物理高考第二轮复习人造卫星专题训练

2017-11-04 13:32 高考复习 手机版

人造卫星基本按照天体力学规律绕地球运动,物理网高中频道整理了人造卫星专题训练,以便高三学生更好的梳理知识,轻松备战。

1.(福建高考)若有一颗宜居行星,其质量为地球的p倍,半径为地球的q倍,则该行星卫星的环绕速度是地球卫星环绕速度的()

A.1倍 B.3倍

C.7倍 D5.倍

2.(宜春模拟)3月8日凌晨,从吉隆坡飞往北京的马航MH370航班起飞后与地面失去联系,机上有154名中国人。之后,中国紧急调动了海洋、风云、高分、遥感等4个型号近10颗卫星为地面搜救行动提供技术支持。假设高分一号卫星与同步卫星、月球绕地球运行的轨道都是圆,它们在空间的位置示意图如图1所示。下列有关高分一号的说法正确的是 ()

A.其发射速度可能小于7.9 km/s

B.绕地球运行的角速度比月球绕地球运行的大

C.绕地球运行的周期比同步卫星的大

D.在运行轨道上完全失重,重力加速度为0

对点训练:卫星运行参量的分析与比较

3.(浙江高考)长期以来卡戎星(Charon)被认为是冥王星唯一的卫星,它的公转轨道半径r1=19 600 km,公转周期T1=6.39天。2006年3月,天文学家新发现两颗冥王星的小卫星,其中一颗的公转轨道半径r2=48 000 km,则它的公转周期T2最接近于()

A.15天 B.25天

C.35天 D.45天

4.(赣州模拟)如图2所示,轨道是近地气象卫星轨道,轨道是地球同步卫星轨道,设卫星在轨道和轨道上都绕地心做匀速圆周运动,运行的速度大小分别是v1和v2,加速度大小分别是a1和a2则()

图2

A.v1v2 a1

B.v1v2 a1a2

C.v1

D.v1a2

5.(多选)截止到2月全球定位系统GPS已运行了整整25年,是现代世界的奇迹之一。GPS全球定位系统有24颗卫星在轨运行,每个卫星的环绕周期为12小时。GPS系统的卫星与地球同步卫星相比较,下面说法正确的是()

A.GPS系统的卫星轨道半径是地球同步卫星半径的倍

B.GPS系统的卫星轨道半径是地球同步卫星半径的倍

C.GPS系统的卫星线速度是地球同步卫星线速度的倍

D.GPS系统的卫星线速度是地球同步卫星线速度的倍

6.如图4建筑是厄瓜多尔境内的赤道纪念碑。设某人造地球卫星在赤道上空飞行,卫星的轨道平面与地球赤道重合,飞行高度低于地球同步卫星。已知卫星轨道半径为r,飞行方向与地球的自转方向相同,设地球的自转角速度为0,地球半径为R,地球表面重力加速度为g,某时刻卫星通过这一赤道纪念碑的正上方,该卫星过多长时间再次经过这个位置?()

A. 1B.2

C.3 D.5

对点训练:卫星变轨问题分析

7.我国嫦娥一号探月卫星发射后,先在24小时轨道上绕地球运行(即绕地球一圈需要24小时);然后,经过两次变轨依次到达48小时轨道和72小时轨道最后奔向月球。如果按圆形轨道计算,并忽略卫星质量的变化,则在每次变轨完成后与变轨前相比()

A.卫星动能增大,引力势能减小

B.卫星动能增大,引力势能增大

C.卫星动能减小,引力势能减小

D.卫星动能减小,引力势能增大

8.(多选)(全国卷)6月18日,神舟九号飞船与天宫一号目标飞行器在离地面343 km的近圆形轨道上成功进行了我国首次载人空间交会对接。对接轨道所处的空间存在极其稀薄的大气,下列说法正确的是()

A.为实现对接,两者运行速度的大小都应介于第一宇宙速度和第二宇宙速度之间

B.如不加干预,在运行一段时间后,天宫一号的动能可能会增加

C.如不加干预,天宫一号的轨道高度将缓慢降低

D.航天员在天宫一号中处于失重状态,说明航天员不受地球引力作用

9.(多选)(青岛模拟)我国于12月发射了嫦娥三号卫星,该卫星在距月球表面H处的环月轨道上做匀速圆周运动,其运行的周期为T,随后嫦娥三号在该轨道上A点采取措施,降至近月点高度为h的椭圆轨道上,如图5所示。若以R表示月球的半径,忽略月球自转及地球对卫星的影响。则下述判断正确的是()

A.月球的质量为

B.月球的第一宇宙速度为

C.嫦娥三号在环月轨道上需加速才能降至椭圆轨道

D.嫦娥三号在图中椭圆轨道上的周期为T

对点训练:宇宙多星系统问题

10.(多选)(广西三校联考)如图6所示,两颗靠得很近的天体组合为双星,它们以两者连线上的某点为圆心,做匀速圆周运动,以下说法中正确的是()

A.它们做圆周运动的角速度大小相等

B.它们做圆周运动的线速度大小相等

C.它们的轨道半径与它们的质量成反比

D.它们的轨道半径与它们的质量的平方成反比

11.(多选)(聊城模拟)如图7所示,甲、乙、丙是位于同一直线上的离其他恒星较远的三颗恒星,甲、丙围绕乙在半径为R的圆轨道上运行,若三颗星质量均为M,万有引力常量为G,则()

A.甲星所受合外力为

B.乙星所受合外力为

C.甲星和丙星的线速度相同

D.甲星和丙星的角速度相同

对点训练:天体运动的综合问题

12.8月11日,天空出现了超级月亮,这是月球运动到了近地点的缘故。然后月球离开近地点向着远地点而去,超级月亮也与我们渐行渐远。在月球从近地点到达远地点的过程中,下面说法正确的是()

A.月球运动速度越来越大

B.月球的向心加速度越来越大

C.地球对月球的万有引力做正功

D.虽然离地球越来越远,但月球的机械能不变

13.(东北三省四市模拟)假设在宇宙中存在这样三个天体A、B、C,它们在一条直线上,天体A离天体B的高度为某值时,天体A和天体B就会以相同的角速度共同绕天体C运转,且天体A和天体B绕天体C运动的轨道都是圆轨道,如图9所示。以下说法正确的是()

A.天体A做圆周运动的加速度小于天体B做圆周运动的加速度

B.天体A做圆周运动的线速度小于天体B做圆周运动的线速度

C.天体A做圆周运动的向心力大于天体C对它的万有引力

D.天体A做圆周运动的向心力等于天体C对它的万有引力

14.(上饶模拟)12月2日1时30分,搭载嫦娥三号探测器的长征三号乙火箭点火升空。假设为了探测月球,载着登陆舱的探测飞船在以月球中心为圆心,半径为r1的圆轨道上运动,周期为T1,总质量为m1登陆舱随后脱离飞船,变轨到离月球更近的半径为r2的圆轨道上运动,此时登陆舱的质量为m2。最终在月球表面实现软着陆、无人探测及月夜生存三大创新。若以R表示月球的半径,忽略月球自转及地球对卫星的影响。则下列有关说法正确的是()

A.月球表面的重力加速度g月=

B.月球的第一宇宙速度为

C.登陆舱在半径为r2轨道上的周期T2=T1

D.登陆舱在半径为r1与半径为r2的轨道上的线速度之比为

15.(多选)(广东高考)如图10所示,飞行器P绕某星球做匀速圆周运动。星球相对飞行器的张角为。下列说法正确的是()

A.轨道半径越大,周期越长

B.轨道半径越大,速度越大

C.若测得周期和张角,可得到星球的平均密度

D.若测得周期和轨道半径,可得到星球的平均密度

1.选C 卫星绕中心天体做圆周运动时,万有引力充当向心力,即G=m,得v= ,可见环绕速度与中心天体质量与半径比值的平方根成正比,题述行星卫星的环绕速度是地球卫星环绕速度的 倍,C项正确。

2.选B 在地球上发射卫星的最小速度为7.9 km/s,A错误;由=m2r=mr可得:= ,T= ,高分一号的轨道半径小于同步卫星和月球的轨道半径,因此,高分一号的角速度比月球绕地球运行的大,绕行周期比同步卫星的小,B正确,C错误;卫星在运行轨道上的加速度等于所在处的重力加速度,处于完全失重状态,重力加速度不为零,D错误。

3.选B 由开普勒第三定律可得=,解得T2=T1=6.39 24.5(天),故选B。本题也可利用万有引力定律对卡戎星和小卫星分别列方程,联立方程组求解。

4.选B 根据G=m=ma,可知v= ,a=,所以v1v2,a1a2。选项B正确。

5.选BD 万有引力是卫星围绕地球转动的向心力,G=m()2r,卫星运动的周期T=2,设GPS系统的卫星半径为r1,周期为T1,同步卫星半径为r2,周期为T2,根据周期公式解得==,A错误,B正确;===,C错误,D正确。

6.选D 用表示卫星的角速度,用m、M分别表示卫星及地球的质量,则有=mr2,在地面上,有G=mg,联立解得=,卫星高度低于同步卫星高度,则0,用t表示所需时间,则t-0t=2,所以t==,D正确。

7.选D 变轨过程中,质量变化可忽略不计,由v= ,A、BC错误,D正确。

8.选BC 本题考查人造地球卫星的运行规律,意在考查考生对万有引力定律的理解和对牛顿第二定律的应用能力。神舟九号和天宫一号在近地轨道上运行的速度都小于第一宇宙速度,选项A错误;由于空间存在稀薄气体,若不对两者干预,其动能将增加,轨道半径减小,选项B、C正确;由于天宫一号做匀速圆周运动,航天员受到的万有引力全部提供其做圆周运动的向心力,处于完全失重状态,选项D错误。

9.选ABD 嫦娥三号卫星在轨道上做匀速圆周运动,由=m(R+H)可得:月球质量M=,A正确。由=m可求出月球第一宇宙速度为v= =,B正确;嫦娥三号卫星在环月轨道上需要减速做近心运动,才能降至椭圆轨道上,C错误;由开普勒第三定律可得:=,可得:T=T,D正确。

10.选AC A正确B错误;由=mAA2rA=mBB2rB,C正确D错误。

11.选AD 甲星所受合外力为乙、丙对甲星的万有引力的合力,F甲=+=,A正确;由对称性可知,甲、丙对乙星的万有引力等大反向,乙星所受合力为0,B错误;由于甲、乙位于同一直线上,甲、乙的角速度相同,由v=R可知,甲、乙两星的线速度大小相同,但方向相反,故C错误,D正确。

12.选D 根据开普勒定律,近地点到达远地点过程中,速度逐渐减小,万有引力做负功,A、C错误;因为随着地月之间距离变大,万有引力减小,向心加速度也变小,B错误;月球运动过程只有万有引力做功,机械能守恒,D正确。

13.选C A、BC运动的轨道都是圆轨道,根据a=2r,v=rA、BA做圆周运动的向心力是由天体B和C对其引力的合力提供的,所以C正确,D。

14.选C 由=mr1,=mg月

可得:g月=,A错误;由=m可得月球第一宇宙速度为v= ,B错误;由=mr2可得:T2= T1,C正确;由=m得绕行速度v= 故= ,D错误。

15.选AC 由G =m=mr2得:v= ,T=2 ,可知,轨道半径越大,线速度越小,周期越大,A项正确,B项错误;若测得周期和轨道半径,由G=mr2可知,可以测得星球的质量,但由于星球的半径未知,因此不能求得星球的平均密度,D项错误;若测得张角,可求得星球半径R与轨道半径r的比值为=sin ,由G=mr2和=得,=3=,因此C项正确。

关于人造卫星专题训练就介绍完了,更多信息请关注物理网高考频道!


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