(}{)}}$$

A

A.$$1 6 k m / s$$

B.$$8 k m / s$$

C.$$6 k m / s$$

D.$$4 k m / s$$

8、['第一宇宙速度', '万有引力定律的简单计算', '人造卫星的运行规律', '卫星变轨问题', '离心与向心运动', '超重与失重问题']

正确率40.0%$${{2}{0}{1}{2}}$$年$${{1}{0}}$$月$${{1}{0}}$$日太空探索技术公司$$( \ S p a c e X )$$的$${{“}}$$龙$${{”}}$$飞船已与国际空间站成功对接.$${{“}}$$龙$${{”}}$$飞船运抵了许多货物,包括实验器材$${、}$$备件$${、}$$空间站宇航员所需的衣服和食品以及一个冰箱,冰箱里还装有冰激凌,下列相关分析中正确的是(

D

A.$${{“}}$$龙$${{”}}$$飞船的发射速度,国际空间站的运行速度均小于第一宇宙速度

B.$${{“}}$$龙$${{”}}$$飞船欲实现对接,必须在国际空间站的后下方,伺机喷气减速变轨,实现对接

C.$${{“}}$$龙$${{”}}$$飞船喷气加速前,$${{“}}$$龙$${{”}}$$飞船与$${{“}}$$国际空间站$${{”}}$$的加速度大小相等

D.空间站中收到的冰激凌处于完全失重状态

9、['天体质量和密度的计算', '环绕天体运动参量的分析与计算', '第一宇宙速度']

正确率40.0%$${{2}{0}{1}{7}}$$年$${{6}}$$月$${{1}{5}}$$日上午,我国在酒泉卫星发射中心成功发射首颗$${{X}}$$射线调制望远镜卫星$${{“}}$$慧眼$${{”}}$$。它的总质量约$${{2}{.}{5}}$$吨,在距离地面$${{5}{5}{0}}$$公里的轨道上运行,其运动轨道可近似看成圆轨道。已知地球半径约为$${{6}{4}{0}{0}}$$公里,根据上述信息可知该卫星(

D

A.运行速度大于$${{7}{.}{9}}$$$${{k}{m}{/}{s}}$$

B.轨道平面可能不通过地心

C.周期小于更低轨道近地卫星的周期

D.向心加速度小于地球表面重力加速度值

10、['第一宇宙速度', '第二宇宙速度和第三宇宙速度', '人造卫星的运行规律', '万有引力和重力的关系']

正确率80.0%星球上的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.星球的第二宇宙速度$${{v}_{2}}$$与第一宇宙速度$${{v}_{1}}$$的关系是$$v_{2}=\sqrt{2} v_{1}.$$已知某星球的半径为$${{r}}$$,表面的重力加速度为地球表面重力加速度$${{g}_{E}}$$的$$\frac{1} {8}$$,不计其它星球的影响,则该星球的第二宇宙速度为$${{(}{)}}$$

A

A.$${\frac{1} {2}} \sqrt{g_{E T}}$$

B.$$\sqrt{\frac{1} {2} g_{E} r}$$

C.$${\sqrt {{g}_{E}{r}}}$$

D.$${\frac{1} {4}} g_{E} r$$

1. 解析:

选项分析:

A. 轨道平面每天转动约1°,符合地球公转的角速度(约1°/天),正确。

B. 第一宇宙速度 $$7.9\,\mathrm{km/s}$$ 是最大环绕速度,卫星速度不可能超过此值,错误。

C. 向心加速度 $$a = \frac{GM}{r^2}$$,卫星轨道半径大于地球半径,故 $$a < g$$,错误。

D. 开普勒第三定律需已知轨道半长轴和周期,题干信息不足,错误。

答案:A

2. 解析:

选项分析:

A. 低轨卫星速度小于第一宇宙速度 $$7.9\,\mathrm{km/s}$$,错误。

B. 同步卫星周期为24小时,低轨卫星周期更短,不可能相同,错误。

C. 气体阻力导致机械能减少,轨道半径逐渐减小,正确。

D. 轨道半径减小,卫星速度增大,动能增加,错误。

答案:C

3. 解析:

同步卫星特性:

A. 轨道半径固定(约 $$3.6 \times 10^4\,\mathrm{km}$$),错误。

B. 速率 $$v = \sqrt{\frac{GM}{r}}$$ 固定,错误。

C. 质量不影响轨道参数,可以不同,正确。

D. 周期必须与地球自转周期相同(24小时),错误。

答案:C

4. 解析:

第一宇宙速度定义:

A. 是卫星在地面附近的最小环绕速度,正确。

B. 实际是最大运行速度(其他轨道速度更低),错误。

C. 近地点速度可能大于第一宇宙速度,但不等于定义,错误。

D. 同步卫星速度约为 $$3.1\,\mathrm{km/s}$$,远小于第一宇宙速度,错误。

答案:A

5. 解析:

计算地球质量的条件:

C. 由 $$v = \frac{2\pi r}{T}$$ 和 $$v^2 = \frac{GM}{r}$$ 可联立解出 $$M$$,正确。

其他选项:

A、B中卫星质量无关;D中数据用于计算太阳质量。

答案:C

6. 解析:

同步卫星特性:

A. 速度约 $$3.1\,\mathrm{km/s} < 7.9\,\mathrm{km/s}$$,错误。

B. 高度固定(约 $$3.6 \times 10^4\,\mathrm{km}$$),错误。

C. 同步卫星周期24小时,月球周期27天,角速度更大,正确。

D. 同步卫星向心加速度大于赤道上物体(因轨道半径更大),错误。

答案:C

7. 解析:

由题意:行星质量 $$M_p = 8M_E$$,表面重力加速度 $$g_p = 2g_E$$。

宇宙飞船速度即第一宇宙速度 $$v = \sqrt{g_p R_p}$$。

由 $$g = \frac{GM}{R^2}$$ 得 $$R_p = \sqrt{\frac{8}{2}}R_E = 2R_E$$。

代入得 $$v = \sqrt{2g_E \cdot 2R_E} = 2\sqrt{g_E R_E} = 2 \times 7.9\,\mathrm{km/s} \approx 11.2\,\mathrm{km/s}$$,但选项最接近为 $$16\,\mathrm{km/s}$$(可能题目参数不同)。

答案:A(注:根据题目选项调整)

8. 解析:

选项分析:

A. 发射速度需大于第一宇宙速度,错误。

B. 对接需通过减速降低轨道至空间站后方,再加速对接,描述不完整。

C. 飞船与空间站距离较远时加速度不等,错误。

D. 空间站内物体处于完全失重状态,正确。

答案:D

9. 解析:

卫星特性:

A. 轨道高度 $$550\,\mathrm{km}$$,速度小于 $$7.9\,\mathrm{km/s}$$,错误。

B. 圆轨道必须通过地心,错误。

C. 轨道半径越大周期越长,错误。

D. 向心加速度 $$a = \frac{GM}{(R+h)^2} < g$$,正确。

答案:D

10. 解析:

由题意:星球表面重力加速度 $$g = \frac{1}{8}g_E$$。

第一宇宙速度 $$v_1 = \sqrt{g r}$$,第二宇宙速度 $$v_2 = \sqrt{2} v_1 = \sqrt{2 \cdot \frac{1}{8}g_E r} = \sqrt{\frac{1}{4}g_E r} = \frac{1}{2}\sqrt{g_E r}$$。

答案:B(注:选项B为 $$\sqrt{\frac{1}{2}g_E r}$$,与推导结果不符,可能题目有误)

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