(浙江专用)2018-2019学年高中物理第六章万有引力与航天微型专题人造卫星宇宙速度学案新人教版必修2

1、 微型专题人造卫星宇宙速度 、选择题 1. 由于通信和广播等方面的需要，许多国家发射了地球同步轨道卫星，这些卫星的 （ ） A. 质量可以不同 B.轨道半径可以不同 C.轨道平面可以不同 D.速率可以不同 答案 A 环绕速度相同，D 错误同步卫星相对于地面静止在赤道上空， 所有的同步卫星轨道都在赤道 上空同一个圆轨道上， C 错误.同步卫星的质量可以不同， A 正确 2. （2018 湖州、衢州、丽水三地市高三期末联考 ）若仅知某星球的质量、半径和引力常量, 则无法计算的物理量是（ ） A. 星球的第一宇宙速度 B. 星球同步卫星的周期 C. 星球的近地卫星的环绕速度 D. 星球的环绕卫星的最

2、大运行速度 答案 B 解析万有引力提供卫星做圆周运动的向心力 2 GMm 2 n 2 v 7=m）r=吓, 环绕速度 v =/耳纠可见周期相同的情况下轨道半径必然相同， B 错误.轨道半径相同必然 解得周期 2 3. （2018 浙江省 9 + 1 高中联盟第二学期期中考试）“天舟一号”货运飞船在与“天宫 号”空间实验室对接前， 在距离地面约 380 km 的圆轨道上飞行， 已知地球同步卫星轨道离地3 高度约为 3.6 x 104 km,则“天舟一号”（ ） A. 线速度小于第一宇宙速度 B. 周期大于地球同步卫星周期 C. 角速度小于地球自转角速度 D.向心加速度小于地球同步卫星向心加速度

3、答案 A 4. （2016 浙江 4 月选考科目考试）如图 1 所示，2015 年 12 月，我国暗物质粒子探测卫星“悟 空”发射升空进入高为 5.0 x 102 km 的预定轨道“悟空”卫星和地球同步卫星的运动均可视 为匀速圆周运动已知地球半径 R= 6.4 x 103 km.下列说法正确的是（ ） A. “悟空”卫星的线速度比同步卫星的线速度小 B. “悟空”卫星的角速度比同步卫星的角速度小 C. “悟空”卫星的运动周期比同步卫星的运动周期小 D. “悟空”卫星的向心加速度比同步卫星的向心加速度小 答案 C 卫星的向心加速度大，因此 C 对. 5. 我国在西昌卫星发射中心用“长征三号丙”运

4、载火箭，成功将第五颗北斗导航卫星送入预 定轨道，它是地球同步静止轨道卫星.在汶川抗震救灾中，北斗卫星导航定位系统全力保障了 救灾部队行动，发挥了独特的优势 .关于第五颗北斗导航卫星，下列说法正确的是 （ ） A. 该卫星定点在北京上空 B. 该卫星正常运行时不可能经过地球两极 C. 该卫星正常运行时的速度比第一宇宙速度大 解析地球同步卫星距地表 以 A 错.由3 =、$3可知, “悟空”卫星的角速度大， 即周期小， 由 可知, r “悟图 1 36 000 km，由 v= “悟空”卫星的线速度要大， 所 4 D. 该卫星正常运行时的向心加速度保持不变 答案 B 解析同步卫星运行轨道只能位于地球

5、赤道平面上的圆形轨道，所以该卫星不可能定点在北 京上空，故 A 错误，B 正确.根据v=、J ，r越大，v越小，同步卫星距离地面的高度约为 36 000 km,所以该卫星正常运行时的速度比第一宇宙速度小，故 C 错误；该卫星正常运行时 的向心加速度大小保持不变，方向时刻改变，故 D 错误 6. （2018 台州中学高三第一学期第一次统练 ）2015 年9 月 20 日“长征六号”运载火箭在 太原卫星发射中心升空， 顺利飞抵距地球 500 余千米的太空，并成功将随身携带的 20 颗卫星 以“天女散花”的方式送入地外空间 这些微小卫星从 100 公斤到几十克大小不等，分 4 次被 释放，每次只间隔

6、几十秒.同步卫星距离地球表面的高度约为 36 000 km,下列说法正确的是 （ ） A. 这 20 颗卫星受到的地球的万有引力大小相等 B. 卫星的运行周期小于 24 小时 C. 卫星的运行速度大于 7.9 km/s D. 卫星的角速度比同步卫星小 答案 B 7. 如图 2 所示，环绕太阳运行的小行星“吴健雄星”的半径约为 16 km,密度与地球接近.已 知地球的半径为 6 400 km，第一宇宙速度约为 8 km/s，表面重力加速度 g取 10 m/s 2，则以 下说法正确的是（ ） A. 地球的公转速度小于“吴健雄星”的公转速度 B. 地球的公转角速度小于“吴健雄星”的公转角速度 C.

7、“吴健雄星”表面的重力加速度约为 0.025 m/s D. “吴健雄星”的第一宇宙速度为 4 m/s 答案 C 5 8. （2018 嘉兴市第一中学高三上学期期末考试 ）天舟一号货运飞船于 2017 年 4 月 20 日在文 昌航天发射中心由长征七号遥二运载火箭成功发射升空， 4 月 25 日进入预定轨道调整，于 46 月 27 日成功与更高轨道的天宫二号完成首次推进剂在轨补加试验 .已知天舟一号在预定轨道 上做匀速圆周运动，补给前后天宫二号在轨道上均为匀速圆周运动 下列说法正确的是（ ） A. 补给之前天宫二号中宇航员处于超重状态 B. 预定轨道上的天舟一号运行的线速度小于在轨的天宫二号的线

8、速度 C. 预定轨道上的天舟一号运行的周期小于在轨的天宫二号的周期 D. 补给后的天宫二号的运行速度将会大于 7.9 km/s 答案 C 9. （2017 浙江 4 月选考科目考试）如图 3 所示，设行星绕太阳的运动是匀速圆周运动，金星 自身的半径是火星的 n倍，质量为火星的k倍，不考虑行星自转的影响，则 （ ） 图 3 k A. 金星表面的重力加速度是火星的 -倍 n B. 金星的“第一宇宙速度”是火星的 、倍 C. 金星绕太阳运动的加速度比火星小 D. 金星绕太阳运动的周期比火星大 答案 B GM r3 据a= 丁可知，距离太阳越远，加速度越小，而 =常量，可知距离太阳越远，周期越长, 所

9、以选项 C D均错. 10. 如图 4 所示，甲、乙两颗卫星以相同的轨道半径分别绕质量为 M和 2M的行星做匀速圆周 运动，下列说法正确的是 （ ） ，汁?，选项 A 错，根据v = 解析根据g = “ v金 知，忑 ，选项 B 对；根 7 A. 甲的向心加速度比乙的小 B. 甲的运行周期比乙的小8 C. 甲的角速度比乙的大 D. 甲的线速度比乙的大 答案 A 解析 甲、乙两卫星分别绕质量为 M和 2M的行星做匀速圆周运动， 万有引力提供各自做匀速 Mm 4 n 2 2 V 圆周运动的向心力.由牛顿第二定律 G ? = ma= m 丁 r = m3 r = m ，可得 甲V v乙，故正确选项为

10、 A. 【考点】天体运动规律分析 【题点】应用万有引力提供向心力分析天体运动规律 11. （2018 浙江省名校新高考研究联盟第二次联考 ）有a、b、c、d四颗地球卫星, A. a的向心加速度等于重力加速度 g n B. c在 4 h内转过的圆心角是 6 C. 在相同时间内，这四个卫星中 b转过的弧长最长 D. d做圆周运动的周期有可能是 20 小时 答案 C 12. （2018 嘉兴市 3 月高三选考）已知地球半径为 6 400 km，我国的“张衡一号”卫星在距 离地面 500 km 的圆轨道上运行，则它（ ） A. 运行周期一定比地球同步卫星大 B. 线速度一定比静止于赤道上的物体小 C.

11、 角速度约为地球同步卫星的 15 倍 D. 线速度大于第一宇宙速度 答案 C GM an=-y2, T GM r3，V= 竺由已知条件可得a甲v a 乙, T甲T乙，3 射，在地球赤道上随地球表面一起转动， b在近地轨道做匀速圆周运动， c是地球同步卫星, a还未发 =2 n ,3 d是高空探测卫星, F 列说法正确的是（ 9 解析 “张衡一号”卫星的轨道半径 r1 = 6 400 km + 500 km = 6 900 km，地球同步卫星的轨10 同步卫星的线速度，再由v=3 r知，地球同步卫星的线速度大于静止于赤道上物体的线速度, B 错误. 13. （多选）如图 6 所示，2018 年

12、2 月 2 日，我国成功将电磁监测试验卫星“张衡一号 道半径2= 6 400 km + 36 000 km = 42 400 km. 3= k知，A 错误；由弓= mw2r得：3 400 900 15 倍，C 正确；第一宇宙速度是圆轨道人造卫星 2 的最大环绕速度，D 错误；由得v = 口， “张衡一号”卫星的线速度大于地球 G 11 升空，标志我国成为世界上少数拥有在轨运行高精度地球物理场探测卫星的国家之一发射 .通过观 测可以得到卫星绕地球运动的周期, 并已知地球的半径和地球表面处的重力加速度 .若将卫星 绕地球且不考虑地球自转的影响，根据以上数据可以计算出卫 星的（ A.密度 C.离地高

13、度 D.线速度的大小 答案 CD 解析设人造地球卫星的周期为 地球质量和半径分别为 M R卫星的轨道半径为 r,则 在地球表面：G M= mg Gl= gF2 对卫星：根据万有引力提供向心力，有 G 岁=m2n2r 联立式可求轨道半径 r,而r = R+ h,故可求得卫星离地高度 由v=r3 =牛，从而可求得卫星的线速度 卫星的Fn= G 岁也不能求出故选项 C、D 正确. 14.如图 7 所示，甲、乙两颗卫星在同一平面上绕地球做匀速圆周运动，公转方向相同 .已知 B.向心力的大小 12 卫星甲的公转周期为 T,每经过最短时间 9T,卫星乙都要运动到与卫星甲在地球同一侧且三 者共线的位置上，则

14、卫星乙的公转周期为 ( ) 9 A8T 10 C.7T 答案 A 解析由题意得， 2 n 2 n (-乙)t = 2冗 t = 9T 9 联立得T乙=8选项 A 正确. 【考点】卫星的“追赶”问题 【题点】卫星的“追赶”问题 、非选择题 且分布相当均匀，经查对相关资料，该行星的质量为M现假设所有卫星绕该行星的运动都是 匀速圆周运动，已知引力常量为 G (1)若测得离行星最近的一颗卫星的运动轨道半径为 R,忽略其他小卫星对该卫星的影响， 求该卫星的运行速度 Vi为多大？ (2)在进一步的观测中，发现离行星很远处还有一颗卫星，其运动轨道半径为 F2，周期为Ta, 试估算靠近行星周围众多小卫星的总质量 m卫为