黑龙江省大庆市喇中高考物理 考前拔高看题 人造卫星与飞船 (2).doc

05高考考前拔高物理看题人造卫星与飞船1、北斗卫星导航系统是中国正在实施的自主研发、独立运行的全球卫星导航系统，我国预计在2015年建成由30多颗卫星组成的“北斗二号”卫星导航定位系统，此系统由中轨道（离地最近）、高轨道和同步轨道（离地最远）卫星等组成。现在正在服役的“北斗一号”卫星定位系统的三颗卫星都定位在距地面36000km的地球同步轨道上，而美国的gps由24颗卫星组成，这些卫星距地面的高度均为20000km。设卫星绕地球都做匀速圆周运动，则下列说法中正确的是()a“北斗一号”系统中的三颗卫星的质量一定相等 a1 k* 0 m& i w5 - e/ s6 mb“北斗二号”中的中轨道卫星的线速度大于高轨道卫星的线速度- b5 w6 q: b3 c f: f d/ ac“北斗一号”的卫星比gps的卫星周期长8 c q 0 j+ j& d若周期为8h的中轨道卫星某时刻在某同步卫星的正下方，则经过24h仍在该同步卫星的正下方4 s: u+ i8 a8 p1 e9 k答案 bcd2、关于地球同步卫星，下列说法正确的是()a它的周期与地球自转周期相同+ _9 o+ m- b7 e/ j7 a! ?b它的周期、速度大小不一定都相同 , n7 j1 2 g# f v$ ? a+ fc我国发射的同步通讯卫星可以定点在北京上空) 5 j# h5 m7 g9 e& r! gd我国发射的同步通讯卫星必须定点在赤道上空 - w- a) ?% b% r& m答案 ad3、a、b、c、d四颗地球卫星，a还未发射，在地球赤道上随地球表面一起转动，向心加速度为a1，b处于地面附近近地轨道上正常运动速度为v1，c是地球同步卫星离地心距离为r，运行速率为v2，加速度为a2，d是高空探测卫星，各卫星排列位置如图2，地球的半径为r则有( )aa的向心加速度等于重力加速度g% ?3 v) j& u4 i7 d) k) p! h& e bd的运动周期有可能是20小时6 o1 i& g 8 o6 j: r# 9 _7 j c5 n/ j* n r5 r8 x d7 a6 v9 j* f8 u. 9 j# d$ y 答案 d解析试题分析: 同步卫星的周期与地球自转周期相同，角速度相同，则知a与c的角速度相同，根据a=2r知，c的向心加速度大，卫星的轨道半径越大，向心加速度越小，则同步卫星的向心加速度小于b的向心加速度，而b的向心加速度约为g，故知a的向心加速度小于重力加速度g，故a、c错误；由开普勒第三定律知，卫星的半径越大，周期越大，所以d的运动周期大于c的周期24h故b错误；由得：；所以，故d正确。4、举世瞩目的“神舟”六号航天飞船的成功发射和顺利返回，显示了我国航天事业取得的巨大成就，已知地球的质量为m，引力常量为g，设飞船绕地球做匀速圆周运动的轨道半径为r，则飞船在圆轨道上运行的速率为（）a y( s! 2 j3 v b2 z d. a p* f2 t+ j c 7 s n# f$ & b- d . f$ p- f$ + o c4 j ?. l答案 d解析试题分析：研究飞船绕地球做匀速圆周运动，根据万有引力提供向心力，列出等式：，解得：，d正确。5、右图为两颗人造卫星绕地球运动的轨道示意图，为圆轨道，为椭圆轨道，ab为椭圆的长轴，两轨道和地心都在同一平面内，c、d为两轨道交点。己知轨道上的卫星运动到c点时速度方向与ab平行，则下列说法正确的是()a两颗卫星的运动周期相同b卫星在轨道的速率为v0，卫星在轨道b点的速率为vb，则v0vbc两个轨道上的卫星运动到c点时的加速度相同d两个轨道上的卫星运动到c点时的向心加速度大小相等答案 ac解析试题分析：根据几何关系知，椭圆的半长轴与圆轨道的半径相同，根据开普勒第三定律知，两颗卫星的运动周期相等故a正确b点为椭圆轨道的远地点，速度比较小，v0表示做匀速圆周运动的速度，v0vb故b错误两个轨道上的卫星运动到c点时，所受的万有引力相等，根据牛顿第二定律知，加速度相同故c正确因为两个轨道上的卫星在c点的速度不等，根据a知，向心加速度大小不等d错误6、来自中国航天科技集团公司的消息称，中国自主研发的北斗二号卫星系统今年起进入组网高峰期，预计在2015年形成覆盖全球的卫星导航定位系统，此系统由中轨道、高轨道和同步轨道卫星等组成现在正在服役的北斗一号卫星定位系统的三颗卫星都定位在距地面36000km的地球同步轨道上目前我国的各种导航定位设备都要靠美国的gps系统提供服务，而美国的全球卫星定位系统gps由24颗卫星组成，这些卫星距地面的高度均为20000km则下列说法中正确的是（）a所有gps的卫星所受向心力大小均相等1 ; 1 b; f: a+ i2 fb所有gps的卫星比北斗一号的卫星线速度大8 n1 g 8 j$ g$ i1 b, s0 m1 m. ?% f nc北斗二号中的中轨道卫星的加速度一定大于高轨道卫星的加速度6 # w* u1 b8 j q% a: hd北斗一号系统中的三颗卫星向心加速度比赤道上物体的向心加速度小 y8 y: ? j& u m1 b答案 bc解析试题分析：根据公式可得，这些卫星的质量不一定相等，故向心力不一定相等，a错误由公式得，半径越大，速度越小，b正确由公式得，半径越大，向心加速度越小，c正确，根据公式可得北斗一号系统中的三颗卫星向心加速度比赤道上物体的向心加速度大，d错误7、如图是嫦娥二号卫星奔月的示意图，卫星发射后通过自带的小型火箭多次变轨，进入地月转移轨道，最终被月球引力捕获，成为绕月卫星，并开展对月球的探测，下列说法正确的是( )a发射“嫦娥二号”的速度必须大于第一宇宙速度3 j: l. d9 g* c+ 9 a. p b在绕月圆轨道上，卫星周期与卫星质量有关7 l e3 x/ k/ e. g9 h4 w c卫星受月球的引力与它到月球中心距离的平方成反比 4 j9 / v5 v. v; t; t9 id在绕月圆轨道上，卫星受月球的引力一定大于受地球的引力9 o9 b2 j* ?: i 答案 acd解析试题分析：a、要使“嫦娥二号”离开地球，其发射速度必须大于第一宇宙速度；正确b、根据万有引力等于向心力，可以求出卫星的绕月周期，与卫星质量m无关；错误c、根据万有引力定律，卫星受月球的引力与它到月球中心距离的平方成反比；正确d、卫星在绕月轨道上时所受合力提供向心力，而向心力指向轨迹的圆心即月球的球心，故月球对卫星的引力大于地球对卫星的引力；正确故选acd8、如图所示，“神舟”飞船升空后，进入近地点为b，远地点为a的椭圆轨道上飞行。飞行数圈后变轨。在过远地点a的圆轨道上做匀速圆周运动飞船由椭圆轨道运行变轨到圆形轨道运行后（ ）a周期变短机械能增加 - f5 h% m$ a& v- cb周期变短，机械能减小8 s2 h: v9 d- a0 _c周期变长，机械能增加 b8 3 s3 _5 m* h ad周期变长，机械能减小 ( b n g4 a5 y4 i& i答案 c .9、如图所示，a、b、c、d是在地球大气层外的圆形轨道上匀速运行的四颗人造卫星。其中a、c的轨道相交于p，b、d在同一个圆轨道上。某时刻b卫星恰好处于c卫星的正上方。下列说法中正确的是（ ） ab、d存在相撞危险! a 0 f3 l0 r4 b4 l( w4 _ ba、c的加速度大小相等，且大于b的加速度 0 e2 h5 k3 v m3 bcb、c的角速度大小相等，且小于a的角速度 & d# p f- d/ + q! 4 i( m/ b/ lda、c的线速度大小相等，且小于d的线速度7 r! _; q3 ?( c- v7 z 答案 b解析试题分析：由万有引力提供向心力可知，a、c的轨道半径相同则加速度大小相等，且大于b的加速度；其他选项不正确，故选b10、神舟八号飞船绕地球做匀速圆周运动时，飞行轨道在地球表面的投影如图所示，图中标明了飞船相继飞临赤道上空所对应的地面的经度。设神舟八号飞船绕地球飞行的轨道半径为r1，地球同步卫星飞行轨道半径为r2.则等于a1249 c a. a% u5 5 v0 ib11565 o; u 1 c. r3 h2 g# ac12565 8 d9 c, y% fd1210+ o2 y& c: j8 k( c- e答案 c11、我国已成功发射多颗气象卫星，为气象预报提供了大量有效信息，其中“风云一号”是极地圆形轨道卫星，“风云二号”是地球同步卫星。且“风云一号”的运行周期是“风云二号”的一半，比较这两颗卫星，下列说法中正确的是()a“风云一号”离地面较近，对同一区域连续观测时间长3 ?( 3 v5 a8 s c) b b“风云二号”离地面较近，观测覆盖区域大( h, j. a& p- h, h& e! c& z: e5 o c“风云一号”运行线速度较大，观测覆盖区域大 ; : % c6 c# _6 dd“风云二号”运行线速度较大，对同一区域连续观测时间长: s f ; e- d$ + 0 7 a 答案 c解析试题分析：由周期公式可知半径越大周期越大，风云一号周期较小，则半径较小，由线速度公式可知对同一区域连续观测时间较短，ab错；同理c对；d错；12、如图所示，a为绕地球做椭圆轨道运动的卫星，b为地球同步卫星，p为a、b两轨道的交点。下列说法中正确的是（）a.卫星a所受万有引力完全提供向心力b.卫星b相对地面静止，一定不会与a相撞c.卫星b加速后其轨道可与卫星a轨道相同d.卫星a在远地点加速后其轨道可以变成比b轨道半径更大的圆轨道答案 d13、如图所示,a、b、c是在地球大气层外圆形轨道上运行的3颗人造卫星,下列说法正确的是()ab、c的线速度大小相等,且大于a的线速度9 p. m, y& , e o& v bb、c的向心加速度大小相等,且大于a的向心加速度5 f( z- $ d r/ y0 d6 a3 c) ! n4 o cc加速可追上同一轨道上的b,b减速可等候同一轨道上的c a% b9 h6 h1 : n da卫星由于某种原因,轨道半径缓慢减小,其线速度将变大6 s1 r h) x0 h s; o 答案 d解析试题分析：由万有引力提供向心力的线速度公式可知半径不同，线速度不同，a错；由向心加速度为可知半径相同加速度相同，半径越小加速度越大，a的向心加速度较大，b错；c加速后发生离心运动，到高轨道运动，不能追上同一轨道的卫星b，c错；a卫星由于某种原因,轨道半径缓慢减小,在新的轨道依然可以看做是匀速圆周运动，所以根据线速度公式进行判断可知d对；14、人造卫星绕地球做匀速圆周运动，它所受的向心力f跟轨道半径r的关系是()a由公式可知f和r成反比 t; u i( t5 e hb由公式f=m2r可知f和r成正比/ b6 g4 $ m- j g6 s2 y# _c由公式f=mv 可知f和r无关, s$ v+ d7 a- u: d由公式可知f和r2成反比. s: h- w9 _; d* g答案 d解析试题分析：在回答f与r成正比和反比时要控制其他参量不变才行，比如说公式，由于半径变化造成了线速度的变化，所以不能说f与r成反比，同理根据公式f=m2r也不能说f与r成正比，b错；同理c错；公式中只有f和r为变量，所以f和r2成反比15、某载人宇宙飞船在距地面高度约为4200km的赤道上空绕地球做匀速圆周运动，且与地球同步卫星绕地球同向运动，每当二者相距最近时，宇宙飞船就向同步卫星发射信号，然后再由同步卫星将信号发送到地面接收站。若某时刻二者相距最远，从该时刻开始，在一昼夜的时间内，接收站共接收到信号的次数为（已知地球半径约为6400km，地球同步卫星距地面高度约为36000km）（ ）a4次( v% ?2 + / m m/ m( t# b6次% i* 1 9 g h) * g+ ec7次. a f8 i. l( b( 0 jd8次1 h! y4 y9 a f4 i& z答案 c16、假如一做圆周运动的人造地球卫星的轨道半径增加到原来的2倍，且仍做圆周运动，则下列说法正确的是( )根据公式vr可知卫星运动的线速度将增大到原来的2倍根据公式f可知卫星所需的向心力将减小到原来的根据公式f，可知地球提供的向心力将减小到原来的根据上述和给出的公式，可知卫星运行的线速度将减小到原来的a - j& k& i% c) ?- h ab! f& n5 p# m. f2 5 h c % i: n4 g% b7 v6 j d- q0 h4 _+ s# f _ c3 h ? 答案 d17、地球的半径为r，地面的重力加速度为g，一颗离地面高度为r的人造地球卫星绕地球做匀速圆周运动，则下列说法正确的是（ ）a卫星加速度的大小为; h% v2 _- l0 a9 b: d- _. j i* e b卫星运转的角速度为8 i& z% u- j2 g0 y c卫星运转的线速度为8 r& m% f( 5 i2 e d卫星运转的周期为, v7 b& y( v, k$ a. c- f 答案 bd18、如图所示，在绕地球做匀速圆周运动的国际空间站里，一宇航员手拿一个小球站在朝向地球一侧的“地面”上。下列说法正确的是()a宇航员相对于地球的速度介于79 km/s与112 km/s之间 / n; h4 : e# 7 e1 c$ z7 o9 z; wb若宇航员相对于太空舱无初速度释放小球，小球将落到“地面”上 : 4 w1 m5 - f. p: c3 t9 sc宇航员所受地球引力与他在地球表面上所受重力大小相等) i2 8 b* b4 d8 y, n. c; z d宇航员对“地面”的压力等于零 ) _+ . a- g6 e i5 i3 g 答案 d19、质量相同的人造卫星，如果在不同轨道上绕地球做匀速圆周运动，那么下列判断中正确的是()a轨道半径大的卫星所受向心力大% g/ n- i# ( f j4 gb轨道半径大的卫星所受向心力小) q/ s% z k( d: c轨道半径大的卫星运行线速度大+ ) e1 1 j5 a+ ed轨道半径大的卫星运行线速度小: 8 f* e4 k; r3 g答案 bd20、我国计划在2017年前后发射一颗返回式探月着陆器，进行首次月球样品取样并返回地球的科学实验。着陆器返回地球的过程，需要先由月球表面回到绕月球做圆周运动的轨道舱，再经过技术处理后择机返回地球。已知月球表面的重力加速度为g月，月球半径为r月，轨道舱到月球中心的距离为r，引力常量为g。那么，由以上条件可求出的物理量是()a轨道舱的质量 7 i4 9 a! x1 : qb月球的质量5 2 w1 i e; y$ bc月球绕地球运动的周期) a7 t4 a- d _( x5 zd着陆器由月表到轨道舱的运动时间5 g) i7 k4 c8 d答案 b21、对人造地球卫星,以下说法正确的是()a根据公式环绕速度随r的增大而增大4 q3 a/ p+ g2 i b根据公式环绕速度随r的增大而减小; r. 1 b3 h e# c1 g5 f c根据公式fm2r，当r增大到原来的4倍时，卫星需要的向心力为原来的4倍# + s9 ?3 k% w6 , t& b) y! r d公式，当r增大到原来的2倍时，卫星需要的向心力减为原来的1/2; w/ s* j; b3 v& 答案 b22、如图所示，关闭动力的航天飞机在月球引力的作用下沿椭圆轨道向月球靠近，并将在p处进入空间站轨道，与空间站实现对接已知空间站绕月轨道半径为r，周期为t，引力常量为g下列说法中正确的是（）a航天飞机向p处运动的过程中速度逐渐变小 , z8 + a: b# * ob根据题中条件可以算出月球质量 m w. e6 y2 v c根据题中条件可以算出空间站受到月球引力的大小 + z o8 n5 % h: w: vd航天飞机向p处运动过程中加速度逐渐变大 0 r( w- a+ b, m5 答案 bd23、质量为m的登月器与航天飞机连接在一起，随航天飞机绕月球做半径为3r（ r为月球半径）的圆周运动。当它们运行到轨道的a点时，登月器被弹离, 航天飞机速度变大，登月器速度变小且仍沿原方向运动，随后登月器沿椭圆登上月球表面的b点，在月球表面逗留一段时间后，经快速起动仍沿原椭圆轨道回到分离点a与航天飞机实现对接。已知月球表面的重力加速度为g月。科学研究表明，天体在椭圆轨道上运行的周期的平方与轨道半长轴的立方成正比。试求： （1）登月器与航天飞机一起在圆周轨道上绕月球运行的周期是多少？ （2）若登月器被弹射后,航天飞机的椭圆轨道长轴为8r，则为保证登月器能顺利返回a点，登月器可以在月球表面逗留的时间是多少？答案 （1）设登月器和航天飞机在半径3r的轨道上运行时的周期为t，因其绕月球作圆周运动，所以应满足-同时月球表面的物体所受重力和引力的关系满足-联立得 -（4分）（2）设登月器在小椭圆轨道运行的周期是t1，航天飞机在大椭圆轨道运行的周期是t2。对登月器依题意有：-解得-（2分）对航天飞机依题意有：-解得 -（2分）为使经登月器仍沿原椭圆轨道回到分离点与航天飞机实现对接，登月器可以在月球表面逗留的时间t应满足：t=nt2-t1 （其中，n=1、2、3、）-联立得 （其中，n=1、2、3、） （4分）24、已知地球同步卫星的轨道半径约为地球半径的7倍，某行星的同步卫星轨道半径约为该行星半径的3倍，该行星的自转周期约为地球自转周期的一半，那么该行星的平均密度与地球平均密度之比约为（ ）a& i$ x2 # a3 n3 c b, l, ! o- h d e c7 x. g; 4 u. p q# , j1 t d n* v! j5 f+ p/ d 答案 a25、搭载有“勇气”号火星车的探测器成功登陆在火星表面 。“勇气”号离火星地面12m时与降落伞自动脱离，被众气囊包裹的“勇气”号下落到地面后又弹跳到15m高处，这样上下碰撞了若干次后，才静止在火星表面上。假设“勇气”号下落及反弹运动均沿竖直方向。已知火星的半径为地球半径的二分之一，质量为地球的九分之一（取地球表面的重力加速度为10m/s2）。（10分） （1）根据上述数据，火星表面的重力加速度是多少？ （2）若被众气囊包裹的“勇气”号第一次碰火星地面时，其机械能损失为其12m高处与降落伞脱离时的机械能的20，不计空气的阻力，求“勇气”号与降落伞脱离时的速度。答案 （1）在星球表面处有，(2分 ) 可得， (2分) (2分)（2）设探测器在12m高处向下的速度为,则有(2分) 代入数据，解得m/s (2分)26、某人造卫星绕地球做匀速圆周运动，设地球半径为r，地面重力加速度为g，下列说法正确的是()a人造卫星的最小周期为% ( b% r. ?; r4 t b卫星在距地面高度为r处的绕行速度为 q/ x $ d3 e* k2 dc卫星在距地面高度为r处的重力加速度为) j* , 5 a5 s* m l# , c3 s d地球同步卫星的速率比近地卫星速率小，所以发射同步卫星所需的能量较少8 o1 j. x/ b5 z, n! o 答案 abc27、发射地球同步卫星时，先将卫星发射到近地圆轨道1，然后点火，使其沿椭圆轨道2运行，最后再次点火，将卫星送入同步圆轨道3。轨道1、2相切于q点，轨道2、3相切于p点，如图所示，则当卫星分别在1、2、3轨道上正常运行时，下列说法中正确的是（）a卫星在轨道3上的速率大于在轨道1上的速率 5