课时作业(十四) 万有引力与航天
1．(2019·山东青岛市联考)(多选)2018年1月，我国在西昌卫星发射中心用长征三号乙运载火箭以“一箭双星”方式成功发射第26、27颗北斗导航组网卫星，两颗卫星属于中轨道卫星，运行于半径为10 354 km的圆形轨道上．卫星轨道平面与赤道平面成55°倾角．关于这两颗卫星，以下说法正确的是( )
A．两颗卫星的周期相等、运行速率相等
B．两颗卫星均为通信使用，故均为地球同步卫星
C．两颗卫星从地球上看是移动的，但每天经过特定的地区上空
D．两颗卫星的向心加速度小于地球表面的重力加速度
AD [两颗卫星的轨道半径及轨道平面相同，则运行的周期相等、运行速率相等，选项A正确；因两颗卫星的轨道平面不与赤道重合，则两颗卫星不可能是地球的同步卫星，选项B错误；两颗卫星从地球上看是移动的，但因不是地球的同步卫星，则每天不可能经过特定的地区上空，选项C错误；根据a＝可知，两颗卫星的向心加速度小于地球表面的重力加速度，选项D正确．]
2．(2019·北京市西城区考试)如图所示，地球绕着太阳公转，而月球又绕着地球转动，它们的运动均可近似看成匀速圆周运动．如果要通过观测求得地球的质量，需要测量下列哪些量( )
A．地球绕太阳公转的半径和周期
B．月球绕地球转动的半径和周期
C．地球的半径和地球绕太阳公转的周期
D．地球的半径和月球绕地球转动的周期
B [由万有引力提供向心力可得，G＝m()2r，解得M＝，要求出地球质量，需要知道月球绕地球转动的轨道半径和周期，选项B正确，A、C、D错误．]
3．(2019·河北承德联考)英国《自然·天文学》杂志发表的一篇论文称，某科学家在银河系中心附近的一团分子气体云中发现了一个黑洞．科学研究表明，当天体的逃逸速度(即第二宇宙速度，为第一宇宙速度的倍)超过光速时，该天体就是黑洞．已知某天体与地球的质量之比为k，地球的半径为R，地球卫星的最大环绕速度(即第一宇宙速度)为v1，光速为c，则要使该天体成为黑洞，其半径应小于( )
A． B．
C． D．
D [对于地球有＝m；设该天体成为黑洞时其半径为r，第一宇宙速度为v2，有＝m；c＝v2，联立解得r＝，故D正确，A、B、C错误．]
4．(多选)如图所示，近地人造卫星和月球绕地球的运行轨道可视为圆．设卫星、月球绕地球运行周期分别为T卫、T月，地球自转周期为T地，则( )
A．T卫<T月 B．T卫>T月
C．T卫<T地 D．T卫＝T地
AC [设近地卫星、地球同步轨道卫星和月球绕地运行的轨道分别为r卫、r同和r月，因r月>r同>r卫，由开普勒第三定律＝k可知，T月>T同>T卫，又同步卫星的周期T同＝T地，故有T月>T地>T卫，选项A、C正确．]
5．(2018·天津卷·6)2018年2月2日，我国成功将电磁监测试验卫星“张衡一号”发射升空，标志我国成为世界上少数拥有在轨运行高精度地球物理场探测卫星的国家之一．通过观测可以得到卫星绕地球运动的周期，并已知地球的半径和地球表面处的重力加速度．若将卫星绕地球的运动看作是匀速圆周运动，且不考虑地球自转的影响，根据以上数据可以计算出卫星的( )
A．密度 B．向心力的大小
C．离地高度 D．线速度的大小
CD [设人造地球卫星的周期为T，地球质量和半径分别为M、R，卫星的轨道半径为r，则在地球表面：G＝mg，GM＝gR2①
对卫星：根据万有引力提供向心力，有
G＝m()2r②
联立①②式可求轨道半径r，而r＝R＋h，故可求得卫星离地高度．
由v＝rω＝r，从而可求得卫星的线速度．
