2022届高考物理一轮复习讲义：第7讲 宇宙航天

教师性别男姓名年级高三性别教学课题宇宙航天教学目标1、知道行星/卫星运行轨道参数3、卫星的变轨问题重点难点宇宙航天(典型题型)(1)轨道的圆心一定是中心天体的质心(质心与球心重合)(2)分类：r3:大小比较：4.总结：高轨低速长周期(注意：向心力的大小还与质量有关，比较时应细心处理)冬季是各自公转周期的四分之一，且火星的冬季时长约为地球的1.88倍。火星和地球绕太阳的公转均可视为匀速圆周运动。下列关于火星、地球公转的说法正确的是()A.火星公转的线速度比地球的大C.火星公转的半径比地球的小D.火星公转的加速度比地球的小一号",B代表“神舟八号",虚线为各自的轨道。由此可以判断()A.A的向心加速度大于B的向心加速度B.A运行速率大于B的运行速率C.A的周期大于B的周期3.(2022·河南新乡·高二期末)北京时间202心舱"在较高轨道运行，它们都绕地球近似做匀速圆周运动，下列说法正确的是()天问一号嫦娥五号月球火星月球二：同步卫星、近地卫星、赤道上物体的比较①绕行方向一定：运行方向与地球自转方向一致.(相对静止)②轨道平面一定：与赤道在一个平面当中③周期一定：与地球自转周期相同，即T=24h.⑥加速度一定：注：倾斜同步卫星是和地球一样的周期，只是每天的同一个时间点经过同2、近地卫星①近地卫星其轨道半径r近似等于地球半径R②运行速度,是所有卫星中的最大绕行速度③运行周期Tmm≈84min是所有卫星中的最小周期④向心加速度a=9.8m/s²=g,是所有卫星的最大加速度F.为F方的一个分力，其运动的角速度、周期与地球自转的角速度、周期相同；线速度等于地球向心力万有引力万有引力万有引力的一个分力W₁>W₂=W₃由w=rw得v₂>V₃,故a₁>a₂由a=w²r得a₂>a₃向心加速度结论(三角关系)同步卫星不同不同vw不同星赤道星相同匀速圆周运动。则()A.a的向心加速度等于重力加速度gC.d的运行周期有可能是20hD.把a直接发射到b运行的轨道上，其发射速度大于第一宇宙速度也是目前世界上空间分辨率最高，幅宽最大的地球同步轨道遥感卫基对地遥感观测能力显著提升。关于"高分四号",下列说法正确的是()A."高分四号"卫星距地球如果更近一些，分辨率10.(2021·模拟预测)2020年7月31日中共中央总书记、国家主席、中央军委主席习近平同志在北京宣布北斗三号全球卫星导航系统正式开通，北斗三号(国之重器)系统由24颗中圆地球轨道卫星、3颗地球静止轨道卫星(运行在地球同步轨道)和3颗倾斜同步轨道卫星(其轨道平面与赤道平面有一定的夹角，周期与地球自转周期相同)共30颗卫星组成。两种同步轨道卫星均绕地球做匀速圆周运动，下列说法正确的是()A.倾斜同步轨道卫星可能定点在深圳上空B.倾斜同步轨道卫星和地球静止轨道卫星内的仪器均处于平衡状态C.倾斜同步轨道卫星的机械能可能大于地球静止轨道卫星的机械能D.倾斜同步轨道卫星、地球静止轨道卫星因为半径相等，所以万有11.(2020-四川·泸县五中模拟预测)北京时间2019年5月17日23时48分，我国在西昌卫星发射中心用长征三号丙运载火箭，成功发射第45颗北斗导航卫星。该卫星属于地球静止轨道卫星，即地球同步轨道卫星(代号为S),与此前发射的倾斜地球同步轨道卫星(代号为P,其运行周期与地球自转周期相同)和中圆地球轨道卫星(代号为Q)进行组网，这种包括三种不同类型轨道卫星优质的服务。若这三种不同类型的卫星的轨道都是圆轨道，已知中圆地球轨道于同步卫星的轨道半径，下列说法正确的是()A.这三种不同类型轨道卫星的线速度大小有可能相同C.这三种不同类型轨道卫星的周期有可能都相同员可通过竖直的电梯缓慢直通太空站。图乙中r为宇航员到地心的距离，R为地球半径，曲线A为地球引力对宇航员产生的加速度大小与r的关系；直线B为宇航员由于地球自转而产生的向心加速度大小与r的关系。关于相对地面静止在不同高度的宇航员，下列说法正确的有()A.随着r增大，宇航员的角速度增大B.图中ro为地球同步卫星的轨道半径C.宇航员在r=R处的线速度等于第一宇宙速度D.随着r增大，宇航员对太空舱的压力增大三：卫星的变轨问题道道道②不同轨道：V₁>V₃结论：周期)地球做匀速圆周运动，则变轨后宇宙飞船的()A.线速度变小B.角速度变小地月转移轨道，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"嫦娥一号"的速度必须达到第三宇宙速度B.在绕月圆轨道上，卫星的周期与卫星质量有关C.卫星受月球的引力与它到月球中心距离的平方成反比D.在绕月圆轨道上，卫星受地球的引力大于受月球的引力15.(2022·广东·广州市培正中学三模)2021年5月我国研制的"天问一号"火星探测器着陆火星，巡视器与环绕器分离。如图为"天问一号"发射过程的简化示意图，虚线为卫星的椭圆转移轨道，将火星与地球绕太阳的运动简化为在同一平面、沿同一方向的匀速圆周运动。下列说法正确的是()A.天问一号的发射速度大于7.9km/s小于11.2km/sB.天问一号在转移轨道上远日点的线速度小于地球绕太阳公转的线速度C.火星公转的向心加速度大于地球公转的向心加速度D.天问一号从地球飞到火星轨道的时间为地球绕太阳公转周期的一半16.(2022·湖北省孝感市第一高级中学模拟预测)2022年4月13日，神舟十三号飞船在历经了183天的太空航行之后，成功返回地球，创下了中国载人航天空间站任务飞行时间最长、任务舟十三号此行的主要任务之一是进入太空并与天宫空间站进行对接，飞船的运动境，圆形轨道2为天宫空间站运行轨道，椭圆轨道1为载人飞船运行轨道，两轨道相切于P点，Q点在地面附近，是轨道1的近地点，则下列判断正确的是()A.载人飞船可在到达轨道2后不断加速追上空间站实现对接B.载人飞船在轨道1上P点的加速度等于空间站在轨道2上P点的加速度C.载人飞船在轨道1上经过Q点时的速度等于7.9km/sD.载人飞船从Q点向P点运动过程中，万有引力不做功17.(2022·浙江·镇海中学模拟预测)2022年1月22日，我国实践21号卫星(SJ-21)将一颗失效的北斗天器被动移位和太空垃圾处理新方式的成功执行。则该过程中()墓地轨道A.实践21号卫星在P点从同步轨道到转移轨道需要减速B.北斗2号G2卫星在转移轨道上经过Q点的加速度大于在墓地轨道上经过Q点的加C.若北斗2号G2卫星要从Q点逃脱地球的引力束缚，则在该处速度必须大于11.2km/s了26天飞行之后，于2019年1月3日成功着陆月球背面，通过"鹊桥"中继星传回了世界第一张近距离拍C."嫦娥四号"探测器由地球飞向近月轨道法正确的是()A.卫星的速度大小关系为v₂>v3>v四：三种宇宙速度第一宇宙速度两种求法：2、第二宇宙速度(脱离速度，v₂=11.2km/s)在地面上发射物体，使之能够脱离地球的引力作用，成为绕太阳运动的人造卫星或者飞到其他行星所需要的最小发射速度3、第三宇宙速度(逃逸速度，v3=16.7km/s)在地面上发射物体，使之能够脱离太阳系的引力范围，飞到太阳系以外的宇宙空间所需要的的最小发射速度4、宇宙速度与运动轨道的关系(1)v发=7.9km/s时，卫星绕地球表面做匀速圆周运动.(2)7.9km/s<v发<11.2km/s,卫星绕地球运动的轨迹为椭圆.(3)11.2km/s≤v发<16.7km/s,卫星绕太阳做椭圆运动.(4)v发≥16.7km/s,卫星将挣脱太阳引力的束缚，飞到太阳系以外的空间.【解析】【详解】C.根据可得可知火星的公转半径大于地球的公转半径，故C错误；A.根据可得结合C选项，可知火星的公转线速度小于地球的公转线速度，故A错误；B.根据可知火星公转的角速度小于地球公转的角速度，故B错误；D.根据可得【解析】【详解】由于故选C。【解析】【详解】C.根据【解析】【详解】Va=V>V.【解析】【详解】由,可知甲的向心加速度小于乙的向心加速度，故A正确；,由于甲的中心天体质量,由于甲的中心天体质量小于乙的中心天体质量，故甲的角速度小于乙的角速度，点睛：抓住半径相同，中心天体质量不同，根据万有引力提供质量不同.【解析】【详解】可知得【解析】【详解】A.对a和c,同步卫星的周期必须与地球自转周期相同，角速度相同，则知a和c的角速度相同，根据得卫星的轨道半径越大，向心加速度越小，故b的加速度最大，故A错误；可知半径小的线速度大，所以b的线速度最大可知c的线速度大于a的线速度，故B正确；知，卫星的半径越大，周期越大，所以d的运动周期是最大的，角速度与周期成反比，则d的角速度最小，故CD错误。【解析】【详解】A.地球同步卫星的周期c必须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，根卫星的轨道半径越大，向心加速度越小，则同步卫星c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错误；卫星的轨道半径越大，速度越小，所以b的速度最大，在相同时间内转过的弧长最长.故B正确；C.由开普勒第三定律知，卫星的轨道半径越大，周期越大，所以d的运动周期大于c的周期24h,d的运行周期应大于24h,不可能是20h,故C错误；D.把a直接发射到b运行的轨道上，其发射速度等于第一宇宙速度，故D错误；大小，再比较c的向心加速度与g的大小，根据万有引力提供向心力，列出等式得出角速度与半径的关系，分析弧长关系.根据开普勒第三定律判断d与c的周期关系.【解析】【分析】【详解】有【解析】【分析】【详解】B.倾斜同步轨道卫星和地球静止轨道卫星内的仪器都随卫星做匀速圆周运动，受到的万有引力完全提供可得两种卫星的速率相同。如果倾斜同步轨道卫星的质量大于地球静止轨道卫星的D.根据万有引力公式故选C。【解析】【详解】A.根据C.根据故选B。【解析】【详解】B.当r=6时，引力加速度正好等于宇航员做圆周运力，所以宇航员相当于卫星，此时宇航员的角速度跟地球的自转角速度一致，星，即o为地球同步卫星的轨道半径，故B正确；故选B。【解析】【详解】根据得,可知变轨后半【解析】【详解】度，A项错误；设卫星轨道半径为r,由万有引力定律知卫星受到引力,C项正确.设卫星的周误，卫星在绕月轨道上运行时，由于离地球很远，受到地球引力很小，卫星做圆【解析】【详解】A.天问一号要离开地球到达火星，所以它的kmkmB.对火星和地球分析，可知都围绕太阳做匀速圆周运动，根据万有引力提供向心力，则有由于火星的公转半径大于地球公转半径，则有火<V地；而天问一号从转移轨道变到火星运行轨道，则要在转移轨道上的远日点进行点火加速，做离心运动，则在转移轨道远日点的速度小于火，所以综合分【解析】【详解】A.若载人飞船在到达轨道2后不断加速，则会做离心运动，从而远离轨道2,不会追上空间站从而不能实B.根据可知，载人飞船在轨道1上P点的加速度等于空间站在轨道2上P点的加速度，选项B正确；C.载人飞船从近地圆轨道的Q点加速才能进入轨道1的椭圆轨道，则在轨道1上经过Q点时的速度大于7.9km/s,选项C错误；D.载人飞船从Q点向P点运动过程中，万有引力对飞船做负功，选项D错误。【解析】【详解】A.实践21号卫星在P点从同步轨道到转移轨道需要加速做离心运动，选项A错误；B.根据可知，北斗2号G2卫星在转移轨道上经过Q点的加速度等于在墓地轨道上经过Q点的加速度，选项B错C.若北斗2号G2卫星要从地球表面逃脱地球的引力束缚，则在地面处速度必