(完整版)人造卫星专题练习有答案
高三物理人造卫星与飞船试题答案及解析
高三物理人造卫星与飞船试题答案及解析1.2012年我国宣布北斗导航系统正式商业运行。
北斗导航系统又被称为“双星定位系统”，具有导航、定位等功能。
“北斗”系统中两颗工作星均绕地心O做匀速圆周运动，轨道半径为r，某时刻两颗工作卫星分别位于轨道上的A、B两位置（如图所示）．若卫星均顺时针运行，地球表面处的重力加速度为g，地球半径为R，不计卫星间的相互作用力．则以下判断中正确的是A．这两颗卫星的加速度大小相等，均为B．卫星１由位置A运动至位置B所需的时间至少为C．卫星１向后喷气就一定能追上卫星2D．卫星１由位置A运动到位置B的过程中万有引力做正功【答案】B【解析】根据得，对卫星有，可得，取地面一物体由，联立解得，A错误；根据得，①，又②，③，联立①②③可解得，故B正确；若卫星1向后喷气，则其速度会增大，卫星1将做离心运动，所以卫星1不可能追上卫星2，C错误；卫星1由位置A运动到位置B的过程中，由于万有引力始终与速度垂直，故万有引力不做功，D错误。
【考点】考查了万有引力定律的应用2.动能相等的两人造地球卫星A、B的轨道半径之比，它们的角速度之比，质量之比。
【答案】【解析】人造卫星万有引力提供向心力即，可得角速度，所以可得。
线速度之比，动能，可得.【考点】万有引力与航天3.北京时间2013年12月10日晚上九点二十分，在太空飞行了九天的“嫦娥三号”飞船，再次成功变轨，从100km的环月圆轨道Ⅰ，降低到近月点15km、远月点100km的椭圆轨道Ⅱ，两轨道相交于点P，如图所示。
关于“嫦娥三号”飞船，以下说法不正确的是（）A．在轨道Ⅰ上运动到P点的速度比在轨道Ⅱ上运动到P点的速度大B．在轨道Ⅰ上P点的向心加速度比在轨道Ⅱ上运动到P点的向心加速度小C．在轨道Ⅰ上的势能与动能之和比在轨道Ⅱ上的势能与动能之和大D．在轨道Ⅰ上运动的周期大于在轨道Ⅱ上运动的周期【答案】B【解析】由图知在轨道Ⅰ上飞船做圆周运动，万有引力等于向心力，在在轨道Ⅱ上运动到P点做近心运动，万有引力大于需要的向心力，故在轨道Ⅰ上运动到P点的速度比在轨道Ⅱ上运动到P点的速度大，所以A正确；在同一点P，受万有引力相同，即合外力相同，根据牛顿第二定律知加速度相同，所以B错误；飞船从轨道Ⅰ变轨到轨道Ⅱ需在P点减速，故在轨道Ⅰ机械能大于轨道Ⅱ上的机械能，所以C正确；根据开普勒的周期定律可知在轨道Ⅰ上运动的周期大于在轨道Ⅱ上运动的周期，故D正确，所以本题不正确的选择B。
2023高考物理考前冲刺高频考点知识点突破练习09人造卫星
09人造卫星一．选择题（共16小题）1．（2023•门头沟区一模）2022年11月29日，搭载神舟十五号载人飞船的长征二号F“遥十五”运载火箭在酒泉卫星发射中心点火发射。
11月30日，神舟十五号3名航天员顺利进驻中国空间站，与神舟十四号航天员乘组首次实现“太空会师”。
对接后的组合体绕地球的运动可视为匀速圆周运动。
下列说法正确的是（）A．飞船发射阶段，航天员一直处于失重状态B．飞船空间站组合体的运行速率一定小于7.9km/sC．在组合体内，航天员绕地球做圆周运动的向心力由舱壁提供D．与空间站相比，飞船与空间站组合体质量更大，向心加速度也更大2．（2023•海淀区一模）如图所示，卫星沿圆形轨道Ⅰ环绕地球运动。
当其运动到M点时采取了一次减速制动措施，进入椭圆轨道Ⅱ或Ⅲ。
轨道Ⅰ、Ⅱ和Ⅲ均与地球赤道面共面。
变更轨道后（）A．卫星沿轨道Ⅲ运动B．卫星经过M点时的速度小于7.9km/sC．卫星经过M点时的加速度变大D．卫星环绕地球运动的周期变大3．（2023•延庆区一模）北京时间2022年11月17日16时50分，经过约5.5小时的出舱活动，神舟十四号航天员陈冬、刘洋、蔡旭哲密切协同，圆满完成出舱活动全部既定任务，出舱活动取得圆满成功。
若“问天实验舱”围绕地球在做匀速圆周运动，轨道半径为r，周期为T，引力常量为G，则下列说法正确的是（）A．“问天实验舱”的质量为B．漂浮在舱外的航天员加速度等于零C．“问天实验舱”在圆轨道上运行的速度小于7.9km/sD．若出舱活动期间蔡旭哲自由释放手中的工具，工具会立即高速离开航天员4．（2023•东城区一模）2022年11月1日，重约23吨的梦天实验舱与重约60吨的天和核心舱组合体顺利对接，完成了中国空间站建设最后一个模块的搭建。
已知对接后中国空间站距地面高度约为400km，地球同步卫星距地面高度约为36000km，二者的运动均视为匀速圆周运动，则（）A．对接前空间站内的宇航员不受地球引力作用B．对接时梦天实验舱与天和核心舱因相互作用而产生的加速度大小相等C．对接后中国空间站绕地球运行的速度小于7.9km/sD．对接后中国空间站的运行周期大于地球同步卫星的运行周期5．（2023•西城区一模）木星有多颗卫星，下表列出了其中两颗卫星的轨道半径和质量，两颗卫星绕木星的运动均可看作匀速圆周运动。
人造卫星专题练习有答案
人造卫星专题练习1．有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，b处于地面附近的近地轨道上正常运动，c是地球同步卫星，d是高空探测卫星，各卫星排列位置如图所示，则有( )A．a的向心加速度等于重力加速度gB．b在相同时间内转过的弧长最长C．c在4小时内转过的圆心角是π/6D．d的运动周期有可能是20小时2．据报道，我国自主研制的“嫦娥二号”卫星在奔月的旅途中，先后完成了一系列高难度的技术动作，在其环月飞行的高度距离月球表面100 km时开始全面工作。
国际上还没有分辨率优于10米的全月球立体图像，而“嫦娥二号”立体相机具有的这种高精度拍摄能力，有助于人们对月球表面了解得更清楚，所探测到的有关月球的数据比环月飞行高度约为200 km的“嫦娥一号”更加翔实。
若两颗卫星环月运行均可视为匀速圆周运动，运行轨道如图所示，则( )A．“嫦娥二号”环月运行的周期比“嫦娥一号”更长B．“嫦娥二号”环月运行的速度比“嫦娥一号”更大C．“嫦娥二号”环月运行时向心加速度比“嫦娥一号”更大D．“嫦娥二号”环月运行时角速度比“嫦娥一号”更小3．一人造地球卫星绕地球做匀速圆周运动，假如该卫星变轨后仍做匀速圆周运动，动能减小为原来的14，不考虑卫星质量的变化，则变轨前后卫星的( )A．向心加速度大小之比为4∶1 B．角速度大小之比为2∶1C．周期之比为1∶8 D．轨道半径之比为1∶24 . 2011年8月，“嫦娥二号”成功进入了环绕“日地拉格朗日点”的轨道，我国成为世界上第三个造访该点的国家。
如图2所示，该拉格朗日点位于太阳和地球连线的延长线上，一飞行器处于该点，在几乎不消耗燃料的情况下与地球同步绕太阳做圆周运动，则此飞行器的( )A．线速度大于地球的线速度 B．向心加速度大于地球的向心加速度C．向心力仅由太阳的引力提供 D．向心力仅由地球的引力提供5．如图所示，飞船从轨道1变轨至轨道2。
若飞船在两轨道上都做匀速圆周运动，不考虑质量变化，相对于在轨道1上，飞船在轨道2上的( )A．动能大 B．向心加速度大C．运行周期长 D．角速度小6、地球赤道上有一物体因地球自转，所受的向心力为F1，向心加速度为a1，线速度为v1，角速度为ω1；绕地球表面附近做圆周运动的人造卫星（高度忽略），所受的向心力为F2，向心加速度为a2，线速度为v2，角速度为ω2；地球的同步卫星所受的向心力为F3，向心加速度为a3，线速度为v3，角速度为ω；地球表面的重力加速度为g，第一宇宙速度为v，假设三者质量相等，则3A．F1＝F2>F3 B．a1＝a2＝g>a3C．v1＝v2＝v>v3 D．ω1＝ω3<ω27、同步卫星A的运行速率为v1，向心加速度为a1，运转周期为T1；放在地球赤道上的物体B随地球自转的线速度为v2，向心加速度为a2，运转周期为T2；在赤道平面上空做匀速圆周运动的近地卫星C的速率为v3，向心加速度为a3，运转周期为T3。
专题 人造卫星 宇宙速度(解析版)--2025高三物理
人造卫星宇宙速度(单选基础练+多选提升练+计算综合练)一、基础练(单选题)1.2021年1月，“天通一号”03星发射成功。
发射过程简化为如图所示：火箭先把卫星送上轨道1(椭圆轨道，P 、Q 是远地点和近地点)后火箭脱离；卫星再变轨，到轨道2(圆轨道)；卫星最后变轨到轨道3(同步圆轨道)。
轨道1、2相切于P 点，轨道2、3相交于M 、N 两点。
忽略卫星质量变化。
以下说法正确的是()A.卫星在三个轨道上的周期T 3=T 2=T 1B.由轨道1变至轨道2，卫星在P 点向前喷气C.卫星在三个轨道上机械能E 3=E 2<E 1D.轨道1在Q 点的线速度大于轨道3的线速度【答案】D【详解】A ．由图可知，轨道2和轨道3的半径相等，且大于轨道1的半长轴，根据开普勒第三定律a 3T 2=k 可知卫星在三个轨道上的周期关系为T 3=T 2>T 1故A 错误；B ．由轨道1变至轨道2，卫星在P 点向后喷气加速，使卫星做离心运动，故B 错误；C ．由轨道1变至轨道2，卫星必须在P 点加速，则E 2>E 1轨道2和轨道3的半径相等，则E 3=E 2因此E 3=E 2>E 1故C 错误；D ．假设卫星在过Q 点的圆轨道上运行的速度为v 1，卫星轨道1在Q 点的线速度为v 1，在轨道3的线速度为v 3。
从过Q 点的圆轨道变轨到轨道1，必须在Q 点加速，则v 1<v 1根据卫星做匀速圆周运动的线速度公式v =GM r可知v 3<v 1因此v 3<v 1<v 1则轨道1在Q 点的线速度大于轨道3的线速度，故D 正确。
故选D 。
2.如图为同一平面内绕地球运行的三颗不同卫星A 、B 、C 的轨道示意图，I 、III 为圆轨道，II 为椭圆轨道，III 的半径与II 的半长轴相等，且III 与II 相交于M 点，I 与II 相切于N 点。
则()A.A 、B 经过N 点时的速度大小相等B.B 、C 绕地球运行的周期相等C.B在椭圆轨道上运行的速度均大于A的速度D.B、C在M点的向心加速度大小相等【答案】B【详解】A．设地球的质量为M，根据a=Fm=G Mr2则，A、B经过N点时的加速度相等，A在N点时做圆周运动，B在N点时做离心运动，所以B的速度大于A的速度，故A错误；B．根据开普勒第三定律可知Ⅲ的半径与Ⅱ的半长轴相等，则B、C绕地球运行的周期相等，故B正确；C．B在椭圆轨道上N点的速度比A在N点的速度大，此后B从N向远地点运动过程中速度变小而A的速度大小不变，因此B的速度并不是一直比A大，故C错误；D．根据a=Fm =G Mr2则B、C在M点加速度大小相同，但是B在M的向心加速度为加速度的一个分量，因此向心加速度大小不相等，故D错误。
第3章 4.人造卫星 宇宙速度 全部知识点Word版含答案
4.人造卫星 宇宙速度1．人造卫星卫星是太空中绕行星运动的物体．将第一颗人造卫星送入围绕地球运行轨道的国家是前苏联．2．宇宙速度1．第一宇宙速度是能使卫星绕地球运行的最小发射速度．(√) 2．第一宇宙速度是人造卫星绕地球运行的最小速度．(×) 3．第二宇宙速度是卫星在椭圆轨道上运行时近地点的速度．(×) 若要发射火星探测器，试问这个探测器应大约以多大的速度从地球上发射？ 【提示】 火星探测器绕火星运动，脱离了地球的束缚，但没有挣脱太阳的束缚，因此它的发射速度应在第二宇宙速度与第三宇宙速度之间，即11.2 km/s ＜v ＜16.7 km/s.发射卫星，要有足够大的速度才行，请思考：图341探讨1：不同星球的第一宇宙速度是否相同？第一宇宙速度的决定因素是什么？【提示】 不同，根据G Mm R ＝m v 2R ，v ＝GMR，第一宇宙速度决定于星球的质量和半径． 探讨2：把卫星发射到更高的轨道上需要的发射速度越大还是越小？ 【提示】 轨道越高，需要的发射速度越大．1．解决天体运动问题的基本思路：一般行星或卫星的运动可看作匀速圆周运动，所需要的向心力都由中心天体对它的万有引力提供，所以研究天体时可建立基本关系式：G Mm R＝ma ，式中a 是向心加速度．2．常用的关系式(1)G Mm r 2＝m v 2r ＝m ω2r ＝m 4π2T2r ，万有引力全部用来提供行星或卫星做圆周运动的向心力．(2)mg ＝G MmR2即gR 2＝GM ，物体在天体表面时受到的引力等于物体的重力．该公式通常被称为黄金代换式．3．四个重要结论：设质量为m 的天体绕另一质量为M 的中心天体做半径为r 的匀速圆周运动．(1)由GMm r 2＝m v 2r得v ＝GMr，r 越大，天体的v 越小． (2)由G Mm r2＝m ω2r 得ω＝GMr 3，r 越大，天体的ω越小． (3)由G Mm r 2＝m ⎝ ⎛⎭⎪⎫2πT 2r 得T ＝2πr 2GM，r 越大，天体的T 越大． (4)由G Mm r2＝ma n 得a n ＝GM r2，r 越大，天体的a n 越小．以上结论可总结为“一定四定，越远越慢”．4．地球同步卫星及特点：地球同步卫星及特点：(1)概念：相对于地面静止且与地球自转具有相同周期的卫星，叫作地球同步卫星．(2)特点：①确定的转动方向：和地球自转方向一致；②确定的周期：和地球自转周期相同，即T＝24 h；③确定的角速度：等于地球自转的角速度；④确定的轨道平面：所有的同步卫星都在赤道的正上方，其轨道平面必须与赤道平面重合；⑤确定的高度：离地面高度固定不变(3.6×104 km)；⑥确定的环绕速率：线速度大小一定(3.1×103 m/s)．1．下面关于同步通信卫星的说法中不正确的是( )A．各国发射的地球同步卫星的高度和速率都是相等的B．同步通信卫星的角速度虽已被确定，但高度和速率可以选择，高度增加，速率增大；高度降低，速率减小，仍同步C．我国发射第一颗人造地球卫星的周期是114 min，比同步通信卫星的周期短，所以第一颗人造卫星离地面的高度比同步通信卫星的低D．同步通信卫星的速率比我国发射的第一颗人造地球卫星的速率小【解析】同步通信卫星的周期与角速度跟地球自转的周期与角速度相同，由ω＝GM r3和h＝r－R知卫星高度确定．由v＝ωr知速率也确定，A正确，B错误；由T＝2πr3GM知第一颗人造地球卫星高度比同步通信卫星的低，C正确；由v＝GMr知同步通信卫星比第一颗人造地球卫星速率小，D正确．故选B.【答案】 B2．关于第一宇宙速度，下列说法中正确的是( )【导学号：22852074】A．第一宇宙速度是人造地球卫星环绕运行的最小速度B．第一宇宙速度是人造地球卫星环绕运行的最大速度C．第一宇宙速度是地球同步卫星环绕运行的速度D．不同行星的第一宇宙速度都是相同的【解析】第一宇宙速度的大小等于靠近地面附近飞行的卫星绕地球公转的线速度．卫星做圆周运动的向心力由地球对它的万有引力提供，由GMmR ＋h2＝mv 2R ＋h可得v ＝GMR ＋h.可见卫星的高度越高，则公转的线速度越小，所以靠近地球表面飞行的卫星(h 的值可忽略)的线速度最大，故选项B 正确；地球同步卫星在地球的高空运行，所以它的线速度小于第一宇宙速度，所以选项C 错误；行星的质量和半径不同，使得行星的第一宇宙速度的值也不相同，所以选项D 错误．【答案】 B3.如图342，若两颗人造卫星a 和b 均绕地球做匀速圆周运动，a 、b 到地心O 的距离分别为r 1、r 2，线速度大小分别为v 1、v 2，则( )【导学号：22852075】图342A.v 1v 2＝ r 2r 1B.v 1v 2＝r 1r 2C.v 1v 2＝⎝ ⎛⎭⎪⎫r 2r 12D.v 1v 2＝⎝ ⎛⎭⎪⎫r 1r22【解析】 对人造卫星，根据万有引力提供向心力GMm r 2＝m v 2r，可得v ＝GMr.所以对于a 、b 两颗人造卫星有v 1v 2＝r 2r 1，故选项A 正确． 【答案】 A4．探测器绕月球做匀速圆周运动，变轨后在周期较小的轨道上仍做匀速圆周运动，则变轨后与变轨前相比( )A ．轨道半径变小B ．向心加速度变小C ．线速度变小D ．角速度变小【解析】 探测器做匀速圆周运动，由万有引力提供向心力，则：G Mm r 2＝m 4π2T2r ，整理得T ＝2πr 3GM ，可知周期T 较小的轨道，其半径r 也小，A 正确；由G Mm r 2＝ma n ＝m v 2r ＝m ω2r ，整理得：a n ＝G M r2，v ＝G Mr，ω＝GMr 3，可知半径变小，向心加速度变大，线速度变大，角速度变大，故B 、C 、D 错误．【答案】 A5．如图343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( )图343A ．甲的向心加速度比乙的小B ．甲的运行周期比乙的小C ．甲的角速度比乙的大D ．甲的线速度比乙的大 【解析】 根据G Mm r 2＝ma 得a ＝GM r 2.故甲卫星的向心加速度小，选项A 正确；根据G Mmr2＝m ⎝ ⎛⎭⎪⎫2πT 2r ，得T ＝2πr 3GM ，故甲的运行周期大，选项B 错误；根据G Mm r2＝m ω2r ，得ω＝GMr 3，故甲运行的角速度小，选项C 错误；根据G Mm r 2＝mv 2r，得v ＝GMr，故甲运行的线速度小，选项D 错误．【答案】 A6．研究表明，地球自转在逐渐变慢，3亿年前地球自转的周期约为22小时．假设这种趋势会持续下去，地球的其他条件都不变，未来人类发射的地球同步卫星与现在的相比( )A ．距地面的高度变大B ．向心加速度变大C ．线速度变大D ．角速度变大【解析】 地球的自转周期变大，则地球同步卫星的公转周期变大．由GMmR ＋h2＝m4π2T 2(R ＋h )，得h ＝3GMT 24π2－R ，T 变大，h 变大，A 正确．由GMm r 2＝ma ，得a ＝GMr2，r 增大，a 减小，B 错误．由GMm r 2＝mv 2r ，得v ＝GM r ，r 增大，v 减小，C 错误．由ω＝2πT可知，角速度减小，D 错误．【答案】 A天体运动问题解答技巧(1)比较围绕同一个中心天体做匀速圆周运动的行星或卫星的v 、ω、T 、a n 等物理量的大小时，可考虑口诀“越远越慢”(v 、ω、T )、“越远越小”(a n )．(2)涉及绕同一个中心天体做匀速圆周运动的行星或卫星的计算问题时，若已知量或待求量中涉及重力加速度g ，则应考虑黄金代换式gR 2＝GM ⎝⎛⎭⎪⎫mg ＝G Mm R2的应用．(3)若已知量或待求量中涉及v 或ω或T ，则应考虑从G Mm r 2＝m v 2r ＝m ω2r ＝m 4π2T2r 中选择相应公式应用．1．经典力学的成就与局限性 2．了解相对论(选学) 3．初识量子论(选学)1．经典力学的成就英国物理学家牛顿在《自然哲学的数学原理》中建立了一个完整的力学理论体系．他的理论只用几个基本的概念和原理，不但可以解决人们日常看到的种种物体的运动问题，也可以说明天体运动规律．经典力学的思想方法的影响远远超出了物理学与天文学的研究领域，对其他自然科学、社会科学领域都产生了巨大影响．2．经典力学的局限性(1)经典力学是从日常的机械运动中总结出来的，超出宏观的、日常生活经验的领域常常就不适用了．(2)绝对时空观：把时间、空间、物质及其运动之间的联系割裂开来，不能解释高速运动领域的许多现象．(3)经典力学认为一切自然现象都服从、遵守力学原理，严格按力学规律发生、演化，并且变化是连续的，这种观点与微观世界的很多现象都不相符．3．经典力学的适用范围(1)只适用于低速运动，不适用于高速运动．(2)只适用于宏观物体的运动，不适用于微观粒子的运动．(3)只适用于弱引力环境，不适用于强引力环境．1．经典力学的基础是牛顿运动定律．(√)2．经典力学中时间、空间与物质及其运动完全无关．(√)3．经典力学可以研究质子、中子等微观粒子的运动规律．(×)洲际导弹的速度可达6 000 m/s，此速度属于低速还是高速？【提示】属于低速.6 000 m/s远小于光速，因此属于低速．地球绕太阳公转的速度是3×104m/s；设在美国伊利诺伊州费米实验室的圆形粒子加速器可以把电子加速到0.999 999 999 987 倍光速的速度．请思考：图511探讨：地球的公转和电子的运动情况都能用经典力学(牛顿力学)来研究吗？【提示】地球的公转属于宏观、低速运动，能用经典力学来研究；而电子的运动属于微观、高速运动，经典力学就不能适用了．1．以牛顿运动定律为基础的经典力学的成就(1)牛顿运动三定律和万有引力定律把天体的运动与地上物体的运动统一起来，是人类对自然界认识的第一次大综合，是人类认识史上的一次重大飞跃．(2)经典力学和以经典力学为基础发展起来的天体力学、材料力学和结构力学等得到了广泛的应用，并取得了巨大的成就．(3)18世纪60年代，力学和热力学的发展及其与生产的结合，使机器和蒸汽机得到改进和推广，引发了第一次工业革命．(4)由牛顿力学定律导出的动量守恒定律、机械能守恒定律等，是航空航天技术的理论基础．火箭、人造地球卫星、航天飞机、宇宙飞船、行星探测器等航天器的发射，都是牛顿力学规律的应用范例．2．经典力学的局限性(1)经典力学的绝对时空观，割裂了时间、空间、物质及其运动之间的联系，不能解释高速运动领域的许多客观现象．(2)经典力学的运动观，从自然观角度来说，给出的是一幅机械运动的图景，不能解释微观世界丰富多彩的现象．3．经典力学的适用范围相对论和量子力学的出现，使人们认识到经典力学的适用范围：只适用于低速运动，不适用于高速运动；只适用于宏观世界，不适用于微观世界．1．经典力学不能适用于下列哪些运动( )A．火箭的发射B．宇宙飞船绕地球的运动C．“勇气号”宇宙探测器在火星着陆D．微观粒子的波动性【解析】经典力学适用于宏观物体的低速运动，故经典力学对A、B、C都能适用，对D不适用．【答案】 D2．经典力学只适用于“宏观世界”，这里的“宏观世界”是指( )A．行星、恒星、星系等巨大的物质领域B．地球表面上的物质世界C．人眼能看到的物质世界D．不涉及分子、原子、电子等微观粒子的物质世界【解析】前三个选项说的当然都属于“宏观世界”，但都很片面，没有全面描述，本题应选D.【答案】 D3.(多选)20世纪以来，人们发现了一些新的事实，而经典力学却无法解释．经典力学只适用于解决物体的低速运动问题，不能用来处理高速运动问题；只适用于宏观物体，一般不适用于微观粒子．这说明( )A．随着认识的发展，经典力学已成了过时的理论B．人们对客观事物的具体认识，在广度上是有局限性的C．不同领域的事物各有其本质与规律D．人们应当不断地扩展认识，在更广阔的领域内掌握不同事物的本质与规律【解析】人们对客观世界的认识，要受到他所处的时代的客观条件和科学水平的制约，所以形成的看法也都具有一定的局限性，人们只有不断地扩展自己的认识，才能掌握更广阔领域内的不同事物的本质与规律；新的科学的诞生，并不意味着对原来科学的全盘否定，只能认为过去的科学是新的科学在一定条件下的特殊情形．所以A错，B、C、D对．【答案】BCD科学是不断发展和完善的一切科学的发展都是人们主动认识世界的过程，而每个人的研究又都是建立在前人的基础上，通过自己的努力去发展和提高．科学的成就总是在某些条件下的局部形成，在新的科学成就形成后，它将被包括在其中．爱因斯坦的相对论并没有否定牛顿力学的理论，而是把它看成是在一定条件下的特殊情形．1．狭义相对论爱因斯坦针对经典力学的运动规律在处理微观高速时所遇到的困难，创立了狭义相对论．狭义相对论的主要效应有：(1)长度收缩：在观测运动的物体时，物体沿运动方向上的长度会收缩．(2)时钟变慢：在观测运动的时钟时，时钟显示的时间变慢．(3)质量变化：物体的质量随速度的增大而增大．(4)质能关系：物体的质量和能量之间存在着相互联系的关系，关系式为：E＝mc2.(5)速度上限：任何物体的速度都不能超过光速．一般情况下，由于物体的速度v≪c，相对论效应消失，其结果还原为经典力学．因此认为经典力学是相对论力学在低速情况下的近似．2．广义相对论(1)爱因斯坦于1916年创立了广义相对论．根据该理论推得一些结果，例：(a)当光线通过强引力场时，光线会发生偏折，即时空会发生“弯曲”．(b)引力场存在引力波．(2)广义相对论把数学与物理学紧密地联系在了一起．3．量子论的基本内容(1)量子假设最早是在1900年由德国物理学家普朗克提出来的．(2)量子论认为，微观世界的某些物理量不能连续变化，而只能取某些分立值，相邻两分立值之差称为该物理量的一个量子．(3)微观粒子有时显示出波动性，有时又显示出粒子性，这种在不同条件下分别表现出经典力学中的波动性和粒子性的性质称为波粒二象性，在粒子的质量或能量越大时，波动性变得越不显著，所以我们日常所见的宏观物体，实际上可以看做只具有粒子性．(4)由于微观粒子运动的特殊规律性，使一个微观粒子的某些物理量不可能(填“不可能”或“一定”)同时具有确定的数值．例如粒子的位置和动量，其中的一个量愈确定，另一个量就愈不确定，粒子的运动不遵守确定性规律而遵守统计规律．1．物体高速运动时，沿运动方向上的长度会变短．(√)2．质量是物体的固有属性，任何时候都不会变．(×)3．对于高速运动的物体，它的质量随着速度的增加而变大．(√)如果你使一个物体加速、加速、再加速，它的速度会增加到等于光速甚至大于光速吗？【提示】不能．因为物体的质量随速度的增大而增大，假若物体的速度趋近于光速，这时物体的质量会趋近于无穷大，故不可能把物体的速度增大到等于光速，当然更不可能大于光速，因为光速是速度的最大值．探讨：在狭义相对论中，长度收缩是不是指物体的长度变短了？时钟变慢是不是指时钟走得慢了？【提示】 不是．长度收缩和时钟变慢是由于时空条件不同而引起的观测效应，不是物体的长度真的变短或时钟真的变慢了．1．尺缩效应运动长度l 会收缩，l ＝l 01－v 2c2，l 为沿运动方向观测到的物体长度，l 0为物体静止时观测到的长度，在垂直于运动方向上，物体的长度没有变化．2．钟慢效应 运动时钟会变慢，τ＝τ1－v 2c2，即运动时钟显示的时间τ比静止的时钟显示的时间τ延缓了，而时钟的结构并没有改变． 3．质速关系物体的质量m 随速度v 的增大而变大，m ＝m 01－v 2c2，m 0为静止时的质量，m 为运动时的质量．4．质能关系质量m 和能量E 之间存在着一个相互联系的关系式：E ＝mc 2，式中c 为光速．5．任何物体的速度不能超过光速．6．当v ≪c 时，相对论效应消失，其结果还原为经典力学，因此经典力学是相对论力学在低速情况下的近似．4．假设地面上有一列火车以接近光速的速度运行，其内站立着一个中等身材的人，站在路旁的人观察车里的人，观察的结果是( )【导学号：22852123】A ．这个人是一个矮胖子B ．这个人是一个瘦高个子C ．这个人矮但不胖D ．这个人瘦但不高 【解析】 由公式l ＝l 01－v 2c2可知，在运动方向上，人的宽度要减小，在垂直于运动方向上，人的高度不变．【答案】 D5．A 、B 两火箭沿同一方向高速飞过地面上的某处，v A ＞v B .在火箭A 上的人观察到的结果正确的是( )A ．火箭A 上的时钟走得最快B ．地面上的时钟走得最快C ．火箭B 上的时钟走得最快D ．火箭B 上的时钟走得最慢【解析】 在火箭A 看来，地面和火箭B 都高速远离自已，由t ＝t 01－⎝ ⎛⎭⎪⎫v c 2知，在火箭A 上的人观察到的结果是地面和火箭B 的时钟都变慢了，且vA ＞v B ，故地面的时钟最慢，因此A 正确，B 、C 、D 错误．【答案】 A6．把电子从v 1＝0.9c 加速到v 2＝0.97c 时电子的质量增加多少？(已知电子静止质量m 0＝9.1×10－31 kg)【解析】 电子速度为v 1时电子质量为m 1＝m 01－v 1c2＝m 01－0.92电子速度为v 2时电子质量为m 2＝m 01－v 2c2＝m 01－0.972电子质量增量为Δm ＝m 2－m 1＝1.66×10－30kg.【答案】 1.66×10－30kg时间延缓效应和长度收缩效应的应用方法1．(1)“钟慢效应”或“动钟变慢”是在两个不同惯性系中进行时间比较的一种效应，不要认为是时钟的结构或精度因运动而发生了变化，而是在不同参考系中对时间的观测效应．(2)运动时钟变慢完全是相对的，在两个惯性参考系中的观测者都将发现对方的钟变慢了．2．(1)长度收缩效应是狭义相对论时空观的一种体现，即在不同惯性系中的观测者对同一物体的同一个空间广延性进行观测，测得的结果不同．(2)这种沿着运动方向的长度的变化是相对的；另外垂直于速度方向的长度不变．。
高一物理人造卫星与飞船试题答案及解析
高一物理人造卫星与飞船试题答案及解析1.对于地球同步卫星的认识，正确的是（）A．它们只能在赤道的正上方，它们的轨道半径可以不同，卫星的加速度为零B．它们运行的角速度与地球自转角速度相同，相对地球静止,且处于平衡状态C．它们的轨道半径都相同且一定在赤道的正上方，运行速度小于第一宇宙速度D．它们可在我国北京上空运行，故用于我国的电视广播【答案】 C【解析】试题分析:它若在除赤道所在平面外的任意点，假设实现了“同步”，那它的运动轨道所在平面与受到地球的引力就不在一个平面上，这是不可能的．因为同步卫星要和地球自转同步，即ω相同，根据，因为ω一定，所以 r 必须确定，故A、D错误；同步卫星做圆周运动，所以不是处于平衡状态，故B错误；根据万有引力提供向心力，，得．第一宇宙速度是近地卫星的环绕速度，也是最大的圆周运动的环绕速度．而同步卫星的轨道半径要大于近地卫星的轨道半径，根据v的表达式可以发现，同步卫星运行的线速度一定小于第一宇宙速度．故C正确．【考点】万有引力定律应用2.我国在2007年成功发射一颗绕月球飞行的卫星，计划在2012年前后发射一颗月球软着陆器，在2017年前后发射一颗返回式月球软着陆器，进行首次月球样品自动取样并安全返回地球．设想着陆器完成了对月球表面的考察任务后，由月球表面回到围绕月球做圆周运动的轨道舱，其过程如图3－4－7所示．设轨道舱的质量为m，月球表面的重力加速度为g，月球的半径为R，轨道舱到月球中心的距离为r，引力常量为G，则试求：(1)月球的质量；(2)轨道舱的速度大小和周期．【答案】(1)(2)R【解析】(1)设月球质量为M，轨道舱绕月球表面做圆周运动时有G＝mg ①所以M＝(2)轨道舱距月球中心为r，绕月球做圆周运动，设周期为T，速度为v，G＝m②由①②，得v＝R，由T＝得T＝.3.一宇宙飞船绕地心做半径为r的匀速圆周运动，飞船舱内有一质量为m的人站在可称体重的台秤上．用R表示地球的半径，g表示地球表面处的重力加速度，g′表示宇宙飞船所在处的地球引力加速度，N表示人对台秤的压力，这些说法中，正确的是()．A．g′＝0B．g′＝gC．N＝0D．N＝m g【答案】BC【解析】在地球表面处＝mg，即GM＝gR2，在宇宙飞船内：＝mg′，g′＝＝，B正确，宇宙飞船绕地心做匀速圆周运动时，其内物体处于完全失重状态，故N＝0，C正确．4.如图所示,a、b、c是地球大气层外圆形轨道上运行的三颗人造地球卫星,a、b质量相同,且小于c的质量,则（）A．b所需向心力最大B．b、c周期相等,且小于a的周期C．b、c向心加速度相等,且小于a的向心加速度D．b、c的线速度大小相等,且小于a的线速度【答案】CD【解析】人造地球卫星做圆周运动的向心力由万有引力提供，根据，可知c所需的向心力大于b所需的向心力．故A错误．根据公式，可得,bc的周期相等，大于a的周期，B错误；根据公式可得，半径越大，向心加速度越小，b、c向心加速度相等,且小于a的向心加速度，故C正确，根据公式可得，半径越大，线速度越小，故b、c的线速度大小相等,且小于a的线速度，D正确，故选CD【考点】人造卫星的加速度、周期和轨道的关系．点评：解决本题的关键掌握万有引力提供向心力5.据报道，我国自主研制的“嫦娥二号”卫星在其环月飞行的高度距离月球表面100km时开始全面工作。
2022-2023学年教科版(2019)必修第二册 3-4人造卫星宇宙 课时作业(含答案)
2022-2023学年教科版（2019）必修第二册3.4人造卫星宇宙课时作业（含答案）一、单选题1. 北京时间2022年6月5日10时44分，由陈冬、刘洋和蔡旭哲3名航天员搭乘的神舟十四号载人飞船在酒泉卫星发射中心成功发射，6月5日17时42分，成功对接于天和核心舱径向端口，整个对接过程历时约7小时。
假设飞船的某段运动可近似为如图所示的情境，圆形轨道Ⅰ为空间站运行轨道，其离地高度约为400km，地球半径是6400km。
下列说法正确的是（）A．载人飞船在轨道Ⅰ上的周期大于24hB．载人飞船在轨道Ⅰ上机械能大于在轨道Ⅱ上的机械能C．载人飞船在轨道Ⅰ上运行速率在7.9km/s到11.2km/s之间D．载人飞船在轨道Ⅰ上的向心加速度小于地球赤道上物体随地球自转的向心加速度2. 一宇航员到达半径为R、密度均匀的某星球表面，做如下实验：用不可伸长的轻绳拴一质量为m的小球，上端固定在O点，如图甲所示，在最低点给小球某一初速度，使其绕O点在竖直面内做圆周运动，测得绳的拉力F大小随时间t的变化规律如图乙所示。
设R、m、引力常量G以及1F和2F为已知量，忽略各种阻力。
以下说法正确的是（）A．小球在最高点的速度为零B ．该星球表面的重力加速度为124F F m- C ．卫星绕该星球的第一宇宙速度为126F F R m+ D ．该星球的密度为128F F GmR π- 3. 嫦娥五号取壤返回地球，完成了中国航天史上的一次壮举。
如图所示为嫦娥五号着陆地球前部分轨道的简化示意图，其中Ⅰ是月地转移轨道，在P 点由轨道Ⅰ变为绕地椭圆轨道Ⅱ，在近地点Q 再变为绕地椭圆轨道Ⅲ。
下列说法正确的是（ ）A ．在轨道Ⅱ运行时，嫦娥五号在Q 点的速度小于在P 点的速度B ．嫦娥五号在轨道Ⅱ上运行的周期比在轨道Ⅲ上运行的周期长C ．嫦娥五号由轨道Ⅱ变轨到轨道Ⅲ时，应在Q 点加速D ．嫦娥五号分别沿轨道Ⅱ和轨道Ⅲ运行时，经过Q 点的向心加速度大小不相等 4. 中国航空领域发展迅猛，2022年2月27日，中国航天人又创造奇迹，长征八号遥二运载火箭搭载22颗卫星从海南文昌航天发射场挟烈焰一飞冲天，创造了我国“一箭多星”单次发射卫星数量最多的纪录，如图所示。
五年高考真题精编——专题13 人造卫星
专题13 人造卫星1、（2011福建卷）“嫦娥二号”是我国月球探测第二期工程的先导星．若测得“嫦娥二号”在月球（可视为密度均匀的球体）表面附近圆形轨道运行的周期T ，已知引力常数G ，半径为R 的球体体积公式343V R π=，则可估算月球的（ ）A ．密度B ．质量C ．半径D ．自转周期 【答案】A2、（2011全国卷）我国“嫦娥一号”探月卫星发射后，先在“24小时轨道”上绕地球运行（即绕地球一圈需要24小时)；然后，经过两次变轨依次到达“48小时轨道”和“72小时轨道”；最后奔向月球。
如果按圆形轨道计算，并忽略卫星质量的变化，则在每次变轨完成后与变轨前相比， A ．卫星动能增大，引力势能减小 B ．卫星动能增大，引力势能增大 C ．卫星动能减小，引力势能减小 D ．卫星动能减小，引力势能增大 【答案】D3、（2011天津卷）（多选题）质量为m 的探月航天器在接近月球表面的轨道上飞行，其运动视为匀速圆周运动。
已知月球质量为M ，月球半径为R ，月球表面重力加速度为g ，引力常量为G ，不考虑月球自转的影响，则航天器的 A ．线速度GMv RB ．角速度gR ω=C ．运行周期2RT g=D ．向心加速度2GM a R = 【答案】AC4、（2012安徽卷）我国发身的“天宫一号”和“神州八号”在对接前，“天宫一号”的运行轨道高度为350km，“神州八号”的运行轨道高度为343km.它们的运行轨道均视为圆周，则A．“天宫一号”比“神州八号”速度大B．“天宫一号”比“神州八号”周期长C．“天宫一号”比“神州八号”角速度大D．“天宫一号”比“神州八号”加速度大【答案】B5、（2012广东卷）（多选题）如图6所示，飞船从轨道1变轨至轨道2。
若飞船在两轨道上都做匀速圆周运动，不考虑质量变化，相对于在轨道1上，飞船在轨道2上的A．动能大B．向心加速度大C．运行周期长D．角速度小【答案】CD6、（2012江苏卷）（多选题）2011 年8 月，“嫦娥二号冶成功进入了环绕“日地拉格朗日点冶的轨道，我国成为世界上第三个造访该点的国家. 如图所示，该拉格朗日点位于太阳和地球连线的延长线上，一飞行器处于该点，在几乎不消耗燃料的情况下与地球同步绕太阳做圆周运动，则此飞行器的(A) 线速度大于地球的线速度 (B) 向心加速度大于地球的向心加速度 (C) 向心力仅由太阳的引力提供 (D) 向心力仅由地球的引力提供 【答案】AB7、（2012·山东理综）2011年11月3日，“神州八号”飞船与“天宫一号”目标飞行器成功实施了首次交会对接。
高一物理人造卫星与飞船试题答案及解析
高一物理人造卫星与飞船试题答案及解析1.如图所示a、b、c是在地球大气层外圆形轨道上运动的3颗卫星，下列说法正确的是（）A．b、c的线速度大小相等，且小于a的线速度；B．b、c的向心加速度大小相等，且大于a的向心加速度；C．c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；D．a卫星的周期小于b、c的周期【答案】 AD【解析】试题分析: 卫星绕地球做圆周运动，靠万有引力提供向心力，，由，根据题意ra ＜rb=rc，所以b、c的线速度大小相等，小于a的线速度，故A正确；由根据题意ra ＜rb=rc，所以b、c的加速度大小相等，且小于a的加速度，故B错误；c加速，万有引力不够提供向心力，做离心运动，离开原轨道，b 减速，万有引力大于所需向心力，卫星做近心运动，离开原轨道，所以不会与同轨道上的卫星相遇．故C错误；由，根据题意ra ＜rb=rc，a卫星的周期小于b,c的周期，故D正确。
【考点】万有引力定律及其应用2.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 ( )．A．a的向心加速度等于重力加速度gB．d的运动周期有可能是20小时C．D．【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=ω2r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。
【考点】人造卫星的加速度、周期和轨道的关系3.如图中的圆a、b、c，其圆心均在地球的自转轴线上，对环绕地球做匀速圆周运动的卫星而言()．A．卫星的轨道可能为aB．卫星的轨道可能为bC．卫星的轨道可能为cD．同步卫星的轨道只可能为b【答案】BCD【解析】在a轨道上的卫星，万有引力的一个分力提供向心力，另一个分力使轨道向赤道移动，该轨道是不稳定的，在b、c轨道上的卫星，万有引力提供向心力，同步卫星只能是赤道卫星，所以B、C、D正确．4.两颗人造地球卫星，质量之比m1:m2＝1:2，轨道半径之比R1:R2＝3:1，下面有关数据之比正确的是A．周期之比T1:T2＝3:1B．线速度之比v1:v2＝1:C．向心力之比为F1:F2＝1:9D．向心加速度之比a1:a2＝1:9【答案】BD【解析】根据万有引力提供向心力，解得a= ,v= ，T=.可知周期之比T1：T2=，线速度之比v1：v2=1:。
人造卫星选择专题练习有答案
人造卫星选择题专题练习1．如图，地球赤道上山丘e ，近地资源卫星p 和同步通信卫星q 均在赤道平面上绕地球做匀速圆周运动。
设e 、p 、q 的圆周运动速率分别为v 1、v 2、v 3，向心加速度分别为a 1、a 2、a 3，则A ．v 1>v 2>v 3B ．v 1<v 2<v 3C ．a 1>a 2>a 3D ．a 1<a 3<a 22．据报道，“嫦娥一号”和“嫦娥二号”绕月飞行器的圆形工作轨道距月球表面分别约为200km 和100km ，运行速率分别为v 1和v 2。
那么，v 1和v 2的比值为（月球半径取1700km ）A ．1819B ．1819C ．1918D ．1918 3．2009年2月11日，俄罗斯的“宇宙—2251”卫星和美国“铱—33”卫星在西伯利亚上空约805km 处发生碰撞。
这是历史上首次发生的完整在轨卫星碰撞事件。
碰撞过程中产生的大量碎片可能会影响太空环境。
假定有甲、乙两块碎片，绕地球运动的轨道都是圆，甲的运行速率比乙的大，则下列说法中正确的是( )A ．甲的运行周期一定比乙的长B ．甲距地面的高度一定比乙的高C ．甲的向心力一定比乙的小D ．甲的加速度一定比乙的大4．近地人造卫星1和2绕地球做匀速圆周运动的周期分别为T 1和T 2。
设在卫星l 、卫星2各自所在的高度上的重力加速度大小分别为g 1、g 2，则A ．B ．C ．D ． 5. 地球绕太阳的运动可视为匀速圆周运动,太阳对地球的万有引力提供地球绕太阳做圆周运动所需要的向心力,由于太阳内部的核反应而使太阳发光,在这个过程中,太阳的质量在不断减小.根据这一事实可以推知,在若干年后,地球绕太阳的运动情况与现在相比( )A.运动半径变大B.运动周期变大C.运动速率变大D.运动角速度变大6．我国成功实施了“神舟”七号载入航天飞行并实现了航天员首次出舱。
飞船先沿椭圆轨道飞行，后在远地点343千米处点火加速，由椭圆轨道变成高度为343千米的圆轨道，在此圆轨道上飞船运行周期约为90分钟。
【物理】人造卫星和宇宙飞船专题习题
人造卫星和宇宙飞船专题习题一、选择题（下列各题中有的题只有一个正确答案，有的题有几个正确答案，选出全部正确答案）1．一颗人造地球卫星在地面附近绕地球做匀速圆周运动的速率为v ，角速度为ω，加速度为g ，周期为T. 另一颗人造地球卫星在离地面高度为地球半径的轨道上做匀速圆周运动， 则（ ）A ．它的速率为2v B ．它的加速度为4gC ．它的运动周期为T 2D ．它的角速度也为ω2．关于人造地球卫星与宇宙飞船，下列说法中正确的是（ ）A ．如果知道人造地球卫星的轨道半径和它的周期，再利用万有引力恒量，就可算出地球质量B ．两颗人造地球卫星，只要他们的绕行速率相等，不管它们的质量，形状差别有多大,它们的绕行半径和绕行周期就一定是相同的C ．原来在同一轨道上沿着同一方向绕行的人造卫星一前一后，若要后一卫星追上前一卫星并发生碰撞，只要将后者速率增大一些即可D ．一只绕行火星飞行的宇宙飞船，宇航员从舱内慢慢走出，并离开飞船，飞船因质量减少所受万有引力减少故飞行速度减少3．如图所示，a 、b 、c 是在地球大气层外的圆形轨道上运行的三颗人造卫星，下列说法中正确的是（ ）A ．b 、c 的线速度大小相等，且大于a 的线速度B ．b 、c 的向心加速度大小相等，且小于a 的向心加速度C ．b 、c 的运行周期相同，且小于a 的运行周期D ．由于某种原因，a 的轨道半径缓慢减小，a 的线速度将变大4．“神州五号”载人航天飞船的成功发射，圆了中华民族几千年的飞天梦想，飞船在起飞阶段，宇航员的血液处于超重状态，严重时会产生“黑视”，为使宇航员适应这种情况， 需要进行艰苦训练。
训练时，宇航员的座舱在竖直面内做匀速圆周运动，其向心加速度 可达2/60s m a ，那么座舱运动至竖直面的最低位置时，宇航员受到的支持力约为体 重的（g 取10m/s 2）（ ）A ．5倍B ．6倍C ．7倍D ．8倍二、填空题5．假设火星和地球都是球体，火星的质量M 火和地球的质量M 地之比为p ，火星的半径R 火和地球的半径R地之比为q ，那么，火星表面与地球表面的重力加速度之比g火/g地= ，火星表面的第一宇宙速度与地球表面的第一宇宙速度之比V 火/V地= 。
冀人版六年级科学下册15 人造地球卫星 同步试题(word版有答案)
15 人造地球卫星一、填空1.( )是发射数量最多、用途最广、发展最快的航天器。
2.我国自1970 年4 月24 日成功发射第一颗人造卫星“( )”,到目前已经有( )颗国产卫星上天遨游。
3.在太空各种轨道上运行的人造卫星,具有( )、( )、( )、( )、( )、( )和( )等多种用途,为推动社会进步和经济建设发挥着重要作用。
4.2018年1月9日,我国在太原卫星发射中心成功发射“( )”03、04星,这两颗卫星就像是飞在太空中的相机,可以同时完成拍照、数据传输两项工作。
5.有一种卫星叫( )。
我们从地面上看,它好像静止在空中不动。
6.影响人造卫星围绕地球运动的因素有( )、( )和( )。
二、选择。
1.1957 年10月4日,( )发射了人类历史上第一颗人造卫星。
A.前苏联B.中国C.美国D.英国2.1970年4月24日,我国成功发射了第一颗人造卫星“( )”。
A.神舟一号B.天宫一号C嫦娥一号D.东方红一号3.同步卫星就是卫星的运动速度与地球的自转速度( ),约( )小时旋转一周。
A.相同B.不同C.12D.244.我们在家里能看到精彩的电视节目,它是通过( )传送过来的。
A.宇宙探测器B.人造卫星C.航天飞行器D.互联网5.人造地球卫星飞行的动力是( )。
A.燃烧燃料B.地球引力C太空中的风力D.太阳能三、判断。
1.我们可以通过网络、科技杂志或新闻报道等途径搜集人造卫星的资料。
( )2.人造卫星绕地球的飞行不会落下米,是因为地球引力的存在。
( )3.地球同步卫星在太空中是静止不动的。
( )4.目前为止,我国已经发射了上百颗国产人造卫星。
( )5.人造卫星绕地球飞行与地球引力和运转速度、本身的质量有关。
( )四、习题解答1.人造地球卫星是什么?有什么用途?2.按照用途给人造卫星分类,并记录下来。
五、实验与探究(一)实验名称:模拟人造卫星的飞行实验材料:棉线、乒乓球实验步骤:(1)在乒乓球上扎一个小孔。
(完整版)人造卫星变轨问题
人造卫星变轨问题一、人造卫星基本原理绕地球做匀速圆周运动的人造卫星所需向心力由万有引力提供。
轨道半径r 确定后，与之对应的卫星线速度r GM v =、周期GMr T 32π=、向心加速度2r GM a =也都是确定的。
如果卫星的质量也确定，一旦卫星发生变轨，即轨道半径r 发生变化，上述物理量都将随之变化。
同理，只要上述物理量之一发生变化，另外几个也必将随之变化。
在高中物理中，会涉及到人造卫星的两种变轨问题。
二、渐变由于某个因素的影响使卫星的轨道半径发生缓慢的变化（逐渐增大或逐渐减小），由于半径变化缓慢，卫星每一周的运动仍可以看做是匀速圆周运动。
解决此类问题，首先要判断这种变轨是离心还是向心，即轨道半径是增大还是减小，然后再判断卫星的其他相关物理量如何变化。
如：人造卫星绕地球做匀速圆周运动，无论轨道多高，都会受到稀薄大气的阻力作用。
如果不及时进行轨道维持（即通过启动星上小型火箭，将化学能转化为机械能，保持卫星应具有的速度），卫星就会自动变轨，偏离原来的圆周轨道，从而引起各个物理量的变化。
由于这种变轨的起因是阻力，阻力对卫星做负功，使卫星速度减小，所需要的向心力r mv 2减小了，而万有引力大小2r GMm 没有变，因此卫星将做向心运动，即半径r 将减小。
由㈠中结论可知：卫星线速度v 将增大，周期T 将减小，向心加速度a 将增大。
三、突变由于技术上的需要，有时要在适当的位置短时间启动飞行器上的发动机，使飞行器轨道发生突变，使其到达预定的目标。
如：发射同步卫星时，通常先将卫星发送到近地轨道Ⅰ，使其绕地球做匀速圆周运动，速率为v 1，第一次在P 点点火加速，在短时间内将速率由v 1增加到v 2，使卫星进入椭圆形的转移轨道Ⅱ；卫星运行到远地点Q 时的速率为v 3，此时进行第二次点火加速，在短时间内将速率由v 3增加到v 4，使卫星进入同步轨道Ⅲ，绕地球做匀速圆周运动。
第一次加速：卫星需要的向心力r mv 2增大了，但万有引力2rGMm 没变，因此卫星将开始做离心运动，进入椭圆形的转移轨道Ⅱ。
高三物理人造卫星专题练习题
高三物理人造卫星专题练习题高三物理人造卫星专题练习题(含答案)一、选择题1.下列关于地球同步卫星的说法中正确的是()A.为避免通讯卫星在轨道上相撞，应使它们运行在不同的轨道上B.通讯卫星定点在地球赤道上空某处，所有通讯卫星的周期都是24 hC.不同国家发射通讯卫星的地点不同，这些卫星的轨道不一定在同一平面上D.不同通讯卫星运行的线速度大小是相同的，加速度的大小也是相同的2.探测器绕月球做匀速圆周运动，变轨后在周期较小的轨道上仍做匀速圆周运动，则变轨后与变轨前相比()A.轨道半径变小B.向心加速度变小C.线速度变小D.角速度变小3.关于人造地球卫星及其中物体的超重、失重问题，下面说法中正确的是()A.在发射过程中向上加速时产生超重现象B.在降落过程中向下减速时产生超重现象C.进入轨道时做匀速圆周运动，产生失重现象D.失重是由于地球对卫星内物体的作用力减小而引起的4.假设地球的质量不变，而地球的半径增大到原来的2倍.那么从地球发射人造卫星的第一宇宙速度的大小应为原来的()A.倍B.倍C.倍D.2倍5.1970年4月24日，我国自行设计、制造的第一颗人造卫星“东方红一号”发射成功，开创了我国航天事业的新纪元.“东方红一号”的运行轨道为椭圆轨道，其近地点M和远地点N的高度分别为439 km和2 384 km，则() 图1A.卫星在M点的势能大于N点的势能B.卫星在M点的角速度大于N点的角速度C.卫星在M点的加速度大于N点的加速度D.卫星在N点的速度大于7.9 km/s6.2009年5月，航天飞机在完成对哈勃空间望远镜的维修任务后，在A点从圆形轨道Ⅰ进入椭圆轨道Ⅱ，B为轨道Ⅱ上的一点，如图2所示.关于航天飞机的运动，下列说法中正确的有()图2A.在轨道Ⅱ上经过A的速度小于经过B的速度B.在轨道Ⅱ上经过A的动能小于在轨道Ⅰ上经过A的动能C.在轨道Ⅱ上运动的周期小于在轨道Ⅰ上运动的周期D.在轨道Ⅱ上经过A的加速度小于在轨道Ⅰ上经过A的加速度7.已知地球同步卫星离地面的高度约为地球半径的6倍.若某行星的平均密度为地球平均密度的一半，它的同步卫星距其表面的高度是其半径的2.5倍，则该行星的自转周期约为()A.6小时B.12小时C.24小时D.36小时二、非选择题8.金星的半径是地球半径的0.95倍，质量为地球质量的0.82倍.g取10 m/s2，问：(1)金星表面的自由落体加速度是多大?(2)金星的第一宇宙速度是多大?高三物理人造卫星专题练习题答案：1.BD2.A[由G=m知T=2π，变轨后T减小，则r 减小，故选项A正确；由G=ma，知r减小，a变大，故选项B错误；由G=m知v=，r减小，v变大，故选项C错误；由ω=知T减小，ω变大，故选项D错误.]3.ABC[超重、失重是一种表象，是从重力和弹力的大小关系而定义的.当向上加速时超重，向下减速(a方向向上)也超重，故A、B正确.卫星做匀速圆周运动时，万有引力完全提供向心力，卫星及卫星内的物体皆处于完全失重状态，故C正确.失重的原因是重力(或万有引力)使物体产生了加速度，D错.]4.B[因第一宇宙速度即为地球的近地卫星的线速度，此时卫星的轨道半径近似的认为是地球的半径，且地球对卫星的万有引力充当向心力.故有公式=成立，所以解得v= .因此，当M不变，R增加为2R时，v减小为原来的倍，即正确的选项为B.]5.BC[卫星由M点向N点运动的过程中，万有引力做负功，势能增加即M点的势能小于N点的势能，故选项A 错误；由开普勒定律可知地球球心和卫星连线在相等时间内扫过的面积相等，近地点的角速度要大于远地点的角速度，B正确；由G=ma知a=，所以aM>aN，故选项C正确；7.9 km/s 是卫星围绕地球表面转动的第一宇宙速度，是卫星绕地球转动的最大速度，vN<7.9 km/s，故选项D错误.]6.ABC[航天飞机在椭圆轨道上运动，距地球越近，速度越大，A项正确.航天飞机在轨道Ⅰ经A点时减速才能过渡到轨道Ⅱ，所以对于A点在轨道Ⅰ上的速度、动能都大于在轨道Ⅱ上的速度、动能，即B正确.由开普勒第三定律知，航天飞机在轨道Ⅱ上的角速度大于在轨道Ⅰ的，故航天飞机在轨道Ⅱ上的周期小，即C正确.由万有引力=ma知，加速度仅与间距有关，D不正确.]7.B[设地球半径为R，密度为ρ1，自转周期为T1，设行星半径为r，密度为ρ2，自转周期为T2，根据万有引力定律得G·=m①G·=②ρ1=2ρ2，T1=24小时③由①②③得T2=12小时，故选项B正确.]8.(1)9.09 m/s2(2)7.34 km/s解析(1)星球表面的物体所受重力近似等于万有引力，即mg=，g=因此=·=0.82×()2，得g金=9.09 m/s2.(2)绕行星做匀速圆周运动的物体，万有引力提供向心力，=m，v= ，当r为星球半径时，v为第一宇宙速度.因此= · = ，则v金=7.34 km/s.。
高三物理人造卫星专题练习题
高三物理人造卫星专题练习题高三物理人造卫星专题练习题(含答案)一、选择题1.下列关于地球同步卫星的说法中正确的是( )A.为避免通讯卫星在轨道上相撞，应使它们运行在不同的轨道上B.通讯卫星定点在地球赤道上空某处，所有通讯卫星的周期都是24 hC.不同国家发射通讯卫星的地点不同，这些卫星的轨道不一定在同一平面上D.不同通讯卫星运行的线速度大小是相同的，加速度的大小也是相同的2.探测器绕月球做匀速圆周运动，变轨后在周期较小的轨道上仍做匀速圆周运动，则变轨后与变轨前相比( )A.轨道半径变小B.向心加速度变小C.线速度变小D.角速度变小3.关于人造地球卫星及其中物体的超重、失重问题，下面说法中正确的是( )A.在发射过程中向上加速时产生超重现象B.在降落过程中向下减速时产生超重现象C.进入轨道时做匀速圆周运动，产生失重现象D.失重是由于地球对卫星内物体的作用力减小而引起的4.假设地球的质量不变，而地球的半径增大到原来的2倍.那么从地球发射人造卫星的第一宇宙速度的大小应为原来的( )A.倍B.倍C.倍D.2倍5.1970年4月24日，我国自行设计、制造的第一颗人造卫星“东方红一号”发射成功，开创了我国航天事业的新纪元.“东方红一号”的运行轨道为椭圆轨道，其近地点M 和远地点N的高度分别为439 km和2 384 km，则( ) 图1A.卫星在M点的势能大于N点的势能B.卫星在M点的角速度大于N点的角速度C.卫星在M点的加速度大于N点的加速度D.卫星在N点的速度大于7.9 km/s6.2009年5月，航天飞机在完成对哈勃空间望远镜的维修任务后，在A点从圆形轨道Ⅰ进入椭圆轨道Ⅱ，B为轨道Ⅱ上的一点，如图2所示.关于航天飞机的运动，下列说法中正确的有( )图2A.在轨道Ⅱ上经过A的速度小于经过B的速度B.在轨道Ⅱ上经过A的动能小于在轨道Ⅰ上经过A的动能C.在轨道Ⅱ上运动的周期小于在轨道Ⅰ上运动的周期D.在轨道Ⅱ上经过A的加速度小于在轨道Ⅰ上经过A的加速度7.已知地球同步卫星离地面的高度约为地球半径的6倍.若某行星的平均密度为地球平均密度的一半，它的同步卫星距其表面的高度是其半径的2.5倍，则该行星的自转周期约为( )A.6小时B.12小时C.24小时D.36小时二、非选择题8.金星的半径是地球半径的0.95倍，质量为地球质量的0.82倍.g取10 m/s2，问：(1)金星表面的自由落体加速度是多大?(2)金星的第一宇宙速度是多大?高三物理人造卫星专题练习题答案：1.BD2.A [由G=m知T=2π，变轨后T减小，则r减小，故选项A正确;由G=ma，知r减小，a变大，故选项B错误;由G=m知v=，r减小，v变大，故选项C错误;由ω=知T减小，ω变大，故选项D错误.]3.ABC [超重、失重是一种表象，是从重力和弹力的大小关系而定义的.当向上加速时超重，向下减速(a方向向上)也超重，故A、B正确.卫星做匀速圆周运动时，万有引力完全提供向心力，卫星及卫星内的物体皆处于完全失重状态，故C正确.失重的原因是重力(或万有引力)使物体产生了加速度，D错.]4.B [因第一宇宙速度即为地球的近地卫星的线速度，此时卫星的轨道半径近似的认为是地球的半径，且地球对卫星的万有引力充当向心力.故有公式=成立，所以解得v= .因此，当M不变，R增加为2R时，v减小为原来的倍，即正确的选项为B.]5.BC [卫星由M点向N点运动的过程中，万有引力做负功，势能增加即M点的势能小于N点的势能，故选项A错误;由开普勒定律可知地球球心和卫星连线在相等时间内扫过的面积相等，近地点的角速度要大于远地点的角速度，B 正确;由G=ma知a=，所以aM>aN，故选项C正确;7.9 km/s 是卫星围绕地球表面转动的第一宇宙速度，是卫星绕地球转动的最大速度，vN<7.9 km/s，故选项D错误.]6.ABC [航天飞机在椭圆轨道上运动，距地球越近，速度越大，A项正确.航天飞机在轨道Ⅰ经A点时减速才能过渡到轨道Ⅱ，所以对于A点在轨道Ⅰ上的速度、动能都大于在轨道Ⅱ上的速度、动能，即B正确.由开普勒第三定律知，航天飞机在轨道Ⅱ上的角速度大于在轨道Ⅰ的，故航天飞机在轨道Ⅱ上的周期小，即C正确.由万有引力=ma知，加速度仅与间距有关，D不正确.]7.B [设地球半径为R，密度为ρ1，自转周期为T1，设行星半径为r，密度为ρ2，自转周期为T2，根据万有引力定律得G·=m①G·=②ρ1=2ρ2，T1=24小时③由①②③得T2=12小时，故选项B正确.]8.(1)9.09 m/s2 (2)7.34 km/s解析(1)星球表面的物体所受重力近似等于万有引力，即mg=，g=因此=·=0.82×()2，得g金=9.09 m/s2.(2)绕行星做匀速圆周运动的物体，万有引力提供向心力，=m，v= ，当r为星球半径时，v为第一宇宙速度.因此= · = ，则v金=7.34 km/s.。
2021届高三物理二轮复习常考模型微专题复习—人造卫星专题(含解析)
人造卫星专题一、单选题1.2020年6月23日，我国北斗三号最后一颗全球组网卫星发射成功，这颗卫星是地球静止轨道卫星。
如图所示，在发射的过程中，卫星首先进入椭圆轨道Ⅰ，然后在Q点通过改变卫星速度，让卫星进入地球同步轨道Ⅱ，则：A. 该卫星的发射速度必定大于11.2km/sB. 卫星在同步轨道Ⅱ上的运行速度小于7.9km/s，可以位于北京上空C. 在轨道Ⅰ上，卫星的动能是不改变的D. 由于稀薄大气的影响，如不加干预，在运行一段时间后，半径变小，速度变大，该卫星的动能可能会增加2.我国首颗量子科学实验卫星于2016年8月16日1点40分成功发射．量子卫星成功运行后，我国将在世界上首次实现卫星和地面之间的量子通信，构建天地一体化的量子保密通信与科学实验体系．假设量子卫星轨道在赤道平面，如图所示．已知量子卫星的轨道半径是地球半径的m倍，同步卫星的轨道半径是地球半径的n倍，图中P点是地球赤道上一点，由此可知()A. 同步卫星与量子卫星的运行周期之比为n3m3B. 同步卫星与P点的速度之比为1nC. 量子卫星与同步卫星的速度之比为nmD. 量子卫星与P点的速度之比为√n3m3.我国首个月球探测计划“嫦娥工程”分三个阶段实施，大约用十年左右时间完成，假设“嫦娥四号”探测器在距月球表面高度为6R的圆形轨道I上做匀速圆周运动，运行周期为T，到达轨道的A点时点火变轨进入椭圆轨道II，到达轨道的近月点B时，再次点火进入近月轨道III绕月做匀速圆周运动，如g，引力常量为G，则下列说法正确的是图所示，已知月球半径为R，重力加速度约为16A. 月球的质量可表示为343π2R3GT2B. 在轨道II上B点速率等于√1gR6C. “嫦娥四号”探测器在椭圆轨道II上的周期小于轨道I上的周期D. “嫦娥四号”探测器在轨道I上的机械能小于轨道II上的机械能4.如图所示，两颗质量不等卫星分别位于同一轨道上绕地球做匀速圆周运动。
若卫星均顺时针运行，不计卫星间的相互作用力，则以下判断中正确的是()A. 两颗卫星的加速度大小不相等B. 两颗卫星的运动速度大小相等C. 两颗卫星所受到的向心力大小相等D. 卫星1向后喷气就一定能追上卫星25.2018年12月27日，北斗三号基本系统已完成建设，开始提供全球服务．其导航系统中部分卫星运动轨道如图所示：a为低轨道极地卫星；b为地球同步卫星；c为倾斜轨道卫星，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．下列说法正确的是()A. 卫星a的线速度比卫星c的线速度小B. 卫星b的向心加速度比卫星c的向心加速度大C. 卫星b和卫星c的线速度大小相等D. 卫星a的机械能一定比卫星b的机械能大6.如图所示是“嫦娥三号”着陆器携“玉兔号”奔月过程中某阶段的运动示意图，关闭动力的“嫦娥三号”着陆器在月球引力作用下向月球靠近，并将沿椭圆轨道在P处变轨进入圆轨道，已知着陆器绕月做圆周运动的轨道半径为r，周期为T，引力常量为G，下列说法中正确的是()A. “嫦娥三号”经椭圆轨道到P处时的线速度大于经圆形轨道到P处时的线速度B. “嫦娥三号”经椭圆轨道到P处时的加速度和经圆形轨道到P处时的加速度不等C. “嫦娥三号”携“玉兔号”绕月球做圆周运动的过程中，“玉兔号”所受重力为零D. 图中“嫦娥三号”着陆器在P处由椭圆轨道进入圆轨道前后机械能守恒7.2020年4月24日“中国航天日”期间，国家航天局宣布中国行星探测任务命名为“天问系列”，中国火星探测器将于今年7月搭载长征五号火箭发射，对火星进行科学探究，为将来人类登上火星、开发和利用火星资源奠定了坚实的基础。
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人造卫星专题练习
1．有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，b处于地面附近的近地轨道上正常运动，c是地球同步卫星，d是高空探测卫星，各卫星排列位置如图所示，则有()
A．a的向心加速度等于重力加速度g
B．b在相同时间内转过的弧长最长
C．c在4小时内转过的圆心角是π/6
D．d的运动周期有可能是20小时
2．据报道，我国自主研制的“嫦娥二号”卫星在奔月的旅途中，先后完成了一系列高难度的技术动作，在其环月飞行的高度距离月球表面100 km时开始全面工作。
国际上还没有分辨率优于10米的全月球立体图像，而“嫦娥二号”立体相机具有的这种高精度拍摄能力，有助于人们对月球表面了解得更清楚，所探测到的有关月球的数据比环月飞行高度约为200 km的“嫦娥一号”更加翔实。
若两颗卫星环月运行均可视为匀速圆周运动，运行轨道如图
所示，则()
A．“嫦娥二号”环月运行的周期比“嫦娥一号”更长
B．“嫦娥二号”环月运行的速度比“嫦娥一号”更大
C．“嫦娥二号”环月运行时向心加速度比“嫦娥一号”更大
D．“嫦娥二号”环月运行时角速度比“嫦娥一号”更小
3．一人造地球卫星绕地球做匀速圆周运动，假如该卫星变轨后仍做匀速圆周
运动，动能减小为原来的1
4，不考虑卫星质量的变化，则变轨前后卫星的()
A．向心加速度大小之比为4∶1 B．角速度大小之比为2∶1 C．周期之比为1∶8 D．轨道半径之比为1∶2 4 . 2011年8月，“嫦娥二号”成功进入了环绕“日地拉
格朗日点”的轨道，我国成为世界上第三个造访该点的国
家。
如图2所示，该拉格朗日点位于太阳和地球连线的延
长线上，一飞行器处于该点，在几乎不消耗燃料的情况下
与地球同步绕太阳做圆周运动，则此飞行器的()
A．线速度大于地球的线速度B．向心加速度大于地
球的向心加速度
C．向心力仅由太阳的引力提供D．向心力仅由地球的引力提供
5．如图所示，飞船从轨道1变轨至轨道2。
若飞船在两轨道上都做
匀速圆周运动，不考虑质量变化，相对于在轨道1上，飞船在轨道
2上的()
A．动能大B．向心加速度大
C．运行周期长D．角速度小
6、地球赤道上有一物体因地球自转，所受的向心力为F1，向心加速度为a1，线速度为v1，角速度为ω1；绕地球表面附近做圆周运动的人造卫星（高度忽略），所受的向心力为F2，向心加速度为a2，线速度为v2，角速度为ω2；地球的同步卫星所受的向心力为F3，向心加速度为a3，线速度为v3，角速度为ω3；地球表面的重力加速度为g，第一宇宙速度为v，假设三者质量相等，则A．F1＝F2>F3B．a1＝a2＝g>a3
C．v1＝v2＝v>v3D．ω1＝ω3<ω2
7、同步卫星A的运行速率为v1，向心加速度为a1，运转周期为T1；放在地球赤道上的物体B随地球自转的线速度为v2，向心加速度为a2，运转周期为T2；在赤道平面上空做匀速圆周运动的近地卫星C的速率为v3，向心加速度为a3，运转周期为T3。
比较上述各量的大小得（）
A．T1= T2> T3B．v3> v2> v1
C．a1< a2= a3D．a3> a1> a2
8、启动卫星的发动机使其速度增大，待它运动到距离地面的高度必原来大的位置，再定位使它绕地球做匀速圆周运动，成为另一轨道上的卫星，该卫星后一轨道与前一轨道相比（）
A．速度增大B．加速度增大C．周期增大D．向心力变小
9、关于绕地球做匀速圆周运动的人造地球卫星，以下判断正确的是（）A．同一轨道上，质量大的卫星速度大
B．同一轨道上，质量大的卫星向心加速度大
C．离地面越近的卫星线速度越大
D．离地面越远的卫星线速度越大
10、在圆轨道上运动的质量为m 的人造地球卫星，它到地面的距离等于地球半径R ，地面上的重力加速度为g ，则（ ）
A ．卫星运动的线速度为2gR
B ．卫星运动的周期为4πg
R 2 C ．卫星运动的加速度为
2g D ．卫星运动的角速度R 8g =ω 11．2008年9月25日晚21时10分04秒，我国利用“神舟七号”飞船将3名宇航员送入太空，并成功完成了太空行走．设宇航员测出自己绕地球球心做匀速圆周运动的周期为T ，离地面的高度为H ，地球半径为R ．则根据T 、H 、R 和万有引力恒量G ，宇航员能计算出下面的哪些项（ ）
A ．地球的质量
B ．地球的平均密度
C ．飞船所需的向心力
D ．飞船线速度的大小
参考答案：1、B 2、D 3、C 4、AB 5、CD 6、CD 7、AD
8、C 9、C 10、B 11、C。