2019年高考物理總復(fù)習(xí) 4-5宇宙速度 人造衛(wèi)星訓(xùn)練試題 新人教版.doc

2019年高考物理總復(fù)習(xí) 4-5宇宙速度 人造衛(wèi)星訓(xùn)練試題 新人教版 1．(多選)(2011廣東)已知地球質(zhì)量為M，半徑為R，自轉(zhuǎn)周期為T，地球同步衛(wèi)星質(zhì)量為m，引力常量為G.有關(guān)同步衛(wèi)星，下列表述正確的是(　　) A．衛(wèi)星距地面的高度為 B．衛(wèi)星的運(yùn)行速度小于第一宇宙速度 C．衛(wèi)星運(yùn)行時(shí)受到的向心力大小為G D．衛(wèi)星運(yùn)行的向心加速度小于地球表面的重力加速度 解析　衛(wèi)星受到的萬有引力提供向心力，大小為G，選項(xiàng)C錯(cuò)誤；由G＝m(R＋h)，可得衛(wèi)星距地面的高度h＝－R，選項(xiàng)A錯(cuò)誤；由G＝m，可得衛(wèi)星的運(yùn)行速度v＝，而第一宇宙速度v1＝，選項(xiàng)B正確．由G＝ma，可得衛(wèi)星的向心加速度a＝，而地球表面的重力加速度g＝，選項(xiàng)D正確． 答案　BD 2．(單選)(xx江西師大附中臨川一中高三聯(lián)考)物體脫離星球引力所需要的最小速度稱為第二宇宙速度，第二宇宙速度v2與第一宇宙速度v1的關(guān)系是v2＝v1.已知某星球半徑是地球半徑R的1/3，其表面的重力加速度是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. 解析　對(duì)該星球附近的衛(wèi)星，有mg′＝m，則第一宇宙速度v′1＝＝，所以該星球的第二宇宙速度為v′2＝v′1＝，則B項(xiàng)正確． 答案　B 3．(多選)(xx蘇北四市二模)設(shè)想我國(guó)宇航員隨“嫦娥”號(hào)登月飛船貼近月球表面做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，宇航員測(cè)出飛船繞行n圈所用的時(shí)間為t.登月后，宇航員利用身邊的彈簧秤測(cè)出質(zhì)量為m的物體重力為G1.已知引力常量為G，根據(jù)以上信息可得到(　　) A．月球的密度 B．飛船的質(zhì)量 C．月球的第一宇宙速度 D．月球的自轉(zhuǎn)周期 解析　由于飛船貼近月球表面做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，根據(jù)G＝mr()2可知，由已知量只能求出月球的質(zhì)量，不能求出飛船的質(zhì)量，選項(xiàng)B錯(cuò)誤；由飛船繞行n圈的時(shí)間為t，可以求出飛船繞月球運(yùn)動(dòng)的周期T＝，而求不出月球的自轉(zhuǎn)周期，選項(xiàng)D錯(cuò)誤；由于飛船在月球表面，所以萬有引力等于重力，即G＝G1＝mr()2，可得月球的半徑r＝，又由G1＝m，可得月球的第一宇宙速度v＝，選項(xiàng)C正確；根據(jù)G＝G1＝mr()2和V＝πr3可得月球的密度ρ＝，選項(xiàng)A正確． 答案　AC 4.(多選)(xx山東)1970年4月24日，我國(guó)自行設(shè)計(jì)、制造的第一顆人造地球衛(wèi)星“東方紅一號(hào)”發(fā)射成功，開創(chuàng)了我國(guó)航天事業(yè)的新紀(jì)元．“東方紅一號(hào)”的運(yùn)行軌道為橢圓軌道，其近地點(diǎn)的M和遠(yuǎn)地點(diǎn)的N的高度分別為439 km和2 384 km，則(　　) A．衛(wèi)星在M點(diǎn)的勢(shì)能大于N點(diǎn)的勢(shì)能 B．衛(wèi)星在M點(diǎn)的角速度大于N點(diǎn)的角速度 C．衛(wèi)星在M點(diǎn)的加速度大于N點(diǎn)的加速度 D．衛(wèi)星在N點(diǎn)的速度大于7.9 km/s 解析　從M點(diǎn)到N點(diǎn)，地球引力對(duì)衛(wèi)星做負(fù)功，衛(wèi)星勢(shì)能增加，A項(xiàng)錯(cuò)誤；由ma＝，得aM>aN，C項(xiàng)正確；在M點(diǎn)，<mrMω，在N點(diǎn)，>mrNω，故ωM>ωN，B項(xiàng)正確；在N點(diǎn)，由>，得vN<<＝7.9 km/s，D項(xiàng)錯(cuò)誤． 答案　BC 5．(單選)(xx安徽)我國(guó)發(fā)射的“天宮一號(hào)”和“神舟八號(hào)”在對(duì)接前，“天宮一號(hào)”的運(yùn)行軌道高度為350 km，“神舟八號(hào)”的運(yùn)行軌道高度為343 km.它們的運(yùn)行軌道均視為圓周，則(　　) A．“天宮一號(hào)”比“神舟八號(hào)”速度大 B．“天宮一號(hào)”比“神舟八號(hào)”周期長(zhǎng) C．“天宮一號(hào)”比“神舟八號(hào)”角速度大 D．“天宮一號(hào)”比“神舟八號(hào)”加速度大 解析　根據(jù)萬有引力提供向心力可得，G＝m，v＝，則軌道半徑越大，線速度越小，A項(xiàng)錯(cuò)誤；由G＝mr可得，T＝2π，則軌道半徑越大，周期越大，B項(xiàng)正確；由G＝mω2r可得，ω＝，則軌道半徑越大，角速度越小，C項(xiàng)錯(cuò)誤；由G＝ma可得，a＝，則軌道半徑越大，加速度越小，D項(xiàng)錯(cuò)誤． 答案　B 6．(單選)(xx安徽)為了對(duì)火星及其周圍的空間環(huán)境進(jìn)行探測(cè)，我國(guó)預(yù)計(jì)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.火星可視為質(zhì)量分布均勻的球體，且忽略火星的自轉(zhuǎn)影響，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 解析　G＝m(R＋h1)及G＝m(R＋h2)可求出火星的半徑R和質(zhì)量M，再由G＝mg及M＝ρπR3可求出火星的密度和火星表面的重力加速度，A項(xiàng)對(duì)，C項(xiàng)錯(cuò)．由于“螢火一號(hào)”的質(zhì)量未知，因此無法求出火星對(duì)“螢火一號(hào)”的引力，B、D兩項(xiàng)錯(cuò)． 答案　A 7．(單選)1990年4月25日，科學(xué)家將哈勃天文望遠(yuǎn)鏡送上距地球表面約600 km的高空，使得人類對(duì)宇宙中星體的觀測(cè)與研究有了極大的進(jìn)展．假設(shè)哈勃望遠(yuǎn)鏡沿圓軌道繞地球運(yùn)行．已知地球半徑為6.4106 m，利用地球同步衛(wèi)星與地球表面的距離為3.6107 m這一事實(shí)可得到哈勃望遠(yuǎn)鏡繞地球運(yùn)動(dòng)的周期．以下數(shù)據(jù)中最接近其運(yùn)動(dòng)周期的是(　　) A．0.6小時(shí) B．1.6小時(shí) C．4.0小時(shí) D．24小時(shí) 解析　由G＝mr，可得T＝，另G＝mg，則GM＝R2g，所以T＝2π，即T∝.由T哈＝T同＝24 h≈1.6 h. 答案　B 8．(單選)(2011課標(biāo)全國(guó))衛(wèi)星電話信號(hào)需要通過地球同步衛(wèi)星傳送．如果你與同學(xué)在地面上用衛(wèi)星電話通話，則從你發(fā)出信號(hào)至對(duì)方接收到信號(hào)所需最短時(shí)間最接近于(可能用到的數(shù)據(jù)：月球繞地球運(yùn)動(dòng)的軌道半徑約為3.8105 km，運(yùn)行周期為27天，地球半徑約為6 400 km，無線電信號(hào)的傳播速度為3108 m/s)(　　) A．0.1 s B．0.25 s C．0.5 s D．1 s 解析　由G＝mr()2得，r3＝T2，則＝，即r同＝r月；同步衛(wèi)星的周期T同＝1天，代入數(shù)據(jù)得，r同＝4.2107 m；則t＝＝0.24 s，選項(xiàng)B正確． 答案　B 9．(單選)(xx北京)關(guān)于環(huán)繞地球運(yùn)行的衛(wèi)星，下列說法正確的是(　　) A．分別沿圓軌道和橢圓軌道運(yùn)行的兩顆衛(wèi)星，不可能具有相同的周期 B．沿橢圓軌道運(yùn)行的一顆衛(wèi)星，在軌道不同位置可能具有相同的速率 C．在赤道上空運(yùn)行的兩顆地球同步衛(wèi)星，它們的軌道半徑有可能不同 D．沿不同軌道經(jīng)過北京上空的兩顆衛(wèi)星，它們的軌道平面一定會(huì)重合 解析　環(huán)繞地球運(yùn)動(dòng)的衛(wèi)星，由開普勒第三定律＝常數(shù)，知當(dāng)橢圓軌道半長(zhǎng)軸與圓形軌道的半徑相等時(shí)，兩顆衛(wèi)星周期相同，A項(xiàng)錯(cuò)誤；沿橢圓軌道運(yùn)行的衛(wèi)星，只有引力做功，機(jī)械能守恒，在軌道上相互對(duì)稱的地方(到地心距離相等的位置)速率相同，B項(xiàng)正確；所有地球同步衛(wèi)星相對(duì)地面靜止，運(yùn)行周期都等于地球自轉(zhuǎn)周期，由＝，得R＝，軌道半徑都相同，C項(xiàng)錯(cuò)誤；同一軌道平面、不同軌道半徑的衛(wèi)星，相同軌道半徑、不同軌道平面的衛(wèi)星，都有可能(不同時(shí)刻)經(jīng)過北京上空，D項(xiàng)錯(cuò)誤． 答案　B 10．(多選)(xx江蘇)2011年8月，“嫦娥二號(hào)”成功進(jìn)入了環(huán)繞“日地拉格朗日點(diǎn)”的軌道，我國(guó)成為世界上第三個(gè)造訪該點(diǎn)的國(guó)家．如圖所示，該拉格朗日點(diǎn)位于太陽和地球連線的延長(zhǎng)線上，一飛行器處于該點(diǎn)，在幾乎不消耗燃料的情況下與地球同步繞太陽做圓周運(yùn)動(dòng)，則此飛行器的(　　) A．線速度大于地球的線速度 B．向心加速度大于地球的向心加速度 C．向心力僅由太陽的引力提供 D．向心力僅由地球的引力提供 解析　由于飛行器與地球同步繞太陽做圓周運(yùn)動(dòng)，則周期相同，根據(jù)v＝可知A項(xiàng)正確；由a＝()2r.可知B項(xiàng)正確；飛行器的向心力由地球和太陽的萬有引力共同提供，C、D兩項(xiàng)錯(cuò)誤． 答案　AB 11．(多選)(xx遼寧省大連市高三雙基測(cè)試)我國(guó)自主研發(fā)的“北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)”是由多顆衛(wèi)星組成的，其中有5顆地球同步衛(wèi)星．在發(fā)射地球同步衛(wèi)星的過程中，衛(wèi)星首先進(jìn)入橢圓軌道Ⅰ，如圖所示，然后在Q點(diǎn)通過改變衛(wèi)星的速度，讓衛(wèi)星進(jìn)入地球同步軌道Ⅱ，則(　　) A．該衛(wèi)星的發(fā)射速度必定大于11.2 km/s B．衛(wèi)星在同步軌道Ⅱ上的運(yùn)行速度小于7.9 km/s C．在軌道Ⅰ上，衛(wèi)星在P點(diǎn)的動(dòng)能小于在Q點(diǎn)的動(dòng)能 D．在軌道Ⅱ上的運(yùn)行周期大于在軌道Ⅰ上的運(yùn)行周期 解析　11.2 km/s是第二宇宙速度，衛(wèi)星發(fā)射速度v只有滿足7.9 km/s<v<11.2 km/s才能沿橢圓軌道繞地球運(yùn)動(dòng)，A項(xiàng)錯(cuò)誤．衛(wèi)星繞地球沿同步圓軌道運(yùn)動(dòng)的速度都小于7.9 km/s，B項(xiàng)正確．沿軌道Ⅰ由P點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到Q點(diǎn)，萬有引力對(duì)衛(wèi)星做負(fù)功，動(dòng)能減小，C項(xiàng)錯(cuò)誤．由開普勒行星運(yùn)動(dòng)第三定律可知，軌道半徑或半長(zhǎng)軸越大，運(yùn)行周期越大，本題中軌道Ⅱ的直徑大于軌道Ⅰ的長(zhǎng)軸，所以衛(wèi)星在軌道Ⅱ上運(yùn)行周期大，D項(xiàng)正確． 答案　BD 12．(單選)(xx浙江省名校新高考研究聯(lián)盟第一次聯(lián)考)2012年10月25日，我國(guó)將第十六顆北斗衛(wèi)星“北斗－G6”送入太空，并定點(diǎn)于地球靜止軌道東經(jīng)110.5.由此，具有完全自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的北斗系統(tǒng)將首先具備為亞太地區(qū)提供高精度、高可靠定位、導(dǎo)航、授時(shí)服務(wù)，并具短報(bào)文通信能力．其定位精度優(yōu)于20 m，授時(shí)精度優(yōu)于100 ns.關(guān)于這顆“北斗－G6”衛(wèi)星以下說法中正確的有(　　) A．這顆衛(wèi)星軌道平面與東經(jīng)110.5的經(jīng)線平面重合 B．通過地面控制可以將這顆衛(wèi)星定點(diǎn)于杭州正上方 C．這顆衛(wèi)星的線速度大小比離地350 km高的“天宮一號(hào)”空間站線速度要大 D．這顆衛(wèi)星的周期一定等于地球自轉(zhuǎn)周期 解析　由題意知該衛(wèi)星是一顆地球同步衛(wèi)星，它的軌道平面與赤道平面重合，它的周期等于地球的自轉(zhuǎn)周期，它離地高度大于350 km，它的線速度要比離地高度等于350 km的“天宮一號(hào)”空間站線速度要小，故只有選項(xiàng)D正確． 答案　D 13．(多選)(xx廣東)如圖所示，飛船從軌道1變軌至軌道2.若飛船在兩軌道上都做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，不考慮質(zhì)量變化，相對(duì)于在軌道1上，飛船在軌道2上的(　　) A．動(dòng)能大　　　　　　　　 B．向心加速度大 C．運(yùn)行周期長(zhǎng) D．角速度小 解析　飛船在軌道上做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的向心力由萬有引力提供，G＝m，v＝，G＝ma向，a向＝，G＝mr，T＝，＝mrω2，ω＝，飛船由軌道1飛至軌道2上，軌道半徑變大，則線速度變小，動(dòng)能變小，向心加速度變小，周期變大，角速度變小，故C、D兩項(xiàng)正確． 答案　CD 14．(xx安徽六校聯(lián)考)“天宮一號(hào)”是中國(guó)第一個(gè)目標(biāo)飛行器，于2011年9月29日21時(shí)16分3秒在酒泉衛(wèi)星發(fā)射中心發(fā)射，發(fā)射“天宮一號(hào)”的“長(zhǎng)征二號(hào)F”T1型火箭加注約450噸的推進(jìn)劑，火箭發(fā)射后騰空而起．設(shè)發(fā)射裝備總質(zhì)量為M，從靜止開始的不太長(zhǎng)時(shí)間內(nèi)做豎直方向的勻加速直線運(yùn)動(dòng)，經(jīng)過時(shí)間t上升高度h，且發(fā)射裝備總質(zhì)量不變，重力加速度為g.求： (1)火箭發(fā)射經(jīng)過時(shí)間t時(shí)的速度大小； (2)火箭發(fā)射時(shí)的推力F大小； (3)如已知地球半徑為R，求飛行器繞地球近地勻速圓周運(yùn)動(dòng)時(shí)的速率v′. 解析　(1)設(shè)火箭發(fā)射時(shí)的加速度為a，有h＝at2 又v＝at，得v＝ (2)由牛頓第二定律，得F－Mg＝Ma 解得F＝M(g＋) (3)飛行器做近地勻速圓周運(yùn)動(dòng)時(shí)，設(shè)飛行器質(zhì)量為m，有 mg＝m，解得v′＝ 答案　(1)　(2)M(g＋)　(3)