全国版2021高考物理一轮复习专题五万有引力与航天考点2宇宙航行问题的分析与求解精练含解析.docx

-4-宇宙航行问题的分析与求解1.[2020贵州贵阳高三摸底]2019年5月我国第45颗北斗导航卫星发射成功.已知该卫星轨道距地面的高度大于“天宫二号”空间实验室的轨道高度则该卫星的()A.速率比“天宫二号”的大B.周期比“天宫二号”的大C.角速度比“天宫二号”的大D.向心加速度比“天宫二号”的大2.[2020山西太原定时训练]2018年12月27日“北斗三号”卫星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3.[2020湖南四校摸底调研多选]如图所示一颗人造卫星原来在椭圆轨道1上绕地球E运行在P点变轨后进入轨道2做匀速圆周运动.下列说法正确的是()A.不论在轨道1还是在轨道2上运行卫星在P点的机械能都相同B.不论在轨道1还是在轨道2上运行卫星在P点的加速度都相同C.卫星在轨道1的任何位置都具有相同的加速度D.卫星经过P点时在轨道2上的速度大于在轨道1上的速度4.[2020湖北武汉质量检测多选]2019年6月25日02时09分我国在西昌卫星发射中心成功发射第四十六颗北斗导航卫星进一步提升了北斗系统覆盖能力和服务性能.某人造卫星在赤道平面上绕地球做匀速圆周运动(转动方向与地球自转方向相同)每过8h经过赤道上空同一点已知地球自转的周期为24h下列说法正确的是()A.卫星做圆周运动的周期为2.4hB.卫星做圆周运动的周期为6hC.如果卫星转动方向与地球自转方向相反则卫星的周期为8hD.如果卫星转动方向与地球自转方向相反则卫星的周期为12h5.[2019吉林长春质量检测]环境监测卫星是用于环境和灾害监测的对地观测卫星利用三颗轨道相同的监测卫星可组成一个监测系统它们的圆形轨道与地球赤道在同一平面内当卫星高度合适时该系统的监测范围恰好覆盖地球的全部赤道表面且无重叠区域.已知地球半径为R地球表面重力加速度为g下列说法正确的是()A.卫星的运行速度大于7.9km/sB.卫星的加速度大小为g2C.卫星的周期为4π2RgD.这三颗卫星的质量必须相等6.[2019安徽江淮十校第一次联考]理论研究表明地球上的物体速度达到第二宇宙速度11.2km/s时物体就能脱离地球又知第二宇宙速度是第一宇宙速度的2倍.现有某探测器完成了对某未知星球的探测任务并悬停在该星球表面.通过探测到的数据得到该星球的有关参量:(1)其密度基本与地球密度一致;(2)其半径约为地球半径的2倍.若不考虑该星球自转的影响欲使探测器脱离该星球则探测器从该星球表面的起飞速度至少约为()A.7.9km/sB.11.2km/sC.15.8km/sD.22.4km/s7.[2019江苏高考]1970年成功发射的“东方红一号”是我国第一颗人造地球卫星该卫星至今仍沿椭圆轨道绕地球运动.如图所示设卫星在近地点、远地点的速度分别为v1、v2近地点到地心的距离为r地球质量为M引力常量为G.则()A.v1>v2v1=GMrB.v1>v2v1>GMrC.v1<v2v1=GMrD.v1<v2v1>GMr8.[2019重庆南开中学3月适应性考试多选]我国发射的第10颗北斗导航卫星是一颗倾斜地球同步轨道卫星该卫星的轨道平面与地球赤道平面有一定的夹角.图中的“8”字是该卫星相对地面的运行轨迹该卫星的主要服务区域为亚太地区.已知地球半径为R地球同步卫星的轨道距地面的高度约为地球半径的6倍地球表面重力加速度为g下列说法正确的是()A.该北斗卫星的轨道半径约为7RB.该北斗卫星的线速度小于赤道上物体随地球自转的线速度C.图中“8”字交点一定在赤道正上方D.可估算出该同步卫星与近地卫星的向心加速度大小之比为1∶49考点2宇宙航行问题的分析与求解1.B根据万有引力提供向心力有GMmr2=mv2r=mω2r=m(2πT)2r=ma解得v=GMrω=GMr3T=4π2r3GMa=GMr2可知第45颗北斗导航卫星的速率、角速度、向心加速度均比“天宫二号”空间实验室的小周期比“天宫二号”空间实验室的大B项正确A、C、D项错误.2.C人造卫星在围绕地球做匀速圆周运动的过程中由万有引力提供向心力根据万有引力定律和匀速圆周运动知识得GMmr2=mv2r=ma解得v=GMra=GMr2由题意可知卫星a的轨道半径小于卫星c的轨道半径故卫星a的线速度大于卫星c的线速度卫星b的轨道半径等于卫星c的轨道半径故卫星b的线速度等于卫星c的线速度卫星b的向心加速度等于卫星c的向心加速