【備戰(zhàn)2013】高考物理 模擬題分類解析 專題14 衛(wèi)星的發(fā)射及運(yùn)行
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【備戰(zhàn)2013】高考物理 模擬題分類解析 專題14 衛(wèi)星的發(fā)射及運(yùn)行
專題14 衛(wèi)星的發(fā)射及運(yùn)行一、2012高考題1.(2012·四川理綜)今年4月30日,西昌衛(wèi)星發(fā)射中心的中圓軌道衛(wèi)星,其軌道半徑為2.8×107m。它與另一顆同質(zhì)量的同步軌道衛(wèi)星(軌道半徑為4.2×107m)相比A. 向心力較小 B.動(dòng)能較大 B. C.發(fā)射速度都是第一宇宙速度 D.角速度較小2(2012·福建理綜)一衛(wèi)星繞某一行星表面附近做勻速圓周運(yùn)動(dòng),其線速度大小為v。假設(shè)宇航員在該行星表面上用彈簧測(cè)力計(jì)測(cè)量一質(zhì)量為m的物體重力,物體靜止時(shí),彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)為N,已知引力常量為G,,則這顆行星的質(zhì)量為Amv2/GN Bmv4/GNC Nv2/Gm DNv4/Gm.3. (2012·天津理綜)一人造地球衛(wèi)星繞地球做勻速圓周運(yùn)動(dòng),假如該衛(wèi)星變軌后仍做勻速圓周運(yùn)動(dòng),動(dòng)能減小為原來(lái)的1/4,不考慮衛(wèi)星質(zhì)量的變化,則變軌前后衛(wèi)星的A向心加速度大小之比為41B角速度大小之比為21C周期之比為18D軌道半徑之比為124. (2012·北京理綜)關(guān)于環(huán)繞地球運(yùn)動(dòng)的衛(wèi)星,下列說(shuō)法正確的是A.分別沿圓軌道和橢圓軌道運(yùn)行的兩顆衛(wèi)星,不可能具有相同的周期B.沿橢圓軌道運(yùn)行的一顆衛(wèi)星,在軌道不同位置可能具有相同的速率C.在赤道上空運(yùn)行的兩顆地球同步衛(wèi)星,.它們的軌道半徑有可能不同D.沿不同軌道經(jīng)過(guò)北京上空的兩顆衛(wèi)星,它們的軌道平面一定會(huì)重合5.(B組)(2012·上海物理)人造地球衛(wèi)星做半徑為r,線速度大小為v的勻速圓周運(yùn)動(dòng)。當(dāng)其角速度變?yōu)樵瓉?lái)的倍后,運(yùn)動(dòng)半徑為_,線速度大小為_?!敬鸢浮浚?r v/2【解析】:由G=m2r,解得2= G。當(dāng)其角速度變?yōu)樵瓉?lái)的倍后,運(yùn)動(dòng)半徑變?yōu)樵瓉?lái)的2倍,即運(yùn)動(dòng)半徑為2r。由v=r,可得線速度大小為v=·2r=v/2?!究键c(diǎn)定位】此題考查萬(wàn)有引力定律、角速度公式及其相關(guān)知識(shí)。6. (2012·海南物理)地球同步衛(wèi)星到地心的距離r可用地球質(zhì)量M、地球自轉(zhuǎn)周期T與引力常量G表示為r= 。二、2012模擬題1(2012年3月陜西寶雞第二次質(zhì)檢)2011年12月27日,我國(guó)正式宣布北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)試運(yùn)行啟動(dòng),標(biāo)志著我國(guó)自主衛(wèi)星導(dǎo)航產(chǎn)業(yè)發(fā)展進(jìn)入了嶄新的發(fā)展階段,發(fā)射北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)中的同步衛(wèi)星,一般都要采用變軌道發(fā)射的方法:衛(wèi)星首先進(jìn)入停泊軌道(圓形軌道),當(dāng)衛(wèi)星穿過(guò)赤道平面A時(shí)點(diǎn)火,衛(wèi)星進(jìn)入轉(zhuǎn)移軌道(橢圓軌道),當(dāng)衛(wèi)星達(dá)到遠(yuǎn)地點(diǎn)B時(shí)再次點(diǎn)火,進(jìn)入靜止軌道(同步軌道)則下列說(shuō)法正確的是A變軌前后衛(wèi)星的機(jī)械能相等B衛(wèi)星在同步軌道運(yùn)行的周期比地球的自轉(zhuǎn)周期小C衛(wèi)星在同步軌道運(yùn)行的速度比在圓形軌道時(shí)大D同步衛(wèi)星的角速度與靜止在赤道上物體的角速度大小相同2. (2012年3月山東煙臺(tái)一模)2012年2月25日0時(shí)12分,西昌衛(wèi)星發(fā)射中心用“長(zhǎng)征三號(hào)丙”運(yùn)載火箭,成功將第11顆北斗導(dǎo)航衛(wèi)星送入了太空預(yù)定軌道. 這是一顆地球同步衛(wèi)星, 若衛(wèi)星離地心距離為r,運(yùn)行速率為v1,加速度為a1,地球赤道上的物體隨地球自轉(zhuǎn)的向心加速度為a2,第一宇宙速度為v2,,地球半徑為R,則A B= C= D3(2012年3月東北四校一模)北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)是中國(guó)正在實(shí)施的自主研發(fā)、獨(dú)立運(yùn)行的全球衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng),我國(guó)預(yù)計(jì)在2015年建成由30多顆衛(wèi)星組成的“北斗二號(hào)”衛(wèi)星導(dǎo)航定位系統(tǒng),此系統(tǒng)由中軌道(離地最近)、高軌道和同步軌道(離地最遠(yuǎn))衛(wèi)星等組成。現(xiàn)在正在服役的“北斗一號(hào)”衛(wèi)星定位系統(tǒng)的三顆衛(wèi)星都定位在距地面36000km的地球同步軌道上,而美國(guó)的GPS由24顆衛(wèi)星組成,這些衛(wèi)星距地面的高度均為20000km。設(shè)衛(wèi)星繞地球都做勻速圓周運(yùn)動(dòng),則下列說(shuō)法中正確的是A“北斗一號(hào)”系統(tǒng)中的三顆衛(wèi)星的質(zhì)量一定相等B“北斗二號(hào)”中的低軌道衛(wèi)星的線速度大于高軌道衛(wèi)星的線速度C“北斗一號(hào)”的衛(wèi)星比GPS的衛(wèi)星周期長(zhǎng)D若周期為8h的中軌道衛(wèi)星某時(shí)刻在某同步衛(wèi)星的正下方,則經(jīng)過(guò)24h仍在該同步衛(wèi)星的正下方中軌道衛(wèi)星剛好運(yùn)行3周,同步衛(wèi)星運(yùn)行一周,仍在該同步衛(wèi)星的正下方,選項(xiàng)D正確。4(2012年3月山東濰坊模擬)a是放在地球赤道上的物體,b是近地衛(wèi)星,c是地球同步衛(wèi)星,a、b、c在同一平面內(nèi)繞地心做逆時(shí)針?lè)较虻膱A周運(yùn)動(dòng),某時(shí)刻,它們運(yùn)行通過(guò)地心的同一直線上,如圖甲所示一段時(shí)間后它們的位置可能是圖乙中的5(2012年3月安徽省“江南十?!备呷?lián)考)“嫦娥一號(hào)”和“嫦娥二號(hào)”繞月飛行器的運(yùn)行軌道可近似為圓形軌道,距月球表面高度分別為 和,運(yùn)動(dòng)周期分別為和。已知月球半徑為,則和的比值為( )AB C D 6(2012年3月江蘇三校聯(lián)考)已知地球質(zhì)量為M,半徑為R,自轉(zhuǎn)周期為T,地球同步衛(wèi)星質(zhì)量為m,引力常量為G。有關(guān)同步衛(wèi)星,下列表述正確的是A衛(wèi)星距離地面的高度為B衛(wèi)星的運(yùn)行速度小于第一宇宙速度C衛(wèi)星運(yùn)行時(shí)受到的向心力大小為D衛(wèi)星運(yùn)行的向心加速度小于地球表面的重力加速度7(2012年3月江西南昌一模)神舟八號(hào)飛船繞地球做勻速圓周運(yùn)動(dòng)時(shí),飛行軌道在地球表面的投影如圖所示,圖中標(biāo)明了飛船相繼飛臨赤道上空所對(duì)應(yīng)的地面的經(jīng)度。設(shè)神舟八號(hào)飛船繞地球飛行的軌道半徑為r1,地球同步衛(wèi)星飛行軌道半徑為r2.則rr等于A124B1156C1256D12108. (2012年3月山東威海一模)假設(shè)月亮和同步衛(wèi)星都是繞地心做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的,下列說(shuō)法正確的是A.同步衛(wèi)星的線速度大于月亮的線速度B.同步衛(wèi)星的角速度大于月亮的角速度C.同步衛(wèi)星的向心加速度大于月亮的向心加速度D.同步衛(wèi)星的軌道半徑大于月亮的軌道半徑.答案:ABC解析:同步衛(wèi)星的線速度大于月亮的線速度,選項(xiàng)A正確,同步衛(wèi)星的角速度大于月亮的角速度,選項(xiàng)B正確;同步衛(wèi)星的向心加速度大于月亮的向心加速度,選項(xiàng)C正確;同步衛(wèi)星的軌道半徑小于月亮的軌道半徑,選項(xiàng)D錯(cuò)誤。9(2012年5月山東省濟(jì)寧市二模)2012年2月25日,我國(guó)成功地將第十一顆北斗導(dǎo)航衛(wèi)星送入太空預(yù)定軌道一地球靜止軌道,使之成為地球同步衛(wèi)星。關(guān)于該衛(wèi)星,下列說(shuō)法正確的是A相對(duì)于地面靜止,離地面高度為在R4 R(R為地球半徑)之間的任意值B運(yùn)行速度大于7.9km/sC角速度大于靜止在地球赤道上物體的角速度D向心加速度大于靜止在地球赤道上物體的向心加速度10.(2012年5月江蘇省蘇北四市聯(lián)考)我國(guó)正在建設(shè)中的“北斗”衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)將由5顆地球同步衛(wèi)星和20可非同步衛(wèi)星組成。已知兩顆同步軌道衛(wèi)星A、B分別定點(diǎn)于赤道上東經(jīng)80°和140°的上空,軌道半徑為r。則關(guān)于A、B兩顆衛(wèi)星,下列說(shuō)法正確的是A兩衛(wèi)星內(nèi)的物體都處于平衡狀態(tài)B兩衛(wèi)星運(yùn)行的線速度相同C這兩顆衛(wèi)星的信號(hào)可覆蓋整個(gè)地球表面D兩衛(wèi)星的間距是固定的,大小為r11(2012年5月湖北黃岡三模)2012年4月30日4時(shí)50分,我國(guó)在西昌衛(wèi)星發(fā)射中心用“長(zhǎng)征三號(hào)乙”運(yùn)載火箭,成功發(fā)射兩顆北斗導(dǎo)航衛(wèi)星。這是我國(guó)首次采用“一箭雙星”方式發(fā)射兩顆地球中高軌道衛(wèi)星。北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)由靜止軌道衛(wèi)星(同步衛(wèi)星)和中軌道衛(wèi)星組成,中軌道衛(wèi)星平均分布在傾角55°的三個(gè)平面上,軌道高度約21500km,靜止軌道衛(wèi)星的高度約為36000km。下列說(shuō)法中正確的是( )A在靜止軌道上,衛(wèi)星的質(zhì)量越大其運(yùn)行周期越小B靜止軌道衛(wèi)星的線速度小于中軌道衛(wèi)星的線速度C中軌道衛(wèi)星的周期一定大于24hD中軌道衛(wèi)星的線速度可能大于7.9km/s12(2012年5月湖北武漢沖刺訓(xùn)練)假設(shè)有一載人宇宙飛船在距地面高度為4200km的赤道上空繞地球做勻速圓周運(yùn)動(dòng),地球半徑約為6400km,地球同步衛(wèi)星距地面高度為36000km,宇宙飛船和地球同步衛(wèi)星繞地球同向運(yùn)動(dòng)。每當(dāng)二者相距最近時(shí),宇宙飛船就向同步衛(wèi)星發(fā)射信號(hào),然后再由同步衛(wèi)星將信號(hào)發(fā)送到地面接收站。某時(shí)刻二者相距最遠(yuǎn),從此刻開始,在一晝夜的時(shí)間內(nèi),接收站共接收到信號(hào)的次數(shù)為 A4次 B6次 C7次 D8次O13(2012上海徐匯期末)如圖所示,兩個(gè)衛(wèi)星繞著同一行星做勻速圓周運(yùn)動(dòng),軌道半徑分別為R1和R2,R1R2,兩衛(wèi)星的線速度分別為v1和v2,角速度分別為w1和w2,周期分別為T1和T2,則( )(A)v2v1,w2w1,T2T1(B)v2v1,w2w1,T2T1 (C)v2v1,w2w1,T2T1(D)v2v1,w2w1,T2T1 14(2012江蘇四市聯(lián)考)美國(guó)宇航局2011年12月5日宣布,他們發(fā)現(xiàn)了太陽(yáng)系外第一顆類似地球的、可適合居住的行星“開普勒-22b”,它每290天環(huán)繞著一顆類似于太陽(yáng)的恒星運(yùn)轉(zhuǎn)一周,距離地球約600光年,體積是地球的2.4倍。已知萬(wàn)有引力常量和地球表面的重力加速度。根據(jù)以上信息,下列推理中正確的是A若能觀測(cè)到該行星的軌道半徑,可求出該行星所受的萬(wàn)有引力B若已知該行星的密度和半徑,可求出該行星的軌道半徑C根據(jù)地球的公轉(zhuǎn)周期與軌道半徑,可求出該行星的軌道半徑D若該行星的密度與地球的密度相等,可求出該行星表面的重力加速度15(2012湖南2月聯(lián)考)有密度相同的兩顆行星A和B,已知A星的表面重力加速度是B星表面重力加速度的2倍(忽略行星自轉(zhuǎn)的影響),則下列說(shuō)法正確的是 ( )A兩行星A、B的質(zhì)量之比為81B兩行星A、B的半徑之比為21C兩行星A、B的第一宇宙速度之比為12D兩行星A、B的第一宇宙速度之比為2115答案:ABD 解析:根據(jù)兩星密度相同有,根據(jù)兩星重力加速度的關(guān)系有,得,AB正確;由第一宇宙速度得,D項(xiàng)正確。16(浙江省2012年2月四校聯(lián)考)2012年初,我國(guó)宣布北斗導(dǎo)航系統(tǒng)正式商業(yè)運(yùn)行。北斗導(dǎo)航系統(tǒng)又被稱為“雙星定位系統(tǒng)”,具有導(dǎo)航、定位等功能?!氨倍贰毕到y(tǒng)中兩顆工作星均繞地心O做勻速圓周運(yùn)動(dòng),軌道半徑為r,某時(shí)刻兩顆工作衛(wèi)星分別位于軌道上的A、B兩位置(如圖所示)若衛(wèi)星均順時(shí)針運(yùn)行,地球表面處的重力加速度為g,地球半徑為R,不計(jì)衛(wèi)星間的相互作用力則以下判斷中正確的是:17(2012年2月深圳第一次調(diào)研)在地球的圓形同步軌道上有某一衛(wèi)星正在運(yùn)行,則下列說(shuō)法正確的是A衛(wèi)星的重力小于在地球表面時(shí)受到的重力B衛(wèi)星處于完全失重狀態(tài),所受重力為零C衛(wèi)星離地面的高度是一個(gè)定值D衛(wèi)星相對(duì)地面靜止,處于平衡狀態(tài)18.(2012年2月福建晉江四校第二次聯(lián)考)2009年2月11日,俄羅斯的“宇宙-2251”衛(wèi)星和美國(guó)的“銥-33”衛(wèi)星在西伯利亞上空約805 km處發(fā)生碰撞。這是歷史上首次發(fā)生的完整在軌衛(wèi)星碰撞事件。碰撞過(guò)程中產(chǎn)生的大量碎片可能會(huì)影響太空環(huán)境。假定有質(zhì)量相等的甲、乙兩塊碎片,繞地球運(yùn)動(dòng)的軌道都是圓,甲的運(yùn)行速率比乙的大,則下列說(shuō)法中正確的是( )A甲的運(yùn)行周期一定比乙的短 B甲距地面的高度一定比乙的高C 甲的向心力一定比乙的小 D D甲的角速度一定比乙的小P2119(2012年2月洛陽(yáng)五校聯(lián)考)北京時(shí)間9月26日凌晨4時(shí)03分,神舟七號(hào)飛船成功變軌,由入軌時(shí)的橢圓軌道1進(jìn)入距地球表面約343公里的近圓軌道2。如圖所示,若兩軌道相切于P點(diǎn),在橢圓軌道1上經(jīng)過(guò)P點(diǎn)時(shí),神州七號(hào)飛船的速度為,加速度為,周期為;在近圓軌道2上經(jīng)過(guò)P點(diǎn)時(shí),神州七號(hào)飛船的速度為,加速度為,周期為,則下列說(shuō)法正確的是( )A由軌道1變軌為軌道2,神州七號(hào)飛船在經(jīng)過(guò)P時(shí)向運(yùn)動(dòng)方向噴氣B C D19答案:BD解析:考查萬(wàn)有引力定律及其應(yīng)用。由橢圓軌道1變軌為近圓軌道2,神州七號(hào)飛船在經(jīng)過(guò)遠(yuǎn)地點(diǎn)P時(shí)需要加速,故需要向運(yùn)動(dòng)的反方向噴氣,選項(xiàng)A錯(cuò)誤,選項(xiàng)B正確。由于經(jīng)過(guò)P點(diǎn)時(shí),由萬(wàn)有引力提供加速度,20. ( 2012年2月山西四校聯(lián)考) 2011年11月29日我國(guó)在西昌衛(wèi)星發(fā)射中心用“長(zhǎng)征三號(hào)甲”運(yùn)載火箭,成功將第9顆北斗導(dǎo)航衛(wèi)星送入太空軌道“北斗”衛(wèi)星導(dǎo)航定位系統(tǒng)將由5顆靜止軌道衛(wèi)星(同步衛(wèi)星)和30顆非靜止軌道衛(wèi)星組成,30顆非靜止軌道衛(wèi)星中有27顆是中軌道衛(wèi)星,中軌道衛(wèi)星平均分布在傾角55度的三個(gè)平面上,軌道高度約21500公里,靜止軌道衛(wèi)星的高度約為36000公里,地球半徑約為6400公里已知0.53,下列關(guān)于北斗導(dǎo)航衛(wèi)星的說(shuō)法正確的是:A靜止軌道衛(wèi)星的向心加速度比中軌道衛(wèi)星向心加速度大B靜止軌道衛(wèi)星和中軌道衛(wèi)星的線速度均大于地球的第一宇宙速度C中軌道衛(wèi)星的周期約為12.7hD地球赤道上隨地球自轉(zhuǎn)物體的向心加速度比靜止軌道衛(wèi)星向心加速度小21.(8分)(2012江西三校聯(lián)考)2011年7月11日23時(shí)41分,我國(guó)在西昌衛(wèi)星發(fā)射中心用長(zhǎng)征三號(hào)丙運(yùn)載火箭,成功將“天鏈一號(hào)02星”送入太空.火箭飛行約26分鐘后,西安衛(wèi)星測(cè)控中心傳來(lái)的數(shù)據(jù)表明,星箭分離,衛(wèi)星成功進(jìn)入地球同步轉(zhuǎn)移軌道.“天鏈一號(hào)02星”是我國(guó)第二顆地球同步軌道數(shù)據(jù)中繼衛(wèi)星,又稱跟蹤和數(shù)據(jù)中繼衛(wèi)星,由中國(guó)航天科技集團(tuán)公司所屬中國(guó)空間技術(shù)研究院為主研制.中繼衛(wèi)星被譽(yù)為“衛(wèi)星的衛(wèi)星”,是航天器太空運(yùn)行的數(shù)據(jù)“中轉(zhuǎn)站”,用于轉(zhuǎn)發(fā)地球站對(duì)中低軌道航天器的跟蹤測(cè)控信號(hào)和中繼航天器發(fā)回地面的信息的地球靜止通信衛(wèi)星.(1)已知地球半徑R=6400km,地球表面的重力加速度g=10m/s2,地球自轉(zhuǎn)周期T =24 h,=0.7,請(qǐng)你估算“天鏈一號(hào)02星”的軌道半徑為多少?(結(jié)果保留一位有效數(shù)字)(2)某次有一個(gè)赤道地面基站發(fā)送一個(gè)無(wú)線電波信號(hào),需要位于赤道地面基站正上方的“天鏈一號(hào)02星”把該信號(hào)轉(zhuǎn)發(fā)到同軌道的一個(gè)航天器,如果航天器與“天鏈一號(hào)02 星” 處于同軌道最遠(yuǎn)可通信距離的情況下,航天器接收到赤道地面基站的無(wú)線電波信號(hào)的時(shí)間 是多少?已知地球半徑為R,地球同步衛(wèi)星軌道半徑為r,無(wú)線電波的傳播速度為光速c.13