《第五讲 人造地球卫星》试卷及答案_高中物理拓展型课程II_华东师大版_2024-2025学年.docxVIP

《第五讲人造地球卫星》试卷(答案在后面)

一、单项选择题（本大题有7小题，每小题4分，共28分）

1、下列关于人造地球卫星的说法中，正确的是：

A.卫星的轨道半径越大，其运行速度就越快。

B.卫星的轨道半径越大，其运行速度就越慢。

C.卫星的轨道半径越大，其运行周期就越短。

D.卫星的轨道半径越大，其运行周期就越长。

2、关于人造地球卫星的动能和势能，以下说法正确的是：

A.当卫星距离地面越远时，其势能越小。

B.当卫星距离地面越远时，其总能量越小。

C.当卫星距离地面越远时，其动能越大。

D.当卫星距离地面越远时，其机械能保持不变。

3、人造地球卫星绕地球做圆周运动时，以下哪个说法是正确的？

A.卫星的速度与轨道半径成正比

B.卫星的周期与轨道半径成正比

C.卫星的角速度与轨道半径成反比

D.卫星的向心力与轨道半径成反比

4、关于地球同步卫星，以下哪个说法是正确的？

A.地球同步卫星的轨道半径小于地球半径

B.地球同步卫星的轨道周期等于地球自转周期

C.地球同步卫星的线速度小于第一宇宙速度

D.地球同步卫星的向心加速度小于地球表面的重力加速度

5、人造地球卫星绕地球做匀速圆周运动时，其运行速度v与轨道半径r的关系是：

A.v与r成正比B)v与r的平方根成正比

C.v与r的立方根成正比D)v与r的四次方根成正比

6、假设有一颗人造地球卫星在近地轨道上运行，当它逐渐远离地面时，以下哪项描述是正确的？

A.卫星的速度会增加B)卫星的速度会减小

C.卫星的加速度保持不变D)卫星的周期变长

7、某人造地球卫星在圆形轨道上绕地球运动，已知地球的质量为M，卫星的质量为m，地球的半径为R，卫星与地球中心的距离为r，地球对卫星的万有引力常数为G。则卫星在该轨道上的线速度为：

A.G

B.G

C.G

D.G

二、多项选择题（本大题有3小题，每小题6分，共18分）

1、关于人造地球卫星的描述，正确的是：

A.卫星轨道越高，运行速度越快

B.卫星在轨道上运行时，其向心加速度小于地球表面重力加速度

C.卫星在轨道上运行时，其动能等于引力势能

D.卫星在轨道上运行时，其机械能守恒

2、假设有一颗地球同步卫星，它绕地球做匀速圆周运动，下列说法中正确的是：

A.卫星的运行周期与地球自转周期相同

B.卫星可以位于赤道正上方

C.卫星的轨道平面必须与赤道平面重合

D.卫星的运行速度大于第一宇宙速度

3、关于人造地球卫星的运动，以下说法正确的是（）

A.人造地球卫星在轨道上运动时，其速度方向始终与轨道的切线方向一致。

B.人造地球卫星在轨道上运动时，其受到的向心力由地球的万有引力提供。

C.人造地球卫星的轨道半径越大，其线速度越大。

D.人造地球卫星的轨道半径越大，其周期越长。

三、非选择题（前4题每题10分，最后一题14分，总分54分）

第一题

题目描述：

人造地球卫星在绕地球做匀速圆周运动时，其轨道半径与周期之间存在一定的关系，请根据开普勒第三定律以及牛顿第二定律推导出该关系式，并求出当卫星的轨道半径变为原来的两倍时，其运行周期会发生什么变化？

第二题：

某同学设计了一个简单的模拟人造地球卫星轨道运动实验，他使用了一个半径为R的圆环轨道，轨道上放置了一个质量为m的小球。该圆环轨道位于地球表面附近，地球的质量为M，万有引力常数为G。假设小球在轨道上做匀速圆周运动，忽略空气阻力。

（1）根据万有引力提供向心力的原理，写出小球在轨道上运动时受到的向心力的表达式。

（2）根据地球表面的重力加速度g，推导出小球在轨道上的运动周期T与轨道半径R的关系。

（3）如果小球在轨道上的速度v已知，请写出计算轨道半径R的公式。

（4）假设小球的轨道半径R等于地球半径R_地，此时小球在轨道上的运动速度v_地是多少？与第一宇宙速度进行比较。

第三题

人造地球卫星的轨道高度为地球半径R的2倍时，求该卫星绕地球运动的周期T。

第四题：

某同学想通过发射一颗人造地球卫星来测量地球的半径。他设计了一个实验：在卫星上安装一个发射器，每隔一定时间发射一个信号，信号到达地面接收站的时间可以精确测量。已知卫星的轨道半径为r=7000公里，地球半径为R=

（1）根据卫星运行的数据，推导出地球半径R的计算公式。

（2）如果测得信号往返时间t=0.5秒，请计算地球半径

（3）分析实验误差可能产生的原因。

第五题

题目内容：

人造地球卫星绕地球做匀速圆周运动时，其轨道半径可以改变。若某颗人造地球卫星原来绕地球做圆周运动的轨道半径为r，线速度为v，周期为T，后来该卫星的轨道半径变为2r，求它在新的轨道上运动时的线速度v′、周期T′

万有引力提供向心力：

G

其中G是引力常数，M是地球的质量，m是卫星的质量，v是线速度，r是