《2018年高考物理一輪復(fù)習(xí) 專(zhuān)題4.6 衛(wèi)星與航天教學(xué)案》由會(huì)員分享，可在線閱讀，更多相關(guān)《2018年高考物理一輪復(fù)習(xí) 專(zhuān)題4.6 衛(wèi)星與航天教學(xué)案（24頁(yè)珍藏版）》請(qǐng)?jiān)谘b配圖網(wǎng)上搜索。
1、專(zhuān)題4.6 衛(wèi)星與航天1.掌握萬(wàn)有引力定律的內(nèi)容、公式及應(yīng)用.2.理解環(huán)繞速度的含義并會(huì)求解.3.了解第二和第三宇宙速度 一、近地衛(wèi)星、赤道上物體及同步衛(wèi)星的運(yùn)行問(wèn)題近地衛(wèi)星、同步衛(wèi)星和赤道上隨地球自轉(zhuǎn)的物體的三種勻速圓周運(yùn)動(dòng)的比較1軌道半徑：近地衛(wèi)星與赤道上物體的軌道半徑相同，同步衛(wèi)星的軌道半徑較大，即r同r近r物。2運(yùn)行周期：同步衛(wèi)星與赤道上物體的運(yùn)行周期相同。由T2可知，近地衛(wèi)星的周期要小于同步衛(wèi)星的周期，即T近a同a物。4動(dòng)力學(xué)規(guī)律(1)近地衛(wèi)星和同步衛(wèi)星滿足mm2rma。(2)赤道上的物體不滿足萬(wàn)有引力充當(dāng)向心力即m。二、衛(wèi)星的變軌問(wèn)題1衛(wèi)星變軌的原因(1)由于對(duì)接引起的變軌(2)由
2、于空氣阻力引起的變軌2衛(wèi)星變軌的實(shí)質(zhì)(1)當(dāng)衛(wèi)星的速度突然增加時(shí)，Gm，即萬(wàn)有引力大于所需要的向心力，衛(wèi)星將做近心運(yùn)動(dòng)，脫離原來(lái)的圓軌道，軌道半徑變小，當(dāng)衛(wèi)星進(jìn)入新的軌道穩(wěn)定運(yùn)行時(shí)由v可知其運(yùn)行速率比原軌道時(shí)增大。衛(wèi)星的發(fā)射和回收就是利用這一原理。三、天體運(yùn)動(dòng)中的能量問(wèn)題1衛(wèi)星(或航天器)在同一圓形軌道上運(yùn)動(dòng)時(shí)，機(jī)械能不變。2航天器在不同軌道上運(yùn)行時(shí)機(jī)械能不同，軌道半徑越大，機(jī)械能越大。衛(wèi)星速率增大(發(fā)動(dòng)機(jī)做正功)會(huì)做離心運(yùn)動(dòng)，軌道半徑增大，萬(wàn)有引力做負(fù)功，衛(wèi)星動(dòng)能減小，由于變軌時(shí)遵從能量守恒，穩(wěn)定在圓軌道上時(shí)需滿足Gm，致使衛(wèi)星在較高軌道上的運(yùn)行速率小于在較低軌道上的運(yùn)行速率，但機(jī)械能增大；
3、相反，衛(wèi)星由于速率減小(發(fā)動(dòng)機(jī)做負(fù)功)會(huì)做向心運(yùn)動(dòng)，軌道半徑減小，萬(wàn)有引力做正功，衛(wèi)星動(dòng)能增大，同樣原因致使衛(wèi)星在較低軌道上的運(yùn)行速率大于在較高軌道上的運(yùn)行速率，但機(jī)械能減小。四、衛(wèi)星的追及相遇問(wèn)題某星體的兩顆衛(wèi)星之間的距離有最近和最遠(yuǎn)之分，但它們都處在同一條直線上。由于它們的軌道不是重合的，因此在最近和最遠(yuǎn)的相遇問(wèn)題上不能通過(guò)位移或弧長(zhǎng)相等來(lái)處理，而是通過(guò)衛(wèi)星運(yùn)動(dòng)的圓心角來(lái)衡量，若它們初始位置在同一直線上，實(shí)際上內(nèi)軌道所轉(zhuǎn)過(guò)的圓心角與外軌道所轉(zhuǎn)過(guò)的圓心角之差為的整數(shù)倍時(shí)就是出現(xiàn)最近或最遠(yuǎn)的時(shí)刻。高頻考點(diǎn)一、衛(wèi)星運(yùn)行參量的比較與計(jì)算例1、如圖所示，某極地軌道衛(wèi)星的運(yùn)行軌道平面通過(guò)地球的南北兩極
4、，已知該衛(wèi)星從北緯60的正上方按圖示方向第一次運(yùn)行到南緯60的正上方時(shí)所用時(shí)間為1 h，則下列說(shuō)法正確的是()A該衛(wèi)星的運(yùn)行速度一定大于7.9 km/sB該衛(wèi)星與同步衛(wèi)星的運(yùn)行速度之比為12C該衛(wèi)星與同步衛(wèi)星的運(yùn)行半徑之比為14D該衛(wèi)星的機(jī)械能一定大于同步衛(wèi)星的機(jī)械能解析：近地衛(wèi)星的環(huán)繞速度等于第一宇宙速度7.9 km/s。根據(jù)Gm，得v ，半徑越大線速度越小，該衛(wèi)星的半徑大于地球半徑，則其運(yùn)行速度一定小于7.9 km/s，A錯(cuò)。該衛(wèi)星從北緯60到南緯60，轉(zhuǎn)過(guò)120用時(shí)1 h，則其轉(zhuǎn)過(guò)360用時(shí)3 h，即周期為3 h，而同步衛(wèi)星的周期為24 h，即該衛(wèi)星與同步衛(wèi)星的周期之比為18。根據(jù)Gmr
5、，得，則可得半徑之比為14，C正確。再由v 可得該衛(wèi)星與同步衛(wèi)星的運(yùn)行速度之比為21，B錯(cuò)。在衛(wèi)星繞地球做圓周運(yùn)動(dòng)情況下，從高軌道到低軌道要減少機(jī)械能，所以若衛(wèi)星質(zhì)量相同，該衛(wèi)星在極地軌道上的機(jī)械能小于同步衛(wèi)星的機(jī)械能，D錯(cuò)。答案：C【變式探究】如圖，甲、乙兩顆衛(wèi)星以相同的軌道半徑分別繞質(zhì)量為M和2M的行星做勻速圓周運(yùn)動(dòng)。下列說(shuō)法正確的是()A甲的向心加速度比乙的小B甲的運(yùn)行周期比乙的小C甲的角速度比乙的大D甲的線速度比乙的大答案：A【方法規(guī)律】人造衛(wèi)星問(wèn)題的解題技巧1、解決天體圓周運(yùn)動(dòng)問(wèn)題的兩條思路在中心天體表面或附近而又不涉及中心天體自轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)時(shí)，萬(wàn)有引力等于重力，即Gf(Mm,R2)mg，
6、整理得GMgR2，稱(chēng)為黃金代換。(g表示天體表面的重力加速度)天體運(yùn)動(dòng)的向心力來(lái)源于天體之間的萬(wàn)有引力，即,Gf(Mm,r2)mf(v2,r)mr2mf(42r,T2)man。2、衛(wèi)星運(yùn)行參量的“兩點(diǎn)”注意,衛(wèi)星的an、v、T是相互聯(lián)系的，其中一個(gè)量發(fā)生變化，其他各量也隨之發(fā)生變化。an、v、T均與衛(wèi)星的質(zhì)量無(wú)關(guān)，只由軌道半徑r和中心天體質(zhì)量共同決定。高頻考點(diǎn)二、衛(wèi)星變軌問(wèn)題分析例2(多選)神舟九號(hào)飛船與天宮一號(hào)目標(biāo)飛行器在離地面343 km的近圓軌道上成功進(jìn)行了我國(guó)首次載人空間交會(huì)對(duì)接對(duì)接軌道所處的空間存在極其稀薄的大氣，下面說(shuō)法正確的是()A為實(shí)現(xiàn)對(duì)接，兩者運(yùn)行速度的大小都應(yīng)介于第一宇宙速
7、度和第二宇宙速度之間B如不加干預(yù)，在運(yùn)行一段時(shí)間后，天宮一號(hào)的動(dòng)能可能會(huì)增加C如不加干預(yù)，天宮一號(hào)的軌道高度將緩慢降低D航天員在天宮一號(hào)中處于失重狀態(tài)，說(shuō)明航天員不受地球引力作用答案BC【變式探究】(多選)如圖4所示，搭載著“嫦娥二號(hào)”衛(wèi)星的“長(zhǎng)征三號(hào)丙”運(yùn)載火箭在西昌衛(wèi)星發(fā)射中心點(diǎn)火發(fā)射，衛(wèi)星由地面發(fā)射后，進(jìn)入地月轉(zhuǎn)移軌道，經(jīng)多次變軌最終進(jìn)入距離月球表面100 km，周期為118 min的工作軌道，開(kāi)始對(duì)月球進(jìn)行探測(cè)下列說(shuō)法正確的是()圖4A衛(wèi)星在軌道上的運(yùn)動(dòng)速度比月球的第一宇宙速度小B衛(wèi)星在軌道上經(jīng)過(guò)P點(diǎn)的速度比在軌道上經(jīng)過(guò)P點(diǎn)時(shí)大C衛(wèi)星在軌道上運(yùn)動(dòng)周期比在軌道上短D衛(wèi)星在軌道上的機(jī)械能比
8、在軌道上多答案ACD解析根據(jù)v 知，衛(wèi)星在軌道上的運(yùn)動(dòng)速度比月球的第一宇宙速度小，A正確衛(wèi)星在軌道上經(jīng)過(guò)P點(diǎn)需要減速才可能到達(dá)軌道，B錯(cuò)誤根據(jù)開(kāi)普勒第三定律，軌道的半徑小于軌道的半長(zhǎng)軸，故衛(wèi)星在軌道上運(yùn)動(dòng)周期比在軌道上短，C正確衛(wèi)星在軌道上變軌到軌道上必須在P點(diǎn)減速，故衛(wèi)星在軌道上的機(jī)械能比在軌道上多，D正確【舉一反三】嫦娥三號(hào)月球探測(cè)器搭載長(zhǎng)征三號(hào)乙火箭發(fā)射升空這是繼2007年嫦娥一號(hào)、2010年嫦娥二號(hào)之后，我國(guó)發(fā)射的第3顆月球探測(cè)器，也是首顆月球軟著陸探測(cè)器嫦娥三號(hào)攜帶有一臺(tái)無(wú)人月球車(chē)，重3噸多，是我國(guó)設(shè)計(jì)的最復(fù)雜的航天器如圖5所示為其飛行軌道示意圖，則下列說(shuō)法正確的是()圖5A嫦娥三號(hào)
9、的發(fā)射速度應(yīng)該大于11.2 km/sB嫦娥三號(hào)在環(huán)月軌道1上P點(diǎn)的加速度大于在環(huán)月軌道2上P點(diǎn)的加速度C嫦娥三號(hào)在環(huán)月軌道2上運(yùn)動(dòng)周期比在環(huán)月軌道1上運(yùn)行周期小D嫦娥三號(hào)在動(dòng)力下降段中一直處于完全失重狀態(tài)答案C【方法技巧】衛(wèi)星變軌問(wèn)題“四個(gè)”物理量的規(guī)律分析1速度：如圖6所示，設(shè)衛(wèi)星在圓軌道和上運(yùn)行時(shí)的速率分別為v1、v3，在軌道上過(guò)A點(diǎn)和B點(diǎn)時(shí)速率分別為vA、vB.在A點(diǎn)加速，則vAv1，在B點(diǎn)加速，則v3vB，又因v1v3，故有vAv1v3vB.圖62加速度：因?yàn)樵贏點(diǎn)，衛(wèi)星只受到萬(wàn)有引力作用，故不論從軌道還是軌道上經(jīng)過(guò)A點(diǎn)，衛(wèi)星的加速度都相同，同理，經(jīng)過(guò)B點(diǎn)加速度也相同3周期：設(shè)衛(wèi)星在、
10、軌道上的運(yùn)行周期分別為T(mén)1、T2、T3，軌道半徑分別為r1、r2(半長(zhǎng)軸)、r3，由開(kāi)普勒第三定律k可知T1T2T3.4機(jī)械能：在一個(gè)確定的圓(橢圓)軌道上機(jī)械能守恒若衛(wèi)星在、軌道的機(jī)械能分別為E1、E2、E3，則E1E2TBBEkAEkBCSASBD.【答案】AD【解析】衛(wèi)星繞地球做勻速圓周運(yùn)動(dòng)時(shí)其向心力由萬(wàn)有引力提供，若地球質(zhì)量為M，衛(wèi)星質(zhì)量為m，則有Gmm，由此可得v和T2，這里RARB，則vATB，而動(dòng)能Ekmv2，故EkARB，則SASB，選項(xiàng)C錯(cuò)誤；由開(kāi)普勒第三定律可知， 選項(xiàng)D正確6.2016江蘇卷 據(jù)報(bào)道，一法國(guó)攝影師拍到“天宮一號(hào)”空間站飛過(guò)太陽(yáng)的瞬間照片中，“天宮一號(hào)”的太
11、陽(yáng)帆板輪廓清晰可見(jiàn)如圖所示，假設(shè)“天宮一號(hào)”正以速度v7.7 km/s繞地球做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，運(yùn)動(dòng)方向與太陽(yáng)帆板兩端M、N的連線垂直，M、N間的距離L20 m，地磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度垂直于v，MN所在平面的分量B1.0105 T，將太陽(yáng)帆板視為導(dǎo)體圖1(1)求M、N間感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的大小E；(2)在太陽(yáng)帆板上將一只“1.5 V，0.3 W”的小燈泡與M、N相連構(gòu)成閉合電路，不計(jì)太陽(yáng)帆板和導(dǎo)線的電阻試判斷小燈泡能否發(fā)光，并說(shuō)明理由；(3)取地球半徑R6.4103 km，地球表面的重力加速度g9.8 m/s2，試估算“天宮一號(hào)”距離地球表面的高度h(計(jì)算結(jié)果保留一位有效數(shù)字)【答案】(1)1.54 V(2)
12、不能，理由見(jiàn)解析(3)4105 m7.2016四川卷 國(guó)務(wù)院批復(fù)，自2016年起將4月24日設(shè)立為“中國(guó)航天日”.1970年4月24日我國(guó)首次成功發(fā)射的人造衛(wèi)星東方紅一號(hào)，目前仍然在橢圓軌道上運(yùn)行，其軌道近地點(diǎn)高度約為440 km，遠(yuǎn)地點(diǎn)高度約為2060 km；1984年4月8日成功發(fā)射的東方紅二號(hào)衛(wèi)星運(yùn)行在赤道上空35786 km的地球同步軌道上設(shè)東方紅一號(hào)在遠(yuǎn)地點(diǎn)的加速度為a1，東方紅二號(hào)的加速度為a2，固定在地球赤道上的物體隨地球自轉(zhuǎn)的加速度為a3，則a1、a2、a3的大小關(guān)系為()圖1Aa2a1a3Ba3a2a1Ca3a1a2Da1a2a3【2015天津4】未來(lái)的星際航行中，宇航員長(zhǎng)期
13、處于零重力狀態(tài)，為緩解這種狀態(tài)帶來(lái)的不適，有人設(shè)想在未來(lái)的航天器上加裝一段圓柱形“旋轉(zhuǎn)倉(cāng)”如圖所示，當(dāng)旋轉(zhuǎn)艙繞其軸線勻速旋轉(zhuǎn)時(shí)，宇航員站在旋轉(zhuǎn)艙內(nèi)圓柱形側(cè)壁上，可以受到與他站在地球表面時(shí)相同大小的支持力，為達(dá)到目的，下列說(shuō)法正確的是A旋轉(zhuǎn)艙的半徑越大，轉(zhuǎn)動(dòng)的角速度就應(yīng)越大B旋轉(zhuǎn)艙的半徑越大，轉(zhuǎn)動(dòng)的角速度就應(yīng)越小C宇航員質(zhì)量越大，旋轉(zhuǎn)艙的角速度就應(yīng)越大D宇航員質(zhì)量越大，旋轉(zhuǎn)艙的角速度就應(yīng)越小【答案】B【解析】在外太空，宇航員處于完全失重狀態(tài)，所以在旋轉(zhuǎn)倉(cāng)中我們不需要考慮地球引力作用；宇航員在旋轉(zhuǎn)倉(cāng)中做圓周運(yùn)動(dòng)所需要的向心力由側(cè)壁支持力提供，根據(jù)題意有，故可知，與宇航員質(zhì)量無(wú)關(guān)，所以選項(xiàng)CD錯(cuò)誤；
14、 旋轉(zhuǎn)半徑越大，轉(zhuǎn)運(yùn)角速度就越小，故選項(xiàng)A正確、B錯(cuò)誤； 【2015全國(guó)新課標(biāo)21】9我國(guó)發(fā)射的“嫦娥三號(hào)”登月探測(cè)器靠近月球后，先在月球表面附近的近似圓軌道上繞月運(yùn)行；然后經(jīng)過(guò)一系列過(guò)程，在離月面4m高處做一次懸停（可認(rèn)為是相對(duì)于月球靜止）；最后關(guān)閉發(fā)動(dòng)機(jī)，探測(cè)器自由下落。已知探測(cè)器的質(zhì)量約為1.3109kg，地球質(zhì)量約為月球的81倍，地球半徑為月球的3.7倍，地球表面的重力加速度大小約為9.8m/s2。則次探測(cè)器A在著陸前瞬間，速度大小約為8.9m/sB懸停時(shí)受到的反沖作用力約為2103NC從離開(kāi)近月圓軌道到著陸這段時(shí)間內(nèi)，機(jī)械能守恒D在近月圓軌道上運(yùn)行的線速度小于人造衛(wèi)星在近地圓軌道上運(yùn)
15、行的線速度【答案】BD1(2014新課標(biāo)18)假設(shè)地球可視為質(zhì)量均勻分布的球體已知地球表面重力加速度在兩極的大小為g0，在赤道的大小為g，地球自轉(zhuǎn)的周期為T(mén)，引力常量為G.地球的密度為()A. B.C. D.【答案】B【解析】物體在地球的兩極時(shí)，mg0G，物體在赤道上時(shí)，mgm()2RG，又MR3，聯(lián)立以上三式解得地球的密度.故選項(xiàng)B正確，選項(xiàng)A、C、D錯(cuò)誤2(2014福建14)若有一顆“宜居”行星，其質(zhì)量為地球的p倍，半徑為地球的q倍，則該行星衛(wèi)星的環(huán)繞速度是地球衛(wèi)星環(huán)繞速度的()A.倍B.倍C.倍D.倍【答案】C3(2014天津3)研究表明，地球自轉(zhuǎn)在逐漸變慢，3億年前地球自轉(zhuǎn)的周期約為2
16、2小時(shí)假設(shè)這種趨勢(shì)會(huì)持續(xù)下去，地球的其他條件都不變，未來(lái)人類(lèi)發(fā)射的地球同步衛(wèi)星與現(xiàn)在的相比()A距地面的高度變大B向心加速度變大C線速度變大D角速度變大【答案】A【解析】地球的自轉(zhuǎn)周期變大，則地球同步衛(wèi)星的公轉(zhuǎn)周期變大由m(Rh)，得hR，T變大，h變大，A正確由ma，得a，r增大，a減小，B錯(cuò)誤由，得v，r增大，v減小，C錯(cuò)誤由可知，角速度減小，D錯(cuò)誤4(2014海南卷，6)設(shè)地球自轉(zhuǎn)周期為T(mén)，質(zhì)量為M，引力常量為G，假設(shè)地球可視為質(zhì)量均勻分布的球體，半徑為R。同一物體在南極和赤道水平面上靜止時(shí)所受到的支持力之比為()A. B.C. D.【答案】A5(2014重慶卷，7)圖7為“嫦娥三號(hào)”探
17、測(cè)器在月球上著陸最后階段的示意圖。首先在發(fā)動(dòng)機(jī)作用下，探測(cè)器受到推力在距月面高度為h1處懸停(速度為0，h1遠(yuǎn)小于月球半徑)；接著推力改變，探測(cè)器開(kāi)始豎直下降，到達(dá)距月面高度為h2處的速度為v，此后發(fā)動(dòng)機(jī)關(guān)閉，探測(cè)器僅受重力下落至月面，已知探測(cè)器總質(zhì)量為m(不包括燃料)，地球和月球的半徑比為k1，質(zhì)量比為k2，地球表面附近的重力加速度為g。求：圖7(1)月球表面附近的重力加速度大小及探測(cè)器剛接觸月面時(shí)的速度大??； (2)從開(kāi)始豎直下降到剛接觸月面時(shí)，探測(cè)器機(jī)械能的變化。【解析】(1)設(shè)地球質(zhì)量和半徑分別為M和R，月球的質(zhì)量、半徑和表面附近的重力加速度分別為M、R和g，探測(cè)器剛接觸月面時(shí)的速度大
18、小為vt。由mgG和mgG得gg。由vv22gh2得vt。(2)設(shè)機(jī)械能變化量為E，動(dòng)能變化量為Ek，重力勢(shì)能變化量為Ep，由EEkEp，有Em(v2)mgh1，得Emv2mg(h1h2)?！敬鸢浮?1)g(2)mv2mg(h1h2)5(2014北京23)萬(wàn)有引力定律揭示了天體運(yùn)動(dòng)規(guī)律與地上物體運(yùn)動(dòng)規(guī)律具有內(nèi)在的一致性(1)用彈簧秤稱(chēng)量一個(gè)相對(duì)于地球靜止的小物體的重量，隨稱(chēng)量位置的變化可能會(huì)有不同的結(jié)果已知地球質(zhì)量為M，自轉(zhuǎn)周期為T(mén)，萬(wàn)有引力常量為G.將地球視為半徑為R、質(zhì)量均勻分布的球體，不考慮空氣的影響設(shè)在地球北極地面稱(chēng)量時(shí)，彈簧秤的讀數(shù)是F0.a若在北極上空高出地面h處稱(chēng)量，彈簧秤讀數(shù)為
19、F1，求比值的表達(dá)式，并就h1.0%R的情形算出具體數(shù)值(計(jì)算結(jié)果保留兩位有效數(shù)字)；b若在赤道地面稱(chēng)量，彈簧秤讀數(shù)為F2，求比值的表達(dá)式(2)設(shè)想地球繞太陽(yáng)公轉(zhuǎn)的圓周軌道半徑為r、太陽(yáng)的半徑為RS和地球的半徑R三者均減小為現(xiàn)在的1.0%，而太陽(yáng)和地球的密度均勻且不變僅考慮太陽(yáng)和地球之間的相互作用，以現(xiàn)實(shí)地球的1年為標(biāo)準(zhǔn)，計(jì)算“設(shè)想地球”的一年將變?yōu)槎嚅L(zhǎng)？【答案】(1)a.0.98b1(2)與現(xiàn)實(shí)地球的1年時(shí)間相同(2)地球繞太陽(yáng)做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，受到太陽(yáng)的萬(wàn)有引力設(shè)太陽(yáng)質(zhì)量為MS，地球質(zhì)量為M，地球公轉(zhuǎn)周期為T(mén)E，有GMr得TE其中為太陽(yáng)的密度1假設(shè)火星可視為質(zhì)量均勻分布的球體，已知“火衛(wèi)一”
20、(火星的衛(wèi)星)繞火星做圓周運(yùn)動(dòng)的半徑為R，周期為T(mén)，火星的半徑為R0，自轉(zhuǎn)周期為T(mén)0，則火星表面的重力加速度在赤道處大小與兩極處大小的比值為()A. B. C1 D1答案D解析在赤道上的物體，有：Gmg1mR0，在兩極，有：Gmg2聯(lián)立兩式1，根據(jù)GmR，解得GM，代入可得1.2(多選)2014年11月1日早上6時(shí)42分，被譽(yù)為“嫦娥五號(hào)”的“探路尖兵”載人返回飛行試驗(yàn)返回器在內(nèi)蒙古四子王旗預(yù)定區(qū)域順利著陸，標(biāo)志著我國(guó)已全面突破和掌握航天器以接近第二宇宙速度的高速載人返回關(guān)鍵技術(shù)，為“嫦娥五號(hào)”任務(wù)順利實(shí)施和探月工程持續(xù)推進(jìn)奠定了堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)已知人造航天器在月球表面上空繞月球做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，經(jīng)過(guò)時(shí)
21、間t(t小于航天器的繞行周期)，航天器運(yùn)動(dòng)的弧長(zhǎng)為s，航天器與月球的中心連線掃過(guò)角度為，引力常量為G，則()A航天器的軌道半徑為B航天器的環(huán)繞周期為C月球的質(zhì)量為D月球的密度為答案BC3在赤道平面內(nèi)繞地球做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的三顆衛(wèi)星m1、m2、m3，它們的軌道半徑分別為r1、r2、r3，且r1r2r3，其中m2為同步衛(wèi)星，若三顆衛(wèi)星在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中受到的向心力大小相等，則()A相同的時(shí)間內(nèi)，m1通過(guò)的路程最大B三顆衛(wèi)星中，m3的質(zhì)量最大C三顆衛(wèi)星中，m3的速度最大Dm1繞地球運(yùn)動(dòng)的周期小于24小時(shí)解析：選C根據(jù)萬(wàn)有引力提供向心力可得：m，解得：v；由于r1r2r3，故v1v2v3，故m3的速度最大，在
22、相同的時(shí)間內(nèi)，m3通過(guò)的路程最大，故A錯(cuò)誤，C正確。由于F萬(wàn)可得，在向心力大小相等的情況下，由于r1r2r3，故m1m2m3，故B錯(cuò)誤。據(jù)萬(wàn)有引力提供向心力可得：mr，可得衛(wèi)星運(yùn)動(dòng)的周期T2r，顯然軌道半徑越大，衛(wèi)星運(yùn)動(dòng)的周期越大，故m1的周期大于m2的周期，而衛(wèi)星2的周期為24小時(shí)，故m1的周期大于24小時(shí)，故D錯(cuò)誤。4(多選)據(jù)英國(guó)衛(wèi)報(bào)網(wǎng)站2015年1月6日?qǐng)?bào)道，在太陽(yáng)系之外，科學(xué)家發(fā)現(xiàn)了一顆最適宜人類(lèi)居住的類(lèi)地行星，繞恒星橙矮星運(yùn)行，命名為“開(kāi)普勒438b”。假設(shè)該行星與地球繞恒星均做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，其運(yùn)行的周期為地球運(yùn)行周期的p倍，橙矮星的質(zhì)量為太陽(yáng)的q倍。則該行星與地球的()A軌道半徑
23、之比為B軌道半徑之比為C線速度之比為 D線速度之比為 5(多選)載人飛船從發(fā)射、進(jìn)入軌道、加速變軌，最后進(jìn)入圓形軌道穩(wěn)定運(yùn)行。如圖4是載人飛船正在加速變軌的過(guò)程，如下相關(guān)的說(shuō)法中，正確的是()圖4A進(jìn)入高軌道后的周期比低軌道的周期大B進(jìn)入高軌道后的速率比低軌道的速率小C進(jìn)入高軌道后，飛船的加速度變小D飛船在圓形軌道運(yùn)行時(shí)，宇航員處于超重狀態(tài)解析：選ABC根據(jù)萬(wàn)有引力提供向心力Grmma，得T2 ，v ，a，由此可知，軌道半徑越大，周期越大，線速度和加速度越小，故飛船進(jìn)入高軌道后的周期變大、速率和加速度變小，故A、B、C均正確。飛船在圓形軌道運(yùn)行時(shí)，地球?qū)τ詈絾T的引力完全提供向心力，宇航員處于失
24、重狀態(tài)，故D錯(cuò)誤。6(多選)如圖5所示，兩星球相距為L(zhǎng)，質(zhì)量比為mAmB19，兩星球半徑遠(yuǎn)小于L。從星球A沿A、B連線向B以某一初速度發(fā)射一探測(cè)器。只考慮星球A、B對(duì)探測(cè)器的作用，下列說(shuō)法正確的是()圖5A探測(cè)器的速度一直減小B探測(cè)器在距星球A為處加速度為零C若探測(cè)器能到達(dá)星球B，其速度可能恰好為零D若探測(cè)器能到達(dá)星球B，其速度一定大于發(fā)射時(shí)的初速度7(多選)如圖6所示，甲、乙、丙是位于同一直線上的離其他恒星較遠(yuǎn)的三顆恒星，甲、丙圍繞乙在半徑為R的圓軌道上運(yùn)行，圖6若三顆星質(zhì)量均為M，萬(wàn)有引力常量為G，則()A甲星所受合外力為B乙星所受合外力為C甲星和丙星的線速度相同D甲星和丙星的角速度相同8
25、(多選)如圖7所示，A、B是繞地球運(yùn)行的“天宮一號(hào)”橢圓形軌道上的近地點(diǎn)和遠(yuǎn)地點(diǎn)，則“天宮一號(hào)”()圖7A在A點(diǎn)時(shí)線速度大B在A點(diǎn)時(shí)重力加速度小C在B點(diǎn)時(shí)向心加速度小D在B點(diǎn)時(shí)向心加速度大于該處的重力加速度解析：選AC根據(jù)開(kāi)普勒第二定律可知：在近地點(diǎn)的速度大于遠(yuǎn)地點(diǎn)的速度，所以A點(diǎn)的速度大于B點(diǎn)的速度，故A正確；根據(jù)牛頓第二定律和萬(wàn)有引力定律得：g，因?yàn)锳的軌道半徑小于B的軌道半徑，所以在A點(diǎn)時(shí)重力加速度大，故B錯(cuò)誤；向心加速度a，A點(diǎn)的速度大于B點(diǎn)的速度，A的軌道半徑小于B的軌道半徑，所以在B點(diǎn)時(shí)向心加速度小，故C正確；在B點(diǎn)衛(wèi)星做近心運(yùn)動(dòng)，即萬(wàn)有引力大于需要的向心力，所以該處的重力加速度大
26、于在B點(diǎn)時(shí)向心加速度，故D錯(cuò)誤。9如圖8所示，一顆行星和一顆彗星繞同一恒星的運(yùn)行軌道分別為A和B，A是半徑為r的圓軌道，B為橢圓軌道，橢圓長(zhǎng)軸QQ為2r。P點(diǎn)為兩軌道的交點(diǎn)，以下說(shuō)法正確的是()圖8A彗星和行星經(jīng)過(guò)P點(diǎn)時(shí)受到的萬(wàn)有引力相等B彗星和行星繞恒星運(yùn)動(dòng)的周期相同C彗星和行星經(jīng)過(guò)P點(diǎn)時(shí)的速度相同D彗星在Q處加速度為行星加速度的10某顆地球同步衛(wèi)星正下方的地球表面上有一觀察者，他用天文望遠(yuǎn)鏡觀察被太陽(yáng)光照射的此衛(wèi)星，春分那天(太陽(yáng)光直射赤道)在日落12小時(shí)內(nèi)有t1時(shí)間該觀察者看不見(jiàn)此衛(wèi)星。已知地球半徑為R，地球表面處的重力加速度為g，地球自轉(zhuǎn)周期為T(mén)，衛(wèi)星的運(yùn)動(dòng)方向與地球轉(zhuǎn)動(dòng)方向相同，不考
27、慮大氣對(duì)光的折射。下列說(shuō)法中正確的是()A同步衛(wèi)星離地高度為 B同步衛(wèi)星加速度小于赤道上物體向心加速度Ct1arcsinD同步衛(wèi)星加速度大于近地衛(wèi)星的加速度解析：選C根據(jù)，GMgR2，得同步衛(wèi)星軌道半徑為r ，離地高度為h R，選項(xiàng)A錯(cuò)誤；由于同步衛(wèi)星與赤道上物體轉(zhuǎn)動(dòng)角速度相同，根據(jù)a2r，同步衛(wèi)星離地心距離較大，同步衛(wèi)星加速度大于赤道上物體向心加速度，選項(xiàng)B錯(cuò)誤；根據(jù)光的直線傳播規(guī)律，日落12小時(shí)內(nèi)有t1時(shí)間該觀察者看不見(jiàn)此衛(wèi)星，如圖所示同步衛(wèi)星相對(duì)地心轉(zhuǎn)過(guò)角度為2，sin ，結(jié)合tt，解得t1arcsin，選項(xiàng)C正確；根據(jù)a，同步衛(wèi)星的軌道半徑比近地衛(wèi)星軌道半徑大，故同步衛(wèi)星的加速度小于近
28、地衛(wèi)星的加速度，選項(xiàng)D錯(cuò)誤。11從吉隆坡飛往北京的馬航MH370航班起飛后與地面失去聯(lián)系，機(jī)上有154名中國(guó)人。之后，中國(guó)緊急調(diào)動(dòng)了海洋、風(fēng)云、高分、遙感等4個(gè)型號(hào)近10顆衛(wèi)星為地面搜救行動(dòng)提供技術(shù)支持。假設(shè)“高分一號(hào)”衛(wèi)星與同步衛(wèi)星、月球繞地球運(yùn)行的軌道都是圓，它們?cè)诳臻g的位置示意圖如圖所示。下列有關(guān)“高分一號(hào)”的說(shuō)法正確的是()A其發(fā)射速度可能小于7.9 km/sB繞地球運(yùn)行的角速度比月球繞地球運(yùn)行的角速度大C繞地球運(yùn)行的周期比同步衛(wèi)星繞地球運(yùn)行的周期大D在運(yùn)行軌道上完全失重，重力加速度為0答案：B12、 (多選)宇宙間存在一些離其他恒星較遠(yuǎn)的三星系統(tǒng)，其中有一種三星系統(tǒng)如圖所示，三顆質(zhì)量均為m的星位于等邊三角形的三個(gè)頂點(diǎn)，三角形邊長(zhǎng)為R，忽略其他星體對(duì)它們的引力作用，三星在同一平面內(nèi)繞三角形中心O做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，萬(wàn)有引力常量為G，則()A每顆星做圓周運(yùn)動(dòng)的線速度為 B每顆星做圓周運(yùn)動(dòng)的角速度為 C每顆星做圓周運(yùn)動(dòng)的周期為2 D每顆星做圓周運(yùn)動(dòng)的加速度與三星的質(zhì)量無(wú)關(guān)答案：ABC- 24 -
2018年高考物理一輪復(fù)習(xí) 專(zhuān)題4.6 衛(wèi)星與航天教學(xué)案
