（全國(guó)通用）2020版高考物理一輪復(fù)習(xí) 第四章 微專題33 人造衛(wèi)星運(yùn)行規(guī)律分析加練半小時(shí)（含解析）

《（全國(guó)通用）2020版高考物理一輪復(fù)習(xí) 第四章 微專題33 人造衛(wèi)星運(yùn)行規(guī)律分析加練半小時(shí)（含解析）》由會(huì)員分享，可在線閱讀，更多相關(guān)《（全國(guó)通用）2020版高考物理一輪復(fù)習(xí) 第四章 微專題33 人造衛(wèi)星運(yùn)行規(guī)律分析加練半小時(shí)（含解析）（6頁珍藏版）》請(qǐng)?jiān)谘b配圖網(wǎng)上搜索。

1、人造衛(wèi)星運(yùn)行規(guī)律分析 [方法點(diǎn)撥]　(1)由v＝得出的速度是衛(wèi)星在圓形軌道上運(yùn)行時(shí)的速度，而發(fā)射航天器的發(fā)射速度要符合三個(gè)宇宙速度.(2)做圓周運(yùn)動(dòng)的衛(wèi)星的向心力由地球?qū)λ娜f有引力提供，并指向它們軌道的圓心——地心.(3)在赤道上隨地球自轉(zhuǎn)的物體不是衛(wèi)星，它隨地球自轉(zhuǎn)所需向心力由萬有引力和地面支持力的合力提供. 1.如圖1所示，質(zhì)量分別為m和2m的甲、乙兩顆衛(wèi)星以相等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)，不考慮其他天體的影響，則兩顆衛(wèi)星(　　) 圖1 A.所受的萬有引力大小之比為1∶2 B.運(yùn)動(dòng)的向心加速度大小之比為1∶2 C.動(dòng)能之比為1∶2 D.運(yùn)動(dòng)的角速

2、度大小之比為1∶2 2.(2018·廣東省廣州市統(tǒng)考)如圖2所示，已知現(xiàn)在地球的一顆同步通信衛(wèi)星信號(hào)最多覆蓋地球赤道上的經(jīng)度范圍為2α.假設(shè)地球的自轉(zhuǎn)周期變大，周期變大后的一顆地球同步通信衛(wèi)星信號(hào)最多覆蓋的赤道經(jīng)度范圍為2β，則前后兩次同步衛(wèi)星的運(yùn)行周期之比為(　　) 圖2 A. B. C. D. 3.如圖3所示，2017年9月25日至9月28日期間，微信啟動(dòng)新界面，其畫面視角從人類起源的非洲(左)變成華夏大地中國(guó)(右).新照片由我國(guó)新一代靜止軌道衛(wèi)星“風(fēng)云四號(hào)”拍攝，見證著科學(xué)家15年的辛苦和努力.下列說法正確的是(　　) 圖3 A.“風(fēng)云四號(hào)”可能經(jīng)過無錫正上空 B

3、.“風(fēng)云四號(hào)”的向心加速度大于月球的向心加速度 C.與“風(fēng)云四號(hào)”同軌道的衛(wèi)星運(yùn)動(dòng)的動(dòng)能都相等 D.“風(fēng)云四號(hào)”的運(yùn)行速度大于7.9km/s 4.火星探測(cè)項(xiàng)目是我國(guó)繼載人航天工程、嫦娥工程之后又一個(gè)重大空間探索項(xiàng)目，2020年左右我國(guó)將進(jìn)行第一次火星探測(cè).已知地球公轉(zhuǎn)周期為T，到太陽的距離為R1，運(yùn)行速率為v1，火星到太陽的距離為R2，運(yùn)行速率為v2，太陽質(zhì)量為M，引力常量為G.一個(gè)質(zhì)量為m的探測(cè)器被發(fā)射到一圍繞太陽的橢圓軌道上，以地球軌道上的A點(diǎn)為近日點(diǎn)，以火星軌道上的B點(diǎn)為遠(yuǎn)日點(diǎn)，如圖4所示.不計(jì)火星、地球?qū)μ綔y(cè)器的影響，則(　　) 圖4 A.探測(cè)器在A點(diǎn)的加速度大于 B.

4、探測(cè)器在B點(diǎn)的速度大小為 C.探測(cè)器沿橢圓軌道從A到B的飛行時(shí)間為 D.探測(cè)器在B點(diǎn)的動(dòng)能為mv22 5.(2018·福建省福州市質(zhì)檢)在牛頓力學(xué)體系中，當(dāng)兩個(gè)質(zhì)量分別為m1、m2的質(zhì)點(diǎn)相距為r時(shí)具有的勢(shì)能，稱為引力勢(shì)能，其大小為Ep＝－(規(guī)定兩物體相距無窮遠(yuǎn)處時(shí)勢(shì)能為零).假設(shè)“天宮二號(hào)”空間實(shí)驗(yàn)室(質(zhì)量為m)在距地面高度為h的軌道繞地球做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，已知地球的質(zhì)量為M，地球的半徑為R，引力常量為G.則“天宮二號(hào)”的機(jī)械能大小為(　　) A.－ B.－ C. D. 6.(2018·安徽省“皖南八?！钡诙温?lián)考)一顆在赤道上空做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的人造衛(wèi)星，其軌道半徑上對(duì)應(yīng)的重力加速度

5、為地球表面重力加速度的四分之一，則某一時(shí)刻該衛(wèi)星觀測(cè)到地面赤道最大弧長(zhǎng)為(已知地球半徑為R)(　　) A.πRB.πRC.πRD.πR 7.(2018·遼寧省實(shí)驗(yàn)中學(xué)段考)我國(guó)建立在北緯43°的內(nèi)蒙古赤峰草原天文觀測(cè)站在金鴿牧場(chǎng)揭牌并投入使用，該天文觀測(cè)站應(yīng)用了先進(jìn)的天文望遠(yuǎn)鏡.現(xiàn)有一顆繞地球做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的衛(wèi)星，一位觀測(cè)員在對(duì)該衛(wèi)星觀測(cè)時(shí)發(fā)現(xiàn)：每天晚上相同時(shí)刻該衛(wèi)星總能出現(xiàn)在天空正上方同一位置，則衛(wèi)星的軌道必須滿足下列哪些條件(已知地球質(zhì)量為M，地球自轉(zhuǎn)的周期為T，地球半徑為R，引力常量為G)(　　) A.該衛(wèi)星一定在同步衛(wèi)星軌道上 B.衛(wèi)星軌道平面與地球北緯43°線所確定的平面共面

6、 C.滿足軌道半徑r＝(n＝1,2,3…)的全部軌道都可以 D.滿足軌道半徑r＝(n＝1,2,3…)的部分軌道都可以 答案精析 1.B　[由萬有引力定律，衛(wèi)星甲所受的萬有引力F甲＝G，衛(wèi)星乙所受的萬有引力F乙＝G＝4G，即它們所受的萬有引力大小之比為1∶4，A錯(cuò)誤；由G＝ma甲，4G＝2ma乙，可知它們運(yùn)動(dòng)的向心加速度大小之比為1∶2，B正確；由G＝m可知，衛(wèi)星甲的動(dòng)能為mv12＝，同理，衛(wèi)星乙的動(dòng)能為×2mv22＝，動(dòng)能之比為1∶4，C錯(cuò)誤；由v＝ωr可知，它們運(yùn)動(dòng)的角速度大小之比為ω1∶ω2＝v1∶v2＝∶＝1∶，D錯(cuò)誤.] 2.A　[設(shè)地球半徑為R，根據(jù)題圖可知，同步衛(wèi)星的

7、軌道半徑r＝，同理，假設(shè)地球的自轉(zhuǎn)周期變大，同步衛(wèi)星的軌道半徑r′＝，對(duì)于同步衛(wèi)星，由萬有引力提供向心力有G＝m()2r.解得T＝，代入軌道半徑，得前后兩次同步衛(wèi)星的運(yùn)動(dòng)周期之比＝.] 3.B　[由題可知，“風(fēng)云四號(hào)”衛(wèi)星是地球同步衛(wèi)星，而同步衛(wèi)星只能在赤道正上空，且高度保持不變，故A錯(cuò)誤；根據(jù)G＝man，得an＝，其中G為引力常量，M為地球質(zhì)量，r為軌道半徑，因“風(fēng)云四號(hào)”衛(wèi)星的軌道半徑小于月球的軌道半徑，故“風(fēng)云四號(hào)”的向心加速度大于月球的向心加速度，故B正確；與“風(fēng)云四號(hào)”同軌道的衛(wèi)星都是同步衛(wèi)星，故線速度一定相同，但不知道各個(gè)衛(wèi)星的質(zhì)量是否相等，根據(jù)Ek＝mv2知?jiǎng)幽懿灰欢ㄏ嗟?，故C

8、錯(cuò)誤；7.9km/s是衛(wèi)星圍繞地球表面運(yùn)行的最大線速度，它的軌道半徑等于地球半徑，而“風(fēng)云四號(hào)”的軌道半徑大于地球半徑，根據(jù)v＝可知，其線速度小于7.9km/s，故D錯(cuò)誤.] 4.C　[探測(cè)器在A點(diǎn)的加速度和地球在A點(diǎn)的加速度相等為，選項(xiàng)A錯(cuò)誤；火星的速度為，探測(cè)器在B點(diǎn)做向心運(yùn)動(dòng)，速度應(yīng)小于，故探測(cè)器在B點(diǎn)的動(dòng)能小于mv22，選項(xiàng)B、D錯(cuò)誤；根據(jù)開普勒第三定律有＝，探測(cè)器從A到B飛行時(shí)間為T′，選項(xiàng)C正確.] 5.B　[“天宮二號(hào)”在距地面高度為h的軌道繞地球做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，根據(jù)萬有引力提供向心力可得＝m，解得“天宮二號(hào)”的動(dòng)能Ek＝mv2＝，則“天宮二號(hào)”的機(jī)械能大小為E＝Ek＋Ep＝－＝－，故B正確，A、C、D錯(cuò)誤.] 6.A　[地球表面G＝mg，因?yàn)間′＝g，則人造衛(wèi)星的軌道半徑r＝2R，則某一時(shí)刻該衛(wèi)星觀測(cè)到地面赤道的弧度為，觀測(cè)到地面赤道最大弧長(zhǎng)為πR，故選A.] 7.D　[該衛(wèi)星不一定是同步衛(wèi)星，故A錯(cuò)誤；衛(wèi)星的軌道平面必須經(jīng)過地心，不可能與地球北緯43°線所確定的平面共面，故B錯(cuò)誤；衛(wèi)星的周期可能為T′＝，n＝1、2、3…，根據(jù)G＝mr，解得r＝(n＝1、2、3…)，滿足這個(gè)表達(dá)式的部分軌道即可，故C錯(cuò)誤，D正確.] 6