【冲刺2021高考理综知识点】物理专题-物理 曲线运动

人造卫星 宇宙速度

基础热身

1．2013·吉林检测(双选)甲、乙为两颗地球卫星，其中甲为地球同步卫星，乙的运行高度低于甲的运行高度，两颗卫星轨道均可视为圆轨道．以下判断正确的是( ) A ．甲的周期大于乙的周期 B ．乙的速度大于第一宇宙速度 C ．甲的加速度小于乙的加速度

D ．甲在运行时能经过北极的正上方

2．2013·盐城模拟(双选)2011年11月26日美国宇航局的“好奇号”火星探测器发射成功，顺利进入飞往火星的轨道以探寻火星上的生命元素．已知质量为m 的探测器在接近火星表面轨道上飞行，可视为匀速圆周运动．火星质量为M ，半径为R 1，火星表面重力加速度为g ，引力常量为G ，不考虑火星自转的影响，则探测器的( )

A ．线速度v ＝

GM

R

B ．角速度ω＝gR

C ．运行周期T ＝2πR g

D ．向心加速度a ＝Gm

R

2

3．2012·韶关模拟中国探月二期工程的先导星——“嫦娥二号”卫星，在西昌点火升空，准确入轨．探月卫星发动机关闭，轨道控制结束，卫星进入地月转移轨道．图K13－1中MN 之间的一段曲线表示转移轨道的一部分，P 是轨道上的一点，直线AB 过P 点且和两边的轨道相切．下列说法中不正确的是( )

A ．卫星此段轨道上动能一直减小

B ．卫星经过P 点时动能最小

C ．卫星经过P 点时速度方向由P 向B

D ．卫星经过P 点时加速度为零

图K13－1 图K13－2

4．2013·武汉四校联考(双选)如图K13－2所示，在发射地球同步卫星的过程中，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.若卫星的发射速度为v 0，第一宇宙速度为v 1，在同步轨道Ⅱ上的运行速度为v 2，则( )

A ．v 0>v 1>v 2

B ．若卫星的发射速度为2v 0，卫星最终围绕地球运行的轨道半径将变大

C ．在轨道Ⅰ上，卫星在P 点的速度等于在Q 点的速度

D ．卫星在Q 点通过加速实现由轨道Ⅰ进入轨道Ⅱ 5．2012·汕头测评如图K13－3所示，发射同步通信卫星一般都要采用变轨道发射的方法：点火，卫星进入停泊轨道(圆形轨道)，当卫星穿过赤道平面A 时，点火，卫星进入转移轨道(椭圆轨道)，当卫星达到远地点B 时，点火，进入静止轨道(同步轨道)，则( )

图K13－3

A ．卫星在同步轨道运行的速度比在圆形轨道时大

B ．卫星在同步轨道运行的周期比地球的自转周期小

C ．变轨前后卫星的机械能相等

D ．同步卫星的角速度与静止在赤道上物体的角速度大小相同 6．2012·云浮模拟在圆轨道上做匀速圆周运动的国际空间站里，宇航员手拿小球相对于太空舱静止“站立”于舱内朝向地球一侧的“地面”上，如图K13－4所示．下列说法正确的是( )

图K13－4

A ．宇航员相对于地球的速度介于7.9 km/s 与11.2 km/s 之间

B ．若宇航员相对于太空舱无初速释放小球，小球将落到“地面”上

C ．宇航员将不受地球的引力作用

D ．宇航员对“地面”的压力等于零

技能强化

7．(双选)美国太空总署(NASA)为探测月球是否存在水分，曾利用一支火箭和一颗卫星连续撞击月球．据天文学家测量，月球的半径约为1 800 km ，月球表面的重力加速度约为地球表面重力加速度的1

6，月球表面在阳光照射下的温度可达127 ℃，而此时水蒸气分子的平

均速率达2 km/s ，下列说法正确的是( )

A ．卫星撞月前应先在原绕月轨道上减速

B ．卫星撞月前应先在原绕月轨道上加速

C ．由于月球的第一宇宙速度大于2 km/s ，所以月球表面可能有水

D ．由于月球的第一宇宙速度小于2 km/s ，所以月球表面在阳光照射下不可能有水

图K13－5

8．2012·泉州模拟如图K13－5示，a 是地球赤道上的一点，t ＝0时刻在a 的正上空有b 、c 、d 三颗轨道均位于赤道平面内的地球卫星，这些卫星绕地球做匀速圆周运动的运行方向均与地球自转方向(顺时针转动)相同，其中c 是地球的同步卫星．设卫星b 绕地球运行的周期为T ，则在t ＝1

4

T 时刻这些卫星相对a 的位置最接近实际的是图K13－6中的( )

A B C D

图K13－6

9．2012·南通一诊已知地球的半径为6.4×106 m ，地球自转的角速度为7.29×10－

5rad/s ，地面的重力加速度为9.8 m/s 2，在地球表面发射卫星的第一宇宙速度为7.9×103 m/s ，第三宇宙速度为16.7×103 m/s ，月球到地球中心的距离为3.84×108 m ．假设地球上有一棵苹果树长到了接近月球那么高，则当苹果脱离苹果树后，将( )

A ．落向地面

B ．成为地球的同步“苹果卫星”

C ．成为地球的“苹果月亮”

D ．飞向茫茫宇宙 10．我们知道在一个恒星体系中，各个行星围绕着该恒星的运转半径r 与运转周期T 之间一般存在以下关系：r 3

T 2＝k ，k 的值由位于中心的恒星的质量决定．现在，天文学家又发现

了相互绕转的三颗恒星，可以将其称为三星系统．如图K13－7所示，假设三颗恒星质量相同，均为m ，间距也相同，它们仅在彼此的引力作用下绕着三星系统的中心点O 做匀速圆周运动，运转轨迹完全相同．它们自身的大小与它们之间的距离相比可以忽略．请你通过计算定量说明：三星系统的运转半径的三次方及运转周期的二次方的比值应为多少．(引力常量为G )

图K13－7

挑战自我

11．侦察卫星在通过地球两极上空的圆轨道上运行，它的运行轨道距地面高度为h，要使卫星在一天的时间内将地面上赤道各处在日照条件下全都拍摄下来，卫星在通过赤道上空时，卫星上的摄像机至少应拍摄地面上赤道圆周的弧长是多少？设地球半径为R，地面处的重力加速度为g，地球自转的周期为T.