新高三輪沖刺專題練習人造衛(wèi)星宇宙速度（word版含答案）

1、試卷第 =page 9 9頁，共 =sectionpages 9 9頁試卷第 =page 1 1頁，共 =sectionpages 3 3頁2022年新高三輪沖刺專題練習 人造衛(wèi)星 宇宙速度一、多選題1甲乙兩顆人造地球衛(wèi)星，運動的半徑之比為2:3，質(zhì)量之比為1:3，它們都繞地球做勻速圓周運動，下列說法正確的是（ ）A它們的周期之比為8:27B它們的線速度之比為C它們的向心加速度之比為9:4D它們所受向心力之比為9:42某國發(fā)射了一顆環(huán)繞月球表面運行的小衛(wèi)星，已知衛(wèi)星的軌道半徑為R，結(jié)合下列選項所給的物理量，可以計算出衛(wèi)星周期的有A近月衛(wèi)星的線速度vB月球表面重力加速度gC引力常量G、月球質(zhì)量M

2、D引力常量G、衛(wèi)星質(zhì)量m32009年5月，航天飛機在完成對哈勃空間望遠鏡的維修任務(wù)后，在A點從圓形軌道進入橢圓軌道，B為軌道上的一點，如圖所示，關(guān)于航天飛機的運動，下列說法中正確的有（）A在軌道上經(jīng)過A的速度大于經(jīng)過B的速度B在軌道上經(jīng)過A的動能小于在軌道上經(jīng)過A 的動能C在軌道上運動的周期大于在軌道上運動的周期D在軌道上經(jīng)過A的加速度等于在軌道上經(jīng)過A的加速度42018年6月14日11時06分，探月工程嫦娥四號任務(wù)“鵲橋”中繼星成功實施軌道捕獲控制，進入環(huán)繞距月球約6.5萬公里的地月拉格朗日L2點的Halo使命軌道，成為世界首顆運行在地月L2點Halo軌道的衛(wèi)星地月L2是個“有趣”的位置，在

3、這里中繼星繞地球轉(zhuǎn)動的周期與月球繞地球轉(zhuǎn)動的周期相同下列說法正確的是A“鵲橋”中繼星繞地球轉(zhuǎn)動的角速度比月球繞地球角速度大B“鵲橋”中繼星繞地球轉(zhuǎn)動的線速度比月球繞地球線速度大C“鵲橋”中繼星繞地球轉(zhuǎn)動的向心加速度比月球繞地球轉(zhuǎn)動的向心加速度小D“鵲橋”中繼星繞地球轉(zhuǎn)動的周期比地球的同步衛(wèi)星周期長二、單選題5關(guān)于行星繞太陽的運動，下列說法中正確的是（）A所有行星都在同一軌道上繞太陽運動B離太陽越近的行星公轉(zhuǎn)周期越小C行星繞太陽運動時太陽位于行星軌道的中心處D離太陽越近的行星線速度越小6理論研究表明地球上的物體速度達到第二宇宙速度11.2 km/s時，物體就能脫離地球，又知第二宇宙速度是第一宇宙

4、速度的倍現(xiàn)有某探測器完成了對某未知星球的探測任務(wù)懸停在該星球表面通過探測到的數(shù)據(jù)得到該星球的有關(guān)參量：(1)其密度基本與地球密度一致(2)其半徑約為地球半徑的2倍若不考慮該星球自轉(zhuǎn)的影響，欲使探測器脫離該星球，則探測器從該星球表面的起飛速度至少約為 ( )A7.9 km/sB11.2 km/sC15.8 km/sD22.4 km/s7目前，在地球周圍有許多人造地球衛(wèi)星繞著它運轉(zhuǎn)，其中一些衛(wèi)星的軌道可近似為圓，且軌道半徑逐漸變小。若衛(wèi)星在軌道半徑逐漸變小的過程中，只受到地球引力和稀薄氣體阻力的作用，則下列判斷正確的是（）A衛(wèi)星的動能逐漸減小B由于地球引力做正功，引力勢能一定減小C由于氣體阻力做負

5、功，地球引力做正功，機械能保持不變D衛(wèi)星克服氣體阻力做的功大于引力勢能的減小8中國志愿者王躍參與人類歷史上第一次全過程模擬從地球往返火星的一次試驗“火星500”，王躍走出登陸艙，成功踏上模擬火星表面，在“火星”上首次留下中國人的足跡，目前正處于從“火星”返回地球途中。假設(shè)這艘飛船從火星返回地球時，經(jīng)歷如圖所示的變軌過程，設(shè)軌道的環(huán)繞速度為v1，加速度為a1，則下列說法正確的是 （）A飛船在軌道上運動時，經(jīng)過P點的速度小于v1B飛船在軌道上運動的機械能等于在軌道上運動的機械能C飛船在上運動到P點時的加速度等于a1D飛船在軌道上運動經(jīng)過P，Q兩點的速度vP vQ9我國未來將建立月球基地，并在繞月軌

6、道上建造空間站。如圖所示，假設(shè)關(guān)閉發(fā)動機后的航天飛機A在月球引力作用下沿橢圓軌道向月球靠近，橢圓軌道在近月點B處與空間站所在的軌道相切。已知空間站繞月圓軌道的半徑為r、周期為T，引力常量為G，月球的半徑為R。則下列判斷正確的是（）A航天飛機到達B處由橢圓軌道進入空間站繞月圓軌道時必須加速B圖中的航天飛機正在減速飛向B處C月球的質(zhì)量D月球的第一宇宙速度102011年11月3日和11月14日，我國“神州八號”飛船與“空天宮一號”先后兩次成功對接，這使我國成為了世界上第三個掌握這一空間對接技術(shù)的國家?！疤鞂m一號”和“神舟八號”在繞地球做勻速圓周運動時的飛行模擬圖如圖所示，虛線為各自的軌道。可以判定（

7、）A“天宮一號”的運行速率小于“神舟八號”的運行速率B“天宮一號”的周期小于“神舟八號”的周期C“天宮一號”的向心加速度大于“神舟八號”的向心加速度D“天宮一號”的角速度大于“神舟八號”的角速度11關(guān)于地球的同步衛(wèi)星，下列說法正確的是（）A不同質(zhì)量的衛(wèi)星周期不同B衛(wèi)星以第一宇宙速度運行C不同質(zhì)量的衛(wèi)星，軌道半徑不同D衛(wèi)星運行的角速度與地球自轉(zhuǎn)角速度相同12已知地球質(zhì)量約為月球質(zhì)量的倍，地球半徑約為月球半徑的倍，若在月球和地球表面同樣高度處，以不同的初速度水平拋出物體，若讓拋出點與落地點間距離相等，則約為（ ）ABCD13同步衛(wèi)星是指相對于地面不動的人造地球衛(wèi)星（ ）A它可以在地面上任一點的正上

8、方，且離地面高度可任意選擇B它可以在地面上任一點的正上方，且離地面高度一定C它只能在赤道正上方，但離地面高度可任意選擇D它只能在赤道正上方，且離地面高度一定14嫦娥五號（change5），由國家航天局組織實施研制，是中國首個實施無人月面取樣返回的月球探測器，為中國探月工程本階段的收官之戰(zhàn)。已知登月探測器靠近月球后，先在月球表面附近的近似圓軌道上繞月運行；然后經(jīng)過一系列過程，在離月面4m高處做一次懸停（可認為是相對于月球靜止）；最后關(guān)閉發(fā)動機，探測器自由下落，取樣后再擇機返回地球。已知探測器的質(zhì)量約為8.2103kg，地球質(zhì)量約為月球的81倍，地球半徑約為月球的3.7倍，地球表面的重力加速度大小

9、約為9.8m/s2。則此探測器（）A在著陸前的瞬間，速度大小約為8.9m/sB懸停時受到的反沖作用力約為8.0104NC從離開近月圓軌道到著陸這段時間內(nèi)，機械能守恒D在近月圓軌道上運行的線速度小于人造衛(wèi)星在近地圓軌道上運行的線速度15如圖所示，a、b、c是北斗衛(wèi)星導航系統(tǒng)中的3顆衛(wèi)星，下列說法中正確的是（ ）Ab、c的線速度大小相等，且小于a的線速度Bb、c的向心加速度大小相等，且大于a的向心加速度Cc加速可追上同一軌道上的b，b減速可等候同一軌道上的cD由于有稀薄空氣阻力的作用，a衛(wèi)星的軌道半徑將減小，速度也將減小16如圖所示，火星和地球都在圍繞太陽旋轉(zhuǎn)，其運行軌道均為橢圓，根據(jù)開普勒定律可

10、知（）A火星繞太陽運動過程中，速率不變B火星繞太陽運行一周的時間比地球的長C地球靠近太陽的過程中，運行速率將減小D火星遠離太陽的過程中，它與太陽的連線在相等時間內(nèi)掃過的面積逐漸增大17火星探測器天問一號于2021年2月24日成功實施第三次近火制動，進入近火點、遠火點、周期為兩個火星日（火星日是指火星的自轉(zhuǎn)周期）的火星停泊軌道。已知火星半徑，關(guān)于火星的衛(wèi)星，下列說法中正確的是（）A若能發(fā)射火星的同步衛(wèi)星，則同步衛(wèi)星的軌道半徑約B若能發(fā)射火星的同步衛(wèi)星，則同步衛(wèi)星的軌道半徑約C在火星表面附近繞火星做勻速圓周運動的衛(wèi)星，在一個火星日內(nèi)可以繞火星約5圈D在火星表面附近繞火星做勻速圓周運動的衛(wèi)星，在一個

11、火星日內(nèi)可以繞火星約30圈18如圖所示，有兩個繞地球做勻速圓周運動的衛(wèi)星一個軌道半徑為，對應(yīng)的線速度，角速度，向心加速度，周期分別為，；另一個軌道半徑為，對應(yīng)的線速度，角速度，向心加速度，周期分別為，關(guān)于這些物理量的比例關(guān)系正確的是（ ）ABCD19下列說法中正確的是A一枚雞蛋的重力約為2牛頓大小B作用力和反作用力可能都做負功C天王星被稱為筆尖下發(fā)現(xiàn)的行星D做曲線運動的物體所受的合外力一定是變化的20我國自行研制的北斗衛(wèi)星導航系統(tǒng)由5顆靜止軌道衛(wèi)星(地球同步軌道)和30顆非靜止軌道衛(wèi)星組成，預計在2020年左右覆蓋全球，其具有GPS系統(tǒng)沒有的通信和目標定位功能GPS是美國建設(shè)的由24顆衛(wèi)星組成

12、的系統(tǒng)，它位于距地表20200km的上空，運行周期為12h，下列關(guān)于北斗系統(tǒng)中的靜止軌道衛(wèi)星的說法中正確的是A五顆靜止軌道衛(wèi)星的質(zhì)量一定是相同的B它們運行的線速度一定小于第一宇宙速度C為避免與其他衛(wèi)星相撞，應(yīng)使它們運行在不同的軌道上D它們的軌道半徑是GPS衛(wèi)星的2倍21據(jù)央視新聞報道，我國將組建由156顆小衛(wèi)星組成的天基互聯(lián)網(wǎng)系統(tǒng)，命名為“虹云工程”，這些小衛(wèi)星將在距離地面1 000 km的軌道上運行，組網(wǎng)完成后將使人們能夠在世界上任何角落自由接入寬度互聯(lián)網(wǎng)某同學查得地球同步衛(wèi)星的軌道距離地面為36 000 km，然后利用自己所學的知識判斷，對“虹云工程”有如下理解，其中正確的是A發(fā)射“虹云工

13、程”的小衛(wèi)星時，發(fā)射速度必須大于11.2 km/sB這些小衛(wèi)星的線速度一定相等C這些小衛(wèi)星的向心加速度比同步衛(wèi)星的向心加速度大D要求出這些小衛(wèi)星的周期，只需再查出萬有引力常量和地球的質(zhì)量即可三、解答題222017年4月20日19時41分天舟一號貨運飛船在文昌航天發(fā)射中心由長征七號遙二運載火箭成功發(fā)射升空22日12時23分，天舟一號貨運飛船與天宮二號空間實驗室順利完成首次自動交會對接中國載人航天工程已經(jīng)順利完成“三步走”發(fā)展戰(zhàn)略的前兩步，中國航天空間站預計2022年建成建成后的空間站繞地球做勻速圓周運動已知地球質(zhì)量為M，空間站的質(zhì)量為m0，軌道半徑為r0，引力常量為G，不考慮地球自轉(zhuǎn)的影響（1）

14、求空間站線速度v0的大??；（2）宇航員相對太空艙靜止站立，應(yīng)用物理規(guī)律推導說明宇航員對太空艙的壓力大小等于零；（3）規(guī)定距地球無窮遠處引力勢能為零，質(zhì)量為m的物體與地心距離為r時引力勢能為Ep=由于太空中宇宙塵埃的阻力以及地磁場的電磁阻尼作用，長時間在軌無動力運行的空間站軌道半徑慢慢減小到（仍可看作勻速圓周運動），為了修正軌道使軌道半徑恢復到，需要短時間開動發(fā)動機對空間站做功，求發(fā)動機至少做多少功。23某一行星，一晝夜的時間是T，同一物體在赤道上的物重僅是兩極上物重的90%，求這行星的平均密度。答案第 = page 16 16頁，共 = sectionpages 16 16頁答案第 = pag

15、e 1 1頁，共 = sectionpages 2 2頁參考答案：1BC【解析】【詳解】A項：由萬有引力提供向心力可得：，解得：，所以周期之比為，故A錯誤；B項：由萬有引力提供向心力可得：，解得：，所以線速度之比為，故B正確；C項：由萬有引力提供向心力可得：，解得：，所以向心加速度之比為，故C正確；D項：由公式可知，故D錯誤2ABC【解析】【詳解】試題分析：根據(jù)周期與線速度的關(guān)系得：，知道近月衛(wèi)星的線速度v可以求出衛(wèi)星周期，故A正確；月球表面運行的小衛(wèi)星重力等于萬有引力，根據(jù)萬有引力提供向心力得：解得：，故B正確；根據(jù)萬有引力提供向心力得：解得：，故C正確；由于衛(wèi)星質(zhì)量公式兩邊消除，所以知道引

16、力常量G、衛(wèi)星質(zhì)量m無法求解周期，故D錯誤故選ABC.考點：萬有引力定律的應(yīng)用3BD【解析】【分析】本題考查人造地球衛(wèi)星在不同軌道上的運動?！驹斀狻緼軌道為橢圓軌道，地球處在橢圓的焦點上，根據(jù)開普勒第二定律，衛(wèi)星經(jīng)過近地點B時速度最大，經(jīng)過A點時速度最小，故A錯誤；B衛(wèi)星從高軌道變到低軌道，根據(jù)變軌原理，它要在切點處減速，所以它在軌道上經(jīng)過A點的速度，小于它在軌道的速度。即切點處，大軌道對應(yīng)大動能，故B正確；C根據(jù)開普勒第三定律，軌道半徑（半長軸）大的衛(wèi)星周期較大，故C錯誤；D根據(jù)萬有引力定律，加速度只與中心天體質(zhì)量和到中心天體距離有關(guān)，故在同一點加速度相等，故D正確。故選BD。4BD【解析】

17、【詳解】A、由題知，中繼星繞地球轉(zhuǎn)動的周期與月球繞地球轉(zhuǎn)動的周期相同，角速度=，則鵲橋”中繼星繞地球轉(zhuǎn)動的角速度與月球繞地球角速度相同，故A錯誤B、線速度v=R，中繼星繞地球轉(zhuǎn)動的半徑比月球繞地球的半徑大，“鵲橋”中繼星繞地球轉(zhuǎn)動的線速度比月球繞地球線速度大，故B正確C、向心加速度a=2R，“鵲橋”中繼星繞地球轉(zhuǎn)動的向心加速度比月球繞地球轉(zhuǎn)動的向心加速度大，故C錯誤D、中繼星繞地球轉(zhuǎn)動的半徑比地球的同步衛(wèi)星大，由開普勒第三定律可知，“鵲橋”中繼星繞地球轉(zhuǎn)動的周期比地球的同步衛(wèi)星周期長，故D正確故選B、D5B【解析】【詳解】AC. 根據(jù)開普勒第一定律可知，所有行星都繞太陽在不同的軌道上做橢圓運動

18、，且太陽處在所有橢圓軌道的一個焦點上，故AC錯誤；B. 根據(jù)開普勒第三定律可知，所有行星的軌道半長軸的三次方跟公轉(zhuǎn)周期的二次方的比值都相等，離太陽越近的行星軌道半長軸越小，公轉(zhuǎn)周期越短，故B正確；D. 行星繞太陽的運動可以近似看成勻速圓周運動，根據(jù)萬有引力提供向心力線速度由此可知，離太陽越近的行星，即r越小，則線速度v越大，故D錯誤。故選B。6D【解析】【詳解】根據(jù)，其中的，解得，因R星=2R地，可知星球的第一宇宙速度是地球第一宇宙速度的2倍，即7.92km/s，則欲使探測器脫離該星球，則探測器從該星球表面的起飛速度至少約為 ，故選D.【點睛】此題關(guān)鍵是通過萬有引力等于向心力求得第一宇宙速度與

19、密度的關(guān)系，然后求解星球表面的宇宙速度.7B【解析】【詳解】A由萬有引力提供向心力即，可知可見，衛(wèi)星的速度大小隨軌道半徑的減小而增大，即衛(wèi)星的動能逐漸增大，故A錯誤；B由于衛(wèi)星高度逐漸降低，所以地球引力對衛(wèi)星做正功，引力勢能減小，故B正確；C氣體阻力做功不可忽略，由于氣體阻力做負功，所以衛(wèi)星與地球組成的系統(tǒng)機械能減少，故C錯誤；D根據(jù)動能定理可知引力與空氣阻力對衛(wèi)星做的總功應(yīng)為正值，而引力做的功等于引力勢能的減少，即衛(wèi)星克服氣體阻力做的功小于引力勢能的變化，故D錯誤。故選B。8C【解析】【分析】【詳解】A飛船在軌道上經(jīng)過P點時，要點火加速，使其速度增大做離心運動，從而轉(zhuǎn)移到軌道上運動。所以飛船

20、在軌道上運動時經(jīng)過P點的速度小于在軌道上運動時經(jīng)過P點的速度，即船在軌道上運動時，經(jīng)過P點的速度大于v1，A錯誤；B飛船在軌道上經(jīng)過P點時，要點火加速，使其速度增大做離心運動，從而轉(zhuǎn)移到軌道上運動，即外界對飛船做正功，機械能增大，所以飛船在軌道上運動時的機械能小于軌道上運動的機械能，B錯誤；C飛船在軌道上運動到P點時與飛船在軌道上運動到P點時受到的萬有引力大小相等，根據(jù)牛頓第二定律可知加速度必定相等，C正確；D根據(jù)開普勒第二定律可知，飛船在軌道上運動時，在近地點P點速度大于在Q點的速度，D錯誤；故選C。9C【解析】【分析】【詳解】AB航天飛機沿橢圓軌道運動，到達近月點B處的速度比在A處的速度大

21、，為了不做離心運動而是進入圓軌道，航天飛機必須減速，AB錯誤；C航天飛機與空間站一起做圓周運動時，根據(jù)萬有引力提供向心力有解得C正確；D由速度公式得到的是空間站繞半徑為r的圓軌道運行的線速度，一定不是圍繞月球表面運動的第一宇宙速度，D錯誤。故選C。10A【解析】【詳解】A根據(jù)萬有引力提供向心力解得“天宮一號”的半徑大于“神舟八號”半徑，則“天宮一號”的運行速率小于“神舟八號”的運行速率，故A正確；B根據(jù)萬有引力提供向心力解得“天宮一號”的半徑大于“神舟八號”半徑，則“天宮一號”的周期大于“神舟八號”的周期，故B錯誤；C根據(jù)萬有引力提供向心力解得“天宮一號”的半徑大于“神舟八號”半徑，則“天宮一

22、號”的向心加速度小于“神舟八號”的向心加速度，故C錯誤；D根據(jù)萬有引力提供向心力解得“天宮一號”的半徑大于“神舟八號”半徑，則“天宮一號”的角速度小于“神舟八號”的角速度，故D錯誤。故選A。11D【解析】【詳解】A同步衛(wèi)星的軌道在赤道上空，周期等于地球自轉(zhuǎn)的周期為24h，與質(zhì)量無關(guān)，故A錯誤；B根據(jù)萬有引力提供向心力：，解得：，第一宇宙速度是近地衛(wèi)星的環(huán)繞速度，也是最大的圓周運動的環(huán)繞速度而同步衛(wèi)星的軌道半徑要大于近地衛(wèi)星的軌道半徑，所以同步衛(wèi)星運行的線速度一定小于第一宇宙速度，故B錯誤C根據(jù)萬有引力提供向心力：，可知不同質(zhì)量的衛(wèi)星，軌道半徑均相同，故C錯誤；D角速度為：，因為周期相等，所以衛(wèi)

23、星運行的角速度與地球自轉(zhuǎn)角速度相同，故D正確；12A【解析】【詳解】根據(jù)在星球表面萬有引力等于重力，有，解得.根據(jù)平拋運動規(guī)律，聯(lián)立解得，選項A正確13D【解析】【詳解】它若在除赤道所在平面外的任意點，假設(shè)實現(xiàn)了“同步”，那它的運動軌道所在平面與受到地球的引力就不在一個平面上，這是不可能的所以同步衛(wèi)星只能在赤道的正上方；因為同步衛(wèi)星要和地球自轉(zhuǎn)同步，即相同，根據(jù)，因為是一定值，所以 r 也是一定值，所以同步衛(wèi)星離地心的距離是一定的，故D正確，ABC錯誤點睛：地球質(zhì)量一定、自轉(zhuǎn)速度一定，同步衛(wèi)星要與地球的自轉(zhuǎn)實現(xiàn)同步，就必須要角速度與地球自轉(zhuǎn)角速度相等，這就決定了它的軌道高度和線速度14D【解析

24、】【分析】【詳解】根據(jù)星球表面重力等于萬有引力，有則有解得A根據(jù)自由落體速度公式，可得探測器在著陸前的瞬間，速度大小約為故A錯誤；B探測器在離月面4m高處懸停，則懸停時受到的反沖作用力約為故B錯誤；C從離開近月圓軌道到著陸這段時間內(nèi)，發(fā)動機反沖力做負功，機械能減少，故C錯誤；D根據(jù)可知，由于月球表面的重力加速度和月球半徑均小于地球的，故在近月圓軌道上運行的線速度小于人造衛(wèi)星在近地圓軌道上運行的線速度，故D正確。故選D。15A【解析】【詳解】衛(wèi)星運動時萬有引力提供圓周運動向心力有：A、衛(wèi)星的線速度，可知衛(wèi)星b、c軌道半徑相同，線速度大小相同，a的半徑小于b、c的半徑，故a的線速度比b、c的線速度

25、大，故A正確；B、衛(wèi)星的向心加速度，可知衛(wèi)星b、c軌道半徑相同，向心加速度大小相等，a衛(wèi)星軌道半徑小，向心加速度大，故B錯誤；C、c衛(wèi)星加速時，做圓周運動所需向心力增加，而提供向心力的萬有引力沒有變化，故c加速后做離心運動，軌道高度將增加，故不能追上同一軌道的衛(wèi)星，同理減速會降低軌道高度，也等不到同軌道的衛(wèi)星，故C錯誤；D、由于有稀薄空氣阻力的作用，a衛(wèi)星的軌道半徑將減小，根據(jù)線速度關(guān)系可知衛(wèi)星的線速度將增加，故D錯誤；故選A16B【解析】【詳解】AD根據(jù)開普勒第二定律：對每一個行星而言，行星與太陽的連線在相等時間內(nèi)掃過的面積相等，行星在此橢圓軌道上運動的速度大小不斷變化，故A、D錯誤；B根據(jù)

26、開普勒第三定律，由于火星的半長軸比較大，所以火星繞太陽運行一周的時間比地球的長，故B正確；C行星由遠日點向近日點運動時，其速率將增大，故C錯誤。故選B。17A【解析】【分析】【詳解】AB火星停泊軌道半長軸設(shè)同步衛(wèi)星軌道半徑為r，由開普勒第三定律有解得故A 正確，B錯誤；CD在火星表面附近的衛(wèi)星根據(jù)解得T=0.07個火星日，在火星表面附近的衛(wèi)星與同步衛(wèi)星，由開普勒第三定律有T=0.07個火星日，則1個火星日內(nèi)該衛(wèi)星可繞火星約14圈，故CD錯誤。故選A。18D【解析】【分析】根據(jù)萬有引力提供向心力，列式即可求解；【詳解】由題意可知，萬有引力提供向心力，則有： ， A、解得，所以有，故A錯誤；B、解得，所以有，故B錯誤；C、解得，所以有，故C錯誤；D、解得，所以有，故D正確；故選D19B【解析】【詳解】A一斤（500