人造衛(wèi)星基本按照天體力學(xué)規(guī)律繞地球運(yùn)動(dòng)，物理網(wǎng)高中頻道整理了人造衛(wèi)星專題訓(xùn)練，以便高三學(xué)生更好的梳理知識(shí)，輕松備戰(zhàn)。

1.(福建高考)若有一顆宜居行星，其質(zhì)量為地球的p倍，半徑為地球的q倍，則該行星衛(wèi)星的環(huán)繞速度是地球衛(wèi)星環(huán)繞速度的()

A.1倍 B.3倍

C.7倍 D5.倍

2.(宜春模擬)3月8日凌晨，從吉隆坡飛往北京的馬航MH370航班起飛后與地面失去聯(lián)系，機(jī)上有154名中國人。之后，中國緊急調(diào)動(dòng)了海洋、風(fēng)云、高分、遙感等4個(gè)型號(hào)近10顆衛(wèi)星為地面搜救行動(dòng)提供技術(shù)支持。假設(shè)高分一號(hào)衛(wèi)星與同步衛(wèi)星、月球繞地球運(yùn)行的軌道都是圓，它們?cè)诳臻g的位置示意圖如圖1所示。下列有關(guān)高分一號(hào)的說法正確的是 ()

A.其發(fā)射速度可能小于7.9 km/s

B.繞地球運(yùn)行的角速度比月球繞地球運(yùn)行的大

C.繞地球運(yùn)行的周期比同步衛(wèi)星的大

D.在運(yùn)行軌道上完全失重，重力加速度為0

對(duì)點(diǎn)訓(xùn)練：衛(wèi)星運(yùn)行參量的分析與比較

3.(浙江高考)長期以來卡戎星(Charon)被認(rèn)為是冥王星唯一的衛(wèi)星，它的公轉(zhuǎn)軌道半徑r1=19 600 km，公轉(zhuǎn)周期T1=6.39天。2006年3月，天文學(xué)家新發(fā)現(xiàn)兩顆冥王星的小衛(wèi)星，其中一顆的公轉(zhuǎn)軌道半徑r2=48 000 km，則它的公轉(zhuǎn)周期T2最接近于()

A.15天 B.25天

C.35天 D.45天

4.(贛州模擬)如圖2所示，軌道是近地氣象衛(wèi)星軌道，軌道是地球同步衛(wèi)星軌道，設(shè)衛(wèi)星在軌道和軌道上都繞地心做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，運(yùn)行的速度大小分別是v1和v2，加速度大小分別是a1和a2則()

圖2

A.v1v2 a1

B.v1v2 a1a2

C.v1

D.v1a2

5.(多選)截止到2月全球定位系統(tǒng)GPS已運(yùn)行了整整25年，是現(xiàn)代世界的奇跡之一。GPS全球定位系統(tǒng)有24顆衛(wèi)星在軌運(yùn)行，每個(gè)衛(wèi)星的環(huán)繞周期為12小時(shí)。GPS系統(tǒng)的衛(wèi)星與地球同步衛(wèi)星相比較，下面說法正確的是()

A.GPS系統(tǒng)的衛(wèi)星軌道半徑是地球同步衛(wèi)星半徑的倍

B.GPS系統(tǒng)的衛(wèi)星軌道半徑是地球同步衛(wèi)星半徑的倍

C.GPS系統(tǒng)的衛(wèi)星線速度是地球同步衛(wèi)星線速度的倍

D.GPS系統(tǒng)的衛(wèi)星線速度是地球同步衛(wèi)星線速度的倍

6.如圖4建筑是厄瓜多爾境內(nèi)的赤道紀(jì)念碑。設(shè)某人造地球衛(wèi)星在赤道上空飛行，衛(wèi)星的軌道平面與地球赤道重合，飛行高度低于地球同步衛(wèi)星。已知衛(wèi)星軌道半徑為r，飛行方向與地球的自轉(zhuǎn)方向相同，設(shè)地球的自轉(zhuǎn)角速度為0，地球半徑為R，地球表面重力加速度為g，某時(shí)刻衛(wèi)星通過這一赤道紀(jì)念碑的正上方，該衛(wèi)星過多長時(shí)間再次經(jīng)過這個(gè)位置?()

A. 1B.2

C.3 D.5

對(duì)點(diǎn)訓(xùn)練：衛(wèi)星變軌問題分析

7.我國嫦娥一號(hào)探月衛(wèi)星發(fā)射后，先在24小時(shí)軌道上繞地球運(yùn)行(即繞地球一圈需要24小時(shí));然后，經(jīng)過兩次變軌依次到達(dá)48小時(shí)軌道和72小時(shí)軌道最后奔向月球。如果按圓形軌道計(jì)算，并忽略衛(wèi)星質(zhì)量的變化，則在每次變軌完成后與變軌前相比()

A.衛(wèi)星動(dòng)能增大，引力勢(shì)能減小

B.衛(wèi)星動(dòng)能增大，引力勢(shì)能增大

C.衛(wèi)星動(dòng)能減小，引力勢(shì)能減小

D.衛(wèi)星動(dòng)能減小，引力勢(shì)能增大

8.(多選)(全國卷)6月18日，神舟九號(hào)飛船與天宮一號(hào)目標(biāo)飛行器在離地面343 km的近圓形軌道上成功進(jìn)行了我國首次載人空間交會(huì)對(duì)接。對(duì)接軌道所處的空間存在極其稀薄的大氣，下列說法正確的是()

A.為實(shí)現(xiàn)對(duì)接，兩者運(yùn)行速度的大小都應(yīng)介于第一宇宙速度和第二宇宙速度之間

B.如不加干預(yù)，在運(yùn)行一段時(shí)間后，天宮一號(hào)的動(dòng)能可能會(huì)增加

C.如不加干預(yù)，天宮一號(hào)的軌道高度將緩慢降低

D.航天員在天宮一號(hào)中處于失重狀態(tài)，說明航天員不受地球引力作用

9.(多選)(青島模擬)我國于12月發(fā)射了嫦娥三號(hào)衛(wèi)星，該衛(wèi)星在距月球表面H處的環(huán)月軌道上做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，其運(yùn)行的周期為T，隨后嫦娥三號(hào)在該軌道上A點(diǎn)采取措施，降至近月點(diǎn)高度為h的橢圓軌道上，如圖5所示。若以R表示月球的半徑，忽略月球自轉(zhuǎn)及地球?qū)πl(wèi)星的影響。則下述判斷正確的是()

A.月球的質(zhì)量為

B.月球的第一宇宙速度為

C.嫦娥三號(hào)在環(huán)月軌道上需加速才能降至橢圓軌道

D.嫦娥三號(hào)在圖中橢圓軌道上的周期為T

對(duì)點(diǎn)訓(xùn)練：宇宙多星系統(tǒng)問題

10.(多選)(廣西三校聯(lián)考)如圖6所示，兩顆靠得很近的天體組合為雙星，它們以兩者連線上的某點(diǎn)為圓心，做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，以下說法中正確的是()

A.它們做圓周運(yùn)動(dòng)的角速度大小相等

B.它們做圓周運(yùn)動(dòng)的線速度大小相等

C.它們的軌道半徑與它們的質(zhì)量成反比

D.它們的軌道半徑與它們的質(zhì)量的平方成反比

11.(多選)(聊城模擬)如圖7所示，甲、乙、丙是位于同一直線上的離其他恒星較遠(yuǎn)的三顆恒星，甲、丙圍繞乙在半徑為R的圓軌道上運(yùn)行，若三顆星質(zhì)量均為M，萬有引力常量為G，則()

A.甲星所受合外力為

B.乙星所受合外力為

C.甲星和丙星的線速度相同

D.甲星和丙星的角速度相同

對(duì)點(diǎn)訓(xùn)練：天體運(yùn)動(dòng)的綜合問題

12.8月11日，天空出現(xiàn)了超級(jí)月亮，這是月球運(yùn)動(dòng)到了近地點(diǎn)的緣故。然后月球離開近地點(diǎn)向著遠(yuǎn)地點(diǎn)而去，超級(jí)月亮也與我們漸行漸遠(yuǎn)。在月球從近地點(diǎn)到達(dá)遠(yuǎn)地點(diǎn)的過程中，下面說法正確的是()

A.月球運(yùn)動(dòng)速度越來越大

B.月球的向心加速度越來越大

C.地球?qū)υ虑虻娜f有引力做正功

D.雖然離地球越來越遠(yuǎn)，但月球的機(jī)械能不變

13.(東北三省四市模擬)假設(shè)在宇宙中存在這樣三個(gè)天體A、B、C，它們?cè)谝粭l直線上，天體A離天體B的高度為某值時(shí)，天體A和天體B就會(huì)以相同的角速度共同繞天體C運(yùn)轉(zhuǎn)，且天體A和天體B繞天體C運(yùn)動(dòng)的軌道都是圓軌道，如圖9所示。以下說法正確的是()

A.天體A做圓周運(yùn)動(dòng)的加速度小于天體B做圓周運(yùn)動(dòng)的加速度

B.天體A做圓周運(yùn)動(dòng)的線速度小于天體B做圓周運(yùn)動(dòng)的線速度

C.天體A做圓周運(yùn)動(dòng)的向心力大于天體C對(duì)它的萬有引力

D.天體A做圓周運(yùn)動(dòng)的向心力等于天體C對(duì)它的萬有引力

14.(上饒模擬)12月2日1時(shí)30分，搭載嫦娥三號(hào)探測(cè)器的長征三號(hào)乙火箭點(diǎn)火升空。假設(shè)為了探測(cè)月球，載著登陸艙的探測(cè)飛船在以月球中心為圓心，半徑為r1的圓軌道上運(yùn)動(dòng)，周期為T1，總質(zhì)量為m1登陸艙隨后脫離飛船，變軌到離月球更近的半徑為r2的圓軌道上運(yùn)動(dòng)，此時(shí)登陸艙的質(zhì)量為m2。最終在月球表面實(shí)現(xiàn)軟著陸、無人探測(cè)及月夜生存三大創(chuàng)新。若以R表示月球的半徑，忽略月球自轉(zhuǎn)及地球?qū)πl(wèi)星的影響。則下列有關(guān)說法正確的是()

A.月球表面的重力加速度g月=

B.月球的第一宇宙速度為

C.登陸艙在半徑為r2軌道上的周期T2=T1

D.登陸艙在半徑為r1與半徑為r2的軌道上的線速度之比為

15.(多選)(廣東高考)如圖10所示，飛行器P繞某星球做勻速圓周運(yùn)動(dòng)。星球相對(duì)飛行器的張角為。下列說法正確的是()

A.軌道半徑越大，周期越長

B.軌道半徑越大，速度越大

C.若測(cè)得周期和張角，可得到星球的平均密度

D.若測(cè)得周期和軌道半徑，可得到星球的平均密度

1.選C 衛(wèi)星繞中心天體做圓周運(yùn)動(dòng)時(shí)，萬有引力充當(dāng)向心力，即G=m，得v= ，可見環(huán)繞速度與中心天體質(zhì)量與半徑比值的平方根成正比，題述行星衛(wèi)星的環(huán)繞速度是地球衛(wèi)星環(huán)繞速度的 倍，C項(xiàng)正確。

2.選B 在地球上發(fā)射衛(wèi)星的最小速度為7.9 km/s，A錯(cuò)誤;由=m2r=mr可得：= ，T= ，高分一號(hào)的軌道半徑小于同步衛(wèi)星和月球的軌道半徑，因此，高分一號(hào)的角速度比月球繞地球運(yùn)行的大，繞行周期比同步衛(wèi)星的小，B正確，C錯(cuò)誤;衛(wèi)星在運(yùn)行軌道上的加速度等于所在處的重力加速度，處于完全失重狀態(tài)，重力加速度不為零，D錯(cuò)誤。

3.選B 由開普勒第三定律可得=，解得T2=T1=6.39 24.5(天)，故選B。本題也可利用萬有引力定律對(duì)卡戎星和小衛(wèi)星分別列方程，聯(lián)立方程組求解。

4.選B 根據(jù)G=m=ma，可知v= ，a=，所以v1v2，a1a2。選項(xiàng)B正確。

5.選BD 萬有引力是衛(wèi)星圍繞地球轉(zhuǎn)動(dòng)的向心力，G=m()2r，衛(wèi)星運(yùn)動(dòng)的周期T=2，設(shè)GPS系統(tǒng)的衛(wèi)星半徑為r1，周期為T1，同步衛(wèi)星半徑為r2，周期為T2，根據(jù)周期公式解得==，A錯(cuò)誤，B正確;===，C錯(cuò)誤，D正確。

6.選D 用表示衛(wèi)星的角速度，用m、M分別表示衛(wèi)星及地球的質(zhì)量，則有=mr2，在地面上，有G=mg，聯(lián)立解得=，衛(wèi)星高度低于同步衛(wèi)星高度，則0，用t表示所需時(shí)間，則t-0t=2，所以t==，D正確。

7.選D 變軌過程中，質(zhì)量變化可忽略不計(jì)，由v= ，A、BC錯(cuò)誤，D正確。

8.選BC 本題考查人造地球衛(wèi)星的運(yùn)行規(guī)律，意在考查考生對(duì)萬有引力定律的理解和對(duì)牛頓第二定律的應(yīng)用能力。神舟九號(hào)和天宮一號(hào)在近地軌道上運(yùn)行的速度都小于第一宇宙速度，選項(xiàng)A錯(cuò)誤;由于空間存在稀薄氣體，若不對(duì)兩者干預(yù)，其動(dòng)能將增加，軌道半徑減小，選項(xiàng)B、C正確;由于天宮一號(hào)做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，航天員受到的萬有引力全部提供其做圓周運(yùn)動(dòng)的向心力，處于完全失重狀態(tài)，選項(xiàng)D錯(cuò)誤。

9.選ABD 嫦娥三號(hào)衛(wèi)星在軌道上做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，由=m(R+H)可得：月球質(zhì)量M=，A正確。由=m可求出月球第一宇宙速度為v= =，B正確;嫦娥三號(hào)衛(wèi)星在環(huán)月軌道上需要減速做近心運(yùn)動(dòng)，才能降至橢圓軌道上，C錯(cuò)誤;由開普勒第三定律可得：=，可得：T=T，D正確。

10.選AC A正確B錯(cuò)誤;由=mAA2rA=mBB2rB，C正確D錯(cuò)誤。

11.選AD 甲星所受合外力為乙、丙對(duì)甲星的萬有引力的合力，F(xiàn)甲=+=，A正確;由對(duì)稱性可知，甲、丙對(duì)乙星的萬有引力等大反向，乙星所受合力為0，B錯(cuò)誤;由于甲、乙位于同一直線上，甲、乙的角速度相同，由v=R可知，甲、乙兩星的線速度大小相同，但方向相反，故C錯(cuò)誤，D正確。

12.選D 根據(jù)開普勒定律，近地點(diǎn)到達(dá)遠(yuǎn)地點(diǎn)過程中，速度逐漸減小，萬有引力做負(fù)功，A、C錯(cuò)誤;因?yàn)殡S著地月之間距離變大，萬有引力減小，向心加速度也變小，B錯(cuò)誤;月球運(yùn)動(dòng)過程只有萬有引力做功，機(jī)械能守恒，D正確。

13.選C A、BC運(yùn)動(dòng)的軌道都是圓軌道，根據(jù)a=2r，v=rA、BA做圓周運(yùn)動(dòng)的向心力是由天體B和C對(duì)其引力的合力提供的，所以C正確，D。

14.選C 由=mr1，=mg月

可得：g月=，A錯(cuò)誤;由=m可得月球第一宇宙速度為v= ，B錯(cuò)誤;由=mr2可得：T2= T1，C正確;由=m得繞行速度v= 故= ，D錯(cuò)誤。

15.選AC 由G =m=mr2得：v= ，T=2 ，可知，軌道半徑越大，線速度越小，周期越大，A項(xiàng)正確，B項(xiàng)錯(cuò)誤;若測(cè)得周期和軌道半徑，由G=mr2可知，可以測(cè)得星球的質(zhì)量，但由于星球的半徑未知，因此不能求得星球的平均密度，D項(xiàng)錯(cuò)誤;若測(cè)得張角，可求得星球半徑R與軌道半徑r的比值為=sin ，由G=mr2和=得，=3=，因此C項(xiàng)正確。

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本文來自：逍遙右腦記憶 http://m.yy-art.cn/gaokao/912416.html

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