（全國通用）2020版高考物理一輪復(fù)習(xí) 第四章 微專題33 人造衛(wèi)星運行規(guī)律分析加練半小時（含解析）

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1、人造衛(wèi)星運行規(guī)律分析方法點撥(1)由v得出的速度是衛(wèi)星在圓形軌道上運行時的速度，而發(fā)射航天器的發(fā)射速度要符合三個宇宙速度.(2)做圓周運動的衛(wèi)星的向心力由地球?qū)λ娜f有引力提供，并指向它們軌道的圓心地心.(3)在赤道上隨地球自轉(zhuǎn)的物體不是衛(wèi)星，它隨地球自轉(zhuǎn)所需向心力由萬有引力和地面支持力的合力提供.1.如圖1所示，質(zhì)量分別為m和2m的甲、乙兩顆衛(wèi)星以相等的軌道半徑分別繞質(zhì)量為M和2M的行星做勻速圓周運動，不考慮其他天體的影響，則兩顆衛(wèi)星()圖1A.所受的萬有引力大小之比為12B.運動的向心加速度大小之比為12C.動能之比為12D.運動的角速度大小之比為122.(2018廣東省廣州市統(tǒng)考)如圖2

2、所示，已知現(xiàn)在地球的一顆同步通信衛(wèi)星信號最多覆蓋地球赤道上的經(jīng)度范圍為2.假設(shè)地球的自轉(zhuǎn)周期變大，周期變大后的一顆地球同步通信衛(wèi)星信號最多覆蓋的赤道經(jīng)度范圍為2，則前后兩次同步衛(wèi)星的運行周期之比為()圖2A.B.C.D.3.如圖3所示，2017年9月25日至9月28日期間，微信啟動新界面，其畫面視角從人類起源的非洲(左)變成華夏大地中國(右).新照片由我國新一代靜止軌道衛(wèi)星“風(fēng)云四號”拍攝，見證著科學(xué)家15年的辛苦和努力.下列說法正確的是()圖3A.“風(fēng)云四號”可能經(jīng)過無錫正上空B.“風(fēng)云四號”的向心加速度大于月球的向心加速度C.與“風(fēng)云四號”同軌道的衛(wèi)星運動的動能都相等D.“風(fēng)云四號”的運行

3、速度大于7.9km/s4.火星探測項目是我國繼載人航天工程、嫦娥工程之后又一個重大空間探索項目，2020年左右我國將進(jìn)行第一次火星探測.已知地球公轉(zhuǎn)周期為T，到太陽的距離為R1，運行速率為v1，火星到太陽的距離為R2，運行速率為v2，太陽質(zhì)量為M，引力常量為G.一個質(zhì)量為m的探測器被發(fā)射到一圍繞太陽的橢圓軌道上，以地球軌道上的A點為近日點，以火星軌道上的B點為遠(yuǎn)日點，如圖4所示.不計火星、地球?qū)μ綔y器的影響，則()圖4A.探測器在A點的加速度大于B.探測器在B點的速度大小為C.探測器沿橢圓軌道從A到B的飛行時間為D.探測器在B點的動能為mv225.(2018福建省福州市質(zhì)檢)在牛頓力學(xué)體系中，

4、當(dāng)兩個質(zhì)量分別為m1、m2的質(zhì)點相距為r時具有的勢能，稱為引力勢能，其大小為Ep(規(guī)定兩物體相距無窮遠(yuǎn)處時勢能為零).假設(shè)“天宮二號”空間實驗室(質(zhì)量為m)在距地面高度為h的軌道繞地球做勻速圓周運動，已知地球的質(zhì)量為M，地球的半徑為R，引力常量為G.則“天宮二號”的機(jī)械能大小為()A.B.C.D.6.(2018安徽省“皖南八?！钡诙温?lián)考)一顆在赤道上空做勻速圓周運動的人造衛(wèi)星，其軌道半徑上對應(yīng)的重力加速度為地球表面重力加速度的四分之一，則某一時刻該衛(wèi)星觀測到地面赤道最大弧長為(已知地球半徑為R)()A.RB.RC.RD.R7.(2018遼寧省實驗中學(xué)段考)我國建立在北緯43的內(nèi)蒙古赤峰草原天

5、文觀測站在金鴿牧場揭牌并投入使用，該天文觀測站應(yīng)用了先進(jìn)的天文望遠(yuǎn)鏡.現(xiàn)有一顆繞地球做勻速圓周運動的衛(wèi)星，一位觀測員在對該衛(wèi)星觀測時發(fā)現(xiàn)：每天晚上相同時刻該衛(wèi)星總能出現(xiàn)在天空正上方同一位置，則衛(wèi)星的軌道必須滿足下列哪些條件(已知地球質(zhì)量為M，地球自轉(zhuǎn)的周期為T，地球半徑為R，引力常量為G)()A.該衛(wèi)星一定在同步衛(wèi)星軌道上B.衛(wèi)星軌道平面與地球北緯43線所確定的平面共面C.滿足軌道半徑r(n1,2,3)的全部軌道都可以D.滿足軌道半徑r(n1,2,3)的部分軌道都可以答案精析1.B由萬有引力定律，衛(wèi)星甲所受的萬有引力F甲G，衛(wèi)星乙所受的萬有引力F乙G4G，即它們所受的萬有引力大小之比為14，A

6、錯誤；由Gma甲，4G2ma乙，可知它們運動的向心加速度大小之比為12，B正確；由Gm可知，衛(wèi)星甲的動能為mv12，同理，衛(wèi)星乙的動能為2mv22，動能之比為14，C錯誤；由vr可知，它們運動的角速度大小之比為12v1v21，D錯誤.2.A設(shè)地球半徑為R，根據(jù)題圖可知，同步衛(wèi)星的軌道半徑r，同理，假設(shè)地球的自轉(zhuǎn)周期變大，同步衛(wèi)星的軌道半徑r，對于同步衛(wèi)星，由萬有引力提供向心力有Gm()2r.解得T，代入軌道半徑，得前后兩次同步衛(wèi)星的運動周期之比.3.B由題可知，“風(fēng)云四號”衛(wèi)星是地球同步衛(wèi)星，而同步衛(wèi)星只能在赤道正上空，且高度保持不變，故A錯誤；根據(jù)Gman，得an，其中G為引力常量，M為地球

7、質(zhì)量，r為軌道半徑，因“風(fēng)云四號”衛(wèi)星的軌道半徑小于月球的軌道半徑，故“風(fēng)云四號”的向心加速度大于月球的向心加速度，故B正確；與“風(fēng)云四號”同軌道的衛(wèi)星都是同步衛(wèi)星，故線速度一定相同，但不知道各個衛(wèi)星的質(zhì)量是否相等，根據(jù)Ekmv2知動能不一定相等，故C錯誤；7.9km/s是衛(wèi)星圍繞地球表面運行的最大線速度，它的軌道半徑等于地球半徑，而“風(fēng)云四號”的軌道半徑大于地球半徑，根據(jù)v可知，其線速度小于7.9km/s，故D錯誤.4.C探測器在A點的加速度和地球在A點的加速度相等為，選項A錯誤；火星的速度為，探測器在B點做向心運動，速度應(yīng)小于，故探測器在B點的動能小于mv22，選項B、D錯誤；根據(jù)開普勒第

8、三定律有，探測器從A到B飛行時間為T，選項C正確.5.B“天宮二號”在距地面高度為h的軌道繞地球做勻速圓周運動，根據(jù)萬有引力提供向心力可得m，解得“天宮二號”的動能Ekmv2，則“天宮二號”的機(jī)械能大小為EEkEp，故B正確，A、C、D錯誤.6.A地球表面Gmg，因為gg，則人造衛(wèi)星的軌道半徑r2R，則某一時刻該衛(wèi)星觀測到地面赤道的弧度為，觀測到地面赤道最大弧長為R，故選A.7.D該衛(wèi)星不一定是同步衛(wèi)星，故A錯誤；衛(wèi)星的軌道平面必須經(jīng)過地心，不可能與地球北緯43線所確定的平面共面，故B錯誤；衛(wèi)星的周期可能為T，n1、2、3，根據(jù)Gmr，解得r(n1、2、3)，滿足這個表達(dá)式的部分軌道即可，故C錯誤，D正確.6