2019高考物理一輪復(fù)習(xí) 考點(diǎn)大通關(guān) 專題4.5 宇宙航行學(xué)案.doc

專題4.5 宇宙航行 考點(diǎn)精講一、宇宙速度1第一宇宙速度(環(huán)繞速度)(1)數(shù)值 v17.9 km/s，是人造衛(wèi)星的最小發(fā)射速度，也是人造衛(wèi)星最大的環(huán)繞速度(2)第一宇宙速度的計(jì)算方法由Gm得v 由mgm得v2第二宇宙速度(脫離速度)：v211.2 km/s，使物體掙脫地球引力束縛的最小發(fā)射速度3第三宇宙速度(逃逸速度)：v316.7 km/s，使物體掙脫太陽引力束縛的最小發(fā)射速度二、人造衛(wèi)星1衛(wèi)星的軌道(1)赤道軌道：衛(wèi)星的軌道在赤道平面內(nèi)，同步衛(wèi)星就是其中的一種(2)極地軌道：衛(wèi)星的軌道過南北兩極，即在垂直于赤道的平面內(nèi)，如極地氣象衛(wèi)星(3)其他軌道：除以上兩種軌道外的衛(wèi)星軌道，且軌道平面一定通過地球的球心2地球同步衛(wèi)星的特點(diǎn)(1)軌道平面一定：軌道平面和赤道平面重合(2)周期一定：與地球自轉(zhuǎn)周期相同，即T24 h86 400 s.(3)角速度一定：與地球自轉(zhuǎn)的角速度相同(4)高度一定：據(jù)Gmr得r4.23104 km，衛(wèi)星離地面高度hrR6R(為恒量)(5)繞行方向一定：與地球自轉(zhuǎn)的方向一致3衛(wèi)星的各物理量隨軌道半徑變化的規(guī)律 4衛(wèi)星運(yùn)動(dòng)中的機(jī)械能(1)只在萬有引力作用下衛(wèi)星繞中心天體做勻速圓周運(yùn)動(dòng)和沿橢圓軌道運(yùn)動(dòng)，機(jī)械能均守恒，這里的機(jī)械能包括衛(wèi)星的動(dòng)能和衛(wèi)星(與中心天體)的引力勢(shì)能(2)質(zhì)量相同的衛(wèi)星，圓軌道半徑越大，動(dòng)能越小，勢(shì)能越大，機(jī)械能越大三、1解決天體圓周運(yùn)動(dòng)問題的兩條思路(1)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)，萬有引力等于重力，即Gmg，整理得GMgR2，稱為黃金代換(g表示天體表面的重力加速度)(2)天體運(yùn)動(dòng)的向心力來源于天體之間的萬有引力，即Gmmr2mman.2用好“二級(jí)結(jié)論”，速解參量比較問題“二級(jí)結(jié)論”有：(1)向心加速度a，r越大，a越??；(2)線速度v，r越大，v越小，rR時(shí)的v即第一宇宙速度(繞行天體在圓軌道上最大的線速度，發(fā)射衛(wèi)星時(shí)的最小發(fā)射速度)；(3)角速度，r越大，越?。?4)周期T，r越大，T越大即“高軌低速周期長，低軌高速周期短” 考點(diǎn)精練題組1 人造衛(wèi)星1關(guān)于人造地球衛(wèi)星，下列說法正確的是(已知地球半徑為6 400 km)( )A運(yùn)行的軌道半徑越大，線速度也越大B運(yùn)行的速率可能等于8.3 km/sC運(yùn)行的軌道半徑越大，周期也越大D運(yùn)行的周期可能等于80 min【答案】C 2如圖所示，a、b、c、d是在地球大氣層外的圓形軌道上運(yùn)行的四顆人造衛(wèi)星其中a、c的軌道相交于P，b、d在同一個(gè)圓軌道上某時(shí)刻b衛(wèi)星恰好處于c衛(wèi)星的正上方，下列說法中正確的是( ) Aa、c的線速度大小相等，且小于d的線速度Bb、c的角速度大小相等，且小于a的角速度Ca、c的加速度大小相等，且大于b的加速度Db、c的周期相等【答案】C 【解析】根據(jù)a、c的軌道相交于P，可知二者軌道半徑相同，a、c的線速度大小相等，且大于d的線速度，選項(xiàng)A錯(cuò)誤；b、c的角速度大小不相等，選項(xiàng)B錯(cuò)誤a、c的加速度大小相等，且大于b的加速度，選項(xiàng)C正確；b的周期大于c的周期，選項(xiàng)D錯(cuò)誤。3關(guān)于人造地球衛(wèi)星，下列說法正確的是(已知地球半徑為6 400 km)( )A運(yùn)行的軌道半徑越大，線速度也越大B運(yùn)行的速率可能等于8.3 km/sC運(yùn)行的軌道半徑越大，周期也越大D運(yùn)行的周期可能等于80 min【答案】C 4由于通訊和廣播等方面的需要，許多國家發(fā)射了地球同步軌道衛(wèi)星，這些衛(wèi)星的( )A質(zhì)量可以不同 B軌道半徑可以不同C軌道平面可以不同 D速率可以不同【答案】A 【解析】同步衛(wèi)星軌道只能在赤道平面內(nèi)，高度一定，軌道半徑一定，速率一定，但質(zhì)量可以不同，A項(xiàng)正確。5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22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，未來人類發(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 題組2 三種宇宙速度1關(guān)于人造地球衛(wèi)星的運(yùn)行速度和發(fā)射速度，以下說法中正確的是( )A低軌道衛(wèi)星的運(yùn)行速度大，發(fā)射速度也大B低軌道衛(wèi)星的運(yùn)行速度大，但發(fā)射速度小C高軌道衛(wèi)星的運(yùn)行速度小，發(fā)射速度也小D高軌道衛(wèi)星的運(yùn)行速度小，但發(fā)射速度大【答案】BD 【解析】對(duì)于人造地球衛(wèi)星，其做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的線速度由Gm得v，可看出線速度隨著半徑的增大而減小將衛(wèi)星發(fā)射到越遠(yuǎn)的軌道上，所需要的發(fā)射速度就越大，故B、D正確。2星球上的物體脫離星球引力所需要的最小速度稱為第二宇宙速度。星球的第二宇宙速度v2與第一宇宙速度v1的關(guān)系是v2v1。已知某星球的半徑為r，它表面的重力加速度為地球表面重力加速度g的1/6。不計(jì)其他星球的影響。則該星球的第二宇宙速度為( )A B C D【答案】A 【解析】該星球的第一宇宙速度：Gm1；在該星球表面處萬有引力等于重力：Gm；由以上兩式得v1；則第二宇宙速度v2，故A正確。3甲、乙為兩顆地球衛(wèi)星，其中甲為地球同步衛(wèi)星，乙的運(yùn)行高度低于甲的運(yùn)行高度，兩衛(wèi)星軌道均可視為圓軌道。以下判斷正確的是( )A甲的周期大于乙的周期B乙的速度大于第一宇宙速度C甲的加速度小于乙的加速度D甲在運(yùn)行時(shí)能經(jīng)過北極的正上方【答案】AC4若取地球的第一宇宙速度為8 km/s，某行星的質(zhì)量是地球的6倍，半徑是地球的1.5倍，該行星的第一宇宙速度約為( )A16 km/s B32 km/sC4 km/s D2 km/s【答案】A 【解析】由，得v 8 km/s，所以其第一宇宙速度v 16 km/s。故A選項(xiàng)正確。 方法突破方法1 解決多個(gè)天體繞同一中心天體做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的方法詮釋：多個(gè)天體或一個(gè)天體在不同軌道上圍繞同一中心天體運(yùn)動(dòng)，可以從兩個(gè)方面來考慮：（1）萬有引力提供向心力（2）開普勒第三定律。題組3 解決多個(gè)天體繞同一中心天體做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的方法1如圖所示，在同一軌道平面上的三個(gè)人造地球衛(wèi)星A、B、C在某一時(shí)刻恰好在同一直線上，下列說法正確的有( ) A根據(jù)v，可知vA<vB<vCB根據(jù)萬有引力定律，F(xiàn)A>FB>FCC向心加速度aA>aB>aCD運(yùn)動(dòng)一周后，C先回到原地點(diǎn)【答案】C【解析】由mma可得：v ，故vA>vB>vC，故A錯(cuò)誤；由a，可得aA>aB>aC，C正確；萬有引力F，但不知各衛(wèi)星的質(zhì)量大小關(guān)系，無法比較FA、FB、FC的大小，B錯(cuò)誤；由T可知，C的周期最大，最晚回到原地點(diǎn)，故D錯(cuò)誤。2為了對(duì)火星及其周圍的空間環(huán)境進(jìn)行探測(cè)，我國于2011年10月發(fā)射第一顆火星探測(cè)器“螢火一號(hào)”。假設(shè)探測(cè)器在離火星表面高度分別為h1和h2的圓軌道上運(yùn)動(dòng)時(shí)，周期分別為T1和T2?；鹦强梢暈橘|(zhì)量分布均勻的球體，且忽略火星的自轉(zhuǎn)影響，萬有引力常量為G。僅利用以上數(shù)據(jù)，可以計(jì)算出( )A火星的密度和火星表面的重力加速度B火星的質(zhì)量和火星對(duì)“螢火一號(hào)”的引力C火星的半徑和“螢火一號(hào)”的質(zhì)量D火星表面的重力加速度和火星對(duì)“螢火一號(hào)”的引力【答案】A 3通常我們把太陽系中行星自轉(zhuǎn)一周的時(shí)間稱為“1天”，繞太陽公轉(zhuǎn)一周的時(shí)間稱為“1年”與地球相比較，金星“1天”的時(shí)間約是地球“1天”時(shí)間的243倍由此可知( )A金星的半徑約是地球半徑的243倍B金星的質(zhì)量約是地球質(zhì)量的243倍C地球的自轉(zhuǎn)角速度約是金星自轉(zhuǎn)角速度的243倍D地球表面的重力加速度約是金星表面重力加速度的243倍【答案】C 【解析】 金星自轉(zhuǎn)一周的時(shí)間為地球上的“243天”，由可知，地球的自轉(zhuǎn)角速度約是金星自轉(zhuǎn)角速度的243倍，選項(xiàng)C正確；星球的半徑、質(zhì)量、表面重力加速度等無法計(jì)算，選項(xiàng)A、B、D錯(cuò)誤。4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】C 【解析】由Gm可知，衛(wèi)星的環(huán)繞速度v，由于“宜居”行星的質(zhì)量為地球的p倍，半徑為地球的q倍，則有，故C項(xiàng)正確。5如圖所示，飛行器P繞某星球做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，星球相對(duì)飛行器的張角為，下列說法正確的是( )A軌道半徑越大，周期越長B軌道半徑越大，速度越大C若測(cè)得周期和張角，可得到星球的平均密度D若測(cè)得周期和軌道半徑，可得到星球的平均密度【答案】AC 5. 如圖所示，若兩顆人造衛(wèi)星a和b均繞地球做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，a、b到地心O的距離分別為r1、r2，線速度大小分別為v1、v2，則( ) A. B. C.2 D.2【答案】A 【解析】對(duì)人造衛(wèi)星，根據(jù)萬有引力提供向心力m，可得v .所以對(duì)于a、b兩顆人造衛(wèi)星有 ，故選項(xiàng)A正確6a、b、c、d是在地球大氣層外的圓形軌道上運(yùn)行的四顆人造衛(wèi)星其中a、c的軌道相交于P，b、d在同一個(gè)圓軌道上，b、c的軌道在同一平面上某時(shí)刻四顆衛(wèi)星的運(yùn)行方向及位置如圖所示下列說法中正確的是( ) Aa、c的加速度大小相等，且大于b的加速度Bb、c的角速度大小相等，且小于a的角速度Ca、c的線速度大小相等，且小于d的線速度Da、c存在在P點(diǎn)相撞的危險(xiǎn)【答案】A 【解析】由圖可知a、c的軌道半徑大小相等，且小于b、d的軌道半徑，由Gmmr2mrma，可知B、C錯(cuò)誤、A正確；a、c軌道相交，則軌道半徑相等，則速率相等，由圖示位置可知a、c不會(huì)相撞，則以后也不會(huì)相撞，D錯(cuò)誤方法2解決不同天體繞各自中心天體做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的方法詮釋：（1）萬有引力提供向心力（2）天體的“黃金代換式”題組4 解決不同天體繞各自中心天體做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的方法1有一星球的密度跟地球密度相同，但它表面處的重力加速度是地面上重力加速度的4倍，則該星球質(zhì)量是地球質(zhì)量的( )A4倍 B8倍C16倍 D64倍【答案】D 【解析】由gGR，可知gR，即該星球半徑是地球半徑的4倍，由MR3可知該星球的質(zhì)量是地球質(zhì)量的64倍。2甲、乙兩星球的平均密度相等，半徑之比是R甲R(shí)乙41，則同一物體在這兩個(gè)星球表面受到的重力之比是( )A1:1 B4:1C1:16 D1:64【答案】B 【解析】由黃金代換式g可得g甲g乙M甲R(shí)M乙R，而MR3.可以推得mg甲mg乙g甲g乙R甲R(shí)乙41.故B選項(xiàng)正確。3如圖所示，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 4火星探測(cè)項(xiàng)目是我國繼神舟載人航天工程、嫦娥探月工程之后又一個(gè)重大太空探索項(xiàng)目。假設(shè)火星探測(cè)器在火星表面附近圓形軌道運(yùn)行的周期為T1，神舟飛船在地球表面附近的圓形軌道運(yùn)行周期為T2，火星質(zhì)量與地球質(zhì)量之比為p，火星半徑與地球半徑之比為q，則T1與T2之比為( )A. B. C. D. 【答案】D 【解析】對(duì)火星探測(cè)器Gm1R1解得T12 1。對(duì)神舟飛船Gm2R2解得T22 2，則 ，選項(xiàng)D正確。5“探路者”號(hào)宇宙飛船在宇宙深處飛行的過程中，發(fā)現(xiàn)A、B兩顆均勻球形天體，兩天體各有一顆靠近其表面飛行的衛(wèi)星，測(cè)得兩顆衛(wèi)星的周期相等，以下判斷正確的是( )A兩顆衛(wèi)星的線速度一定相等 B天體A、B的質(zhì)量一定不相等C天體A、B的密度一定相等 D天體A、B表面的重力加速度一定不相等【答案】C 【解析】由GmR2，VR3可知衛(wèi)星的周期T與天體的密度成反比，兩顆衛(wèi)星的周期相等，天體A、B的密度一定相等，選項(xiàng)C正確。方法3 在天體上搞“運(yùn)動(dòng)”詮釋：在某天體上做實(shí)驗(yàn)，即在天體上讓物體參與某一種或多種運(yùn)動(dòng)形式。該天體表面處的重力加速度是解決此類問題的突破口。題組5 在天體上搞“運(yùn)動(dòng)”1同重力場(chǎng)作用下的物體具有重力勢(shì)能一樣，萬有引力場(chǎng)作用下的物體同樣具有引力勢(shì)能。若取無窮遠(yuǎn)處引力勢(shì)能為零，物體距星球球心距離為r時(shí)的引力勢(shì)能為EpG(G為萬有引力常量)，設(shè)宇宙中有一個(gè)半徑為R的星球，宇航員在該星球上以初速度v0豎直向上拋出一個(gè)質(zhì)量為m的物體，不計(jì)空氣阻力，經(jīng)t秒后物體落回手中，則( )A在該星球表面上以 的初速度水平拋出一個(gè)物體，物體將不再落回星球表面B在該星球表面上以2 的初速度水平拋出一個(gè)物體，物體將不再落回星球表面C在該星球表面上以 的初速度豎直拋出一個(gè)物體，物體將不再落回星球表面D在該星球表面上以2 的初速度豎直拋出一個(gè)物體，物體將不再落回星球表面【答案】ABD【解析】設(shè)該星球表面附近的重力加速度為g，物體豎直上拋運(yùn)動(dòng)有：0v0，在星球表面有：mgG，設(shè)繞星球表面做圓周運(yùn)動(dòng)的衛(wèi)星的速度為v1，則m1G，聯(lián)立解得v1 ，A正確；2 > ，B正確；從星球表面豎直拋出物體至無窮遠(yuǎn)速度為零的過程，有mvEp0，即mvG，解得v22 ，C錯(cuò)誤，D正確。2一物體從一行星表面某高度處自由下落(不計(jì)阻力)。自開始下落計(jì)時(shí)，得到物體離行星表面高度h隨時(shí)間t變化的圖象如圖所示，則根據(jù)題設(shè)條件可以計(jì)算出( ) A行星表面重力加速度的大小B行星的質(zhì)量C物體落到行星表面時(shí)速度的大小D物體受到行星引力的大小【答案】AC【解析】從題中圖象看到，下落的高度和時(shí)間已知(初速度為0)，所以能夠求出行星表面的加速度和落地的速度，故A、C項(xiàng)正確；因?yàn)槲矬w的質(zhì)量未知，不能求出物體受到行星引力的大小，又因?yàn)樾行堑陌霃轿粗?，不能求出行星的質(zhì)量，故B、D項(xiàng)錯(cuò)誤。3模擬我國志愿者王躍曾與俄羅斯志愿者一起進(jìn)行“火星500”的實(shí)驗(yàn)活動(dòng)假設(shè)王躍登陸火星后，測(cè)得火星的半徑是地球半徑的，質(zhì)量是地球質(zhì)量的。已知地球表面的重力加速度是g，地球的半徑為R，王躍在地面上能向上豎直跳起的最大高度是h，忽略自轉(zhuǎn)的影響，下列說法正確的是( )A火星的密度為 B火星表面的重力加速度是C火星的第一宇宙速度與地球的第一宇宙速度之比為D王躍以與在地球上相同的初速度在火星上起跳后，能達(dá)到的最大高度是【答案】A 【解析】對(duì)地球表面質(zhì)量為m的物體，由牛頓第二定律，有Gmg，則M，火星的密度為，選項(xiàng)A正確；對(duì)火星表面質(zhì)量為m的物體，由牛頓第二定律，有Gmg，則g，選項(xiàng)B錯(cuò)誤；火星的第一宇宙速度與地球的第一宇宙速度之比2，選項(xiàng)C錯(cuò)誤；王躍跳高時(shí)，分別有h0和h0，由以上各式解得，在火星上能達(dá)到的最大高度是，選項(xiàng)D錯(cuò)誤。4我國自主研制的“嫦娥三號(hào)”攜帶“玉兔”月球車于2013年12月2日1時(shí)30分在西昌衛(wèi)星發(fā)射中心發(fā)射升空，落月點(diǎn)有一個(gè)富有詩意的名字“廣寒宮”若已知月球的質(zhì)量為m月，半徑為R，引力常量為G，則以下說法正確的是( )A若在月球上發(fā)射一顆繞月球做圓周運(yùn)動(dòng)的衛(wèi)星，則最大運(yùn)行速度為B若在月球上發(fā)射一顆繞月球做圓周運(yùn)動(dòng)的衛(wèi)星，則最小周期為2C若在月球上以較小的初速度v0豎直上拋一個(gè)物體，則物體上升的最大高度為0D若在月球上以較小的初速度v0豎直上拋一個(gè)物體，則物體從拋出到落回拋出點(diǎn)所用的時(shí)間為【答案】C 方法4衛(wèi)星變軌問題的分析方法詮釋：變軌運(yùn)行分析(1)當(dāng)v增大時(shí)，所需向心力m增大，即萬有引力不足以提供向心力，衛(wèi)星將做離心運(yùn)動(dòng)，脫離原來的圓軌道，軌道半徑變大，但衛(wèi)星一旦進(jìn)入新的軌道運(yùn)行，由v 知其運(yùn)行速度要減小，但重力勢(shì)能、機(jī)械能均增加。(2)當(dāng)衛(wèi)星的速度突然減小時(shí)，向心力減小，即萬有引力大于衛(wèi)星所需的向心力，因此衛(wèi)星將做向心運(yùn)動(dòng)，同樣會(huì)脫離原來的圓軌道，軌道半徑變小，進(jìn)入新軌道運(yùn)行時(shí)由v 知運(yùn)行速度將增大，但重力勢(shì)能、機(jī)械能均減少。1從低軌變高軌(如圖所示) (1)在P點(diǎn)加速(短時(shí))由圓軌道1進(jìn)入橢圓軌道2；(2)在橢圓軌道2上遠(yuǎn)地點(diǎn)Q再短時(shí)加速進(jìn)入圓軌道3.雖有兩次短時(shí)加速，但衛(wèi)星從近地點(diǎn)P到遠(yuǎn)地點(diǎn)Q的過程中引力做負(fù)功，由v知，衛(wèi)星的速度減小(動(dòng)能減小、勢(shì)能增大)2從高軌變低軌(如圖所示)(1)在軌道3上Q點(diǎn)短時(shí)制動(dòng)減速由圓軌道3進(jìn)入橢圓軌道2；(2)在軌道2上P點(diǎn)再短時(shí)制動(dòng)減速進(jìn)入圓軌道1.3漸變轉(zhuǎn)軌：在衛(wèi)星受空氣阻力作用軌道變化問題中，“空氣阻力”是變軌的原因，一般分析過程為：衛(wèi)星在半徑為r1的較高軌道上做圓周運(yùn)動(dòng)，v1空氣阻力做負(fù)功衛(wèi)星動(dòng)能(速度)減小致使Gm衛(wèi)星做向心運(yùn)動(dòng)軌道高度緩慢降低到半徑為r2的圓軌道上重力做正功衛(wèi)星動(dòng)能增大實(shí)質(zhì)上，衛(wèi)星在稀薄空氣阻力作用下的運(yùn)動(dòng)是機(jī)械能緩慢減小、軌道半徑緩慢減小、動(dòng)能(速度)緩慢增大的運(yùn)動(dòng)題組6 衛(wèi)星變軌問題的分析方法 1我國未來將建立月球基地，并在繞月軌道上建造空間站如圖所示，關(guān)閉動(dòng)力的航天飛機(jī)在月球引力作用下向月球靠近，并將與空間站在B處對(duì)接，已知空間站繞月軌道半徑為r，周期為T，萬有引力常量為G，下列說法中不正確的是( ) A圖中航天飛機(jī)正加速飛向B處B航天飛機(jī)在B處由橢圓軌道進(jìn)入空間站軌道必須點(diǎn)火減速C根據(jù)題中條件可以算出月球質(zhì)量D根據(jù)題中條件可以算出空間站受到月球引力的大小【答案】D 2. 如圖所示，1、3軌道均是衛(wèi)星繞地球做圓周運(yùn)動(dòng)的軌道示意圖，1軌道的半徑為R，2軌道是一顆衛(wèi)星繞地球做橢圓運(yùn)動(dòng)的軌道示意圖，3軌道與2軌道相切于B點(diǎn)，O點(diǎn)為地球球心，AB為橢圓的長軸，三軌道和地心都在同一平面內(nèi)已知在1、2兩軌道上運(yùn)動(dòng)的衛(wèi)星的周期相等，引力常量為G，地球質(zhì)量為M，三顆衛(wèi)星的質(zhì)量相等，則下列說法正確的是( ) A衛(wèi)星在3軌道上的機(jī)械能小于在2軌道上的機(jī)械能B若衛(wèi)星在1軌道上的速率為v1，衛(wèi)星在2軌道A點(diǎn)的速率為vA，則v1vAC若衛(wèi)星在1、3軌道上的加速度大小分別為a1、a3，衛(wèi)星在2軌道A點(diǎn)的加速度大小為aA，則aAa1a3D若OA0.4R，則衛(wèi)星在2軌道B點(diǎn)的速率vB 【答案】 B【解析】 2、3軌道在B點(diǎn)相切，衛(wèi)星在3軌道相對(duì)于2軌道是做離心運(yùn)動(dòng)的，衛(wèi)星在3軌道上的線速度大于在2軌道上B點(diǎn)的線速度，因衛(wèi)星質(zhì)量相同，所以衛(wèi)星在3軌道上的機(jī)械能大于在2軌道上的機(jī)械能，A錯(cuò)誤；以O(shè)A為半徑作一個(gè)圓軌道4與2軌道相切于A點(diǎn)，則v4vA，又因v1v4，所以v1vA，B正確；加速度是萬有引力產(chǎn)生的，只需要比較衛(wèi)星到地心的高度即可，應(yīng)是aAa1a3，C錯(cuò)誤；由開普勒第三定律可知，2軌道的半長軸為R，OB1.6R，3軌道上的線速度v3，又因vBv3，所以vB ，D錯(cuò)誤3如圖所示，發(fā)射同步衛(wèi)星的一般程序是：先讓衛(wèi)星進(jìn)入一個(gè)近地的圓軌道，然后在P點(diǎn)變軌，進(jìn)入橢圓形轉(zhuǎn)移軌道(該橢圓軌道的近地點(diǎn)為近地圓軌道上的P，遠(yuǎn)地點(diǎn)為同步圓軌道上的Q)，到達(dá)遠(yuǎn)地點(diǎn)Q時(shí)再次變軌，進(jìn)入同步軌道。設(shè)衛(wèi)星在近地圓軌道上運(yùn)行的速率為v1，在橢圓形轉(zhuǎn)移軌道的近地點(diǎn)P點(diǎn)的速率為v2，沿轉(zhuǎn)移軌道剛到達(dá)遠(yuǎn)地點(diǎn)Q時(shí)的速率為v3，在同步軌道上的速率為v4，三個(gè)軌道上運(yùn)動(dòng)的周期分別為T1、T2、T3，則下列說法正確的是( ) A在P點(diǎn)變軌時(shí)需要加速，Q點(diǎn)變軌時(shí)要減速B在P點(diǎn)變軌時(shí)需要減速，Q點(diǎn)變軌時(shí)要加速C T1<T2<T3Dv2>v1>v4>v3【答案】CD 【解析】衛(wèi)星在橢圓形軌道的近地點(diǎn)P時(shí)做離心運(yùn)動(dòng)，所受的萬有引力小于所需的向心力，即<m2，而在圓軌道時(shí)萬有引力等于向心力，即1，所以v2>v1，同理衛(wèi)星在轉(zhuǎn)移軌道上Q點(diǎn)做向心運(yùn)動(dòng)，可知v3<v4，又由于衛(wèi)星線速度v ，可知v1>v4，由以上所述可知D選項(xiàng)正確；由于軌道半徑R1<R2<R3，因開普勒第三定律k(k為常量)得T1<T2<T3，故C選項(xiàng)正確。4如練圖所示，A為靜止于地球赤道上的物體，B為繞地球沿橢圓軌道運(yùn)行的衛(wèi)星，C為繞地球做圓周運(yùn)動(dòng)的衛(wèi)星，P為B、C兩衛(wèi)星軌道的交點(diǎn)已知A、B、C繞地心運(yùn)動(dòng)的周期相同，相對(duì)于地心，下列說法中正確的是( ) A物體A和衛(wèi)星C具有相同大小的線速度B物體A和衛(wèi)星C具有相同大小的加速度C衛(wèi)星B在P點(diǎn)的加速度與衛(wèi)星C在該點(diǎn)的加速度一定相同D衛(wèi)星B在P點(diǎn)的線速度與衛(wèi)星C在該點(diǎn)的線速度一定相同【答案】C 【解析】物體A和衛(wèi)星B、C周期相同，故物體A和衛(wèi)星C角速度相同，但半徑不同，根據(jù)vR可知二者線速度不同，A項(xiàng)錯(cuò)；根據(jù)aR2可知，物體A和衛(wèi)星C向心加速度不同，B項(xiàng)錯(cuò)；根據(jù)牛頓第二定律，衛(wèi)星B和衛(wèi)星C在P點(diǎn)的加速度a，故兩衛(wèi)星在P點(diǎn)的加速度相同，C項(xiàng)正確；衛(wèi)星C做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，萬有引力完全提供向心力，衛(wèi)星B軌道為橢圓，故萬有引力與衛(wèi)星C所需向心力不相等，二者線速度一定不相等，D項(xiàng)錯(cuò)。5為了探測(cè) X 星球，載著登陸艙的探測(cè)飛船在以該星球中心為圓心，半徑為 r1的圓軌道上運(yùn)動(dòng)，周期為 T1，總質(zhì)量為 m1。隨后登陸艙脫離飛船，變軌到離星球更近的半徑為 r2的圓軌道上運(yùn)動(dòng)，此時(shí)登陸艙的質(zhì)量為 m2，則( )AX星球的質(zhì)量為 M BX星球表面的重力加速度為 gX C登陸艙在r1與r2軌道上運(yùn)動(dòng)時(shí)的速度大小之比為 D登陸艙在半徑為r2軌道上做圓周運(yùn)動(dòng)的周期為T2 T1 【答案】AD6. 我國即將發(fā)射“天宮二號(hào)”空間實(shí)驗(yàn)室，之后發(fā)射“神舟十一號(hào)”飛船與“天宮二號(hào)”對(duì)接假設(shè)“天宮二號(hào)”與“神舟十一號(hào)”都圍繞地球做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，為了實(shí)現(xiàn)飛船與空間實(shí)驗(yàn)室的對(duì)接，下列措施可行的是( ) A使飛船與空間實(shí)驗(yàn)室在同一軌道上運(yùn)行，然后飛船加速追上空間實(shí)驗(yàn)室實(shí)現(xiàn)對(duì)接B使飛船與空間實(shí)驗(yàn)室在同一軌道上運(yùn)行，然后空間實(shí)驗(yàn)室減速等待飛船實(shí)現(xiàn)對(duì)接C飛船先在比空間實(shí)驗(yàn)室半徑小的軌道上加速，加速后飛船逐漸靠近空間實(shí)驗(yàn)室，兩者速度接近時(shí)實(shí)現(xiàn)對(duì)接D飛船先在比空間實(shí)驗(yàn)室半徑小的軌道上減速，減速后飛船逐漸靠近空間實(shí)驗(yàn)室，兩者速度接近時(shí)實(shí)現(xiàn)對(duì)接【答案】C 【解析】飛船在同一軌道上加速追趕空間實(shí)驗(yàn)室時(shí)，速度增大，所需向心力大于萬有引力，飛船將做離心運(yùn)動(dòng)，不能實(shí)現(xiàn)與空間實(shí)驗(yàn)室的對(duì)接，選項(xiàng)A錯(cuò)誤；同理，空間實(shí)驗(yàn)室在同一軌道上減速等待飛船時(shí)，速度減小，所需向心力小于萬有引力，空間實(shí)驗(yàn)室做近心運(yùn)動(dòng)，也不能實(shí)現(xiàn)對(duì)接，選項(xiàng)B錯(cuò)誤；當(dāng)飛船在比空間實(shí)驗(yàn)室半徑小的軌道上加速時(shí)，飛船做離心運(yùn)動(dòng)，逐漸靠近空間實(shí)驗(yàn)室，可實(shí)現(xiàn)對(duì)接，選項(xiàng)C正確；當(dāng)飛船在比空間實(shí)驗(yàn)室半徑小的軌道上減速時(shí)，飛船將做近心運(yùn)動(dòng)，遠(yuǎn)離空間實(shí)驗(yàn)室，不能實(shí)現(xiàn)對(duì)接，選項(xiàng)D錯(cuò)誤7(多選) 如圖為嫦娥三號(hào)登月軌跡示意圖圖中M點(diǎn)為環(huán)地球運(yùn)行的近地點(diǎn)，N點(diǎn)為環(huán)月球運(yùn)行的近月點(diǎn)a為環(huán)月球運(yùn)行的圓軌道，b為環(huán)月球運(yùn)行的橢圓軌道，下列說法中正確的是( ) A嫦娥三號(hào)在環(huán)地球軌道上的運(yùn)行速度大于11.2 km/sB嫦娥三號(hào)在M點(diǎn)進(jìn)入地月轉(zhuǎn)移軌道時(shí)應(yīng)點(diǎn)火加速C設(shè)嫦娥三號(hào)在圓軌道a上經(jīng)過N點(diǎn)時(shí)的加速度為a1，在橢圓軌道b上經(jīng)過N點(diǎn)時(shí)的加速度為a2，則a1a2D嫦娥三號(hào)在圓軌道a上的機(jī)械能小于在橢圓軌道b上的機(jī)械能【答案】BD.【解析】嫦娥三號(hào)在環(huán)地球軌道上運(yùn)行速度v滿足7.9 km/sv11.2 km/s，則A錯(cuò)誤；嫦娥三號(hào)要脫離地球需在M點(diǎn)點(diǎn)火加速讓其進(jìn)入地月轉(zhuǎn)移軌道，則B正確；由a，知嫦娥三號(hào)在經(jīng)過圓軌道a上的N點(diǎn)和在橢圓軌道b上的N點(diǎn)時(shí)的加速度相等，則C錯(cuò)誤；嫦娥三號(hào)要從b軌道轉(zhuǎn)移到a軌道需要減速，機(jī)械能減小，則D正確