2023屆高考物理一輪復(fù)習(xí) 第4章 第4節(jié) 萬(wàn)有引力 人造衛(wèi)星隨堂自測(cè)

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2023屆高考物理（大綱版）一輪復(fù)習(xí)隨堂自測(cè)第4章第4節(jié)萬(wàn)

有引力人造衛(wèi)星（含解析）

1．(原創(chuàng)題)諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)的獲得者英國(guó)曼徹斯特大學(xué)科學(xué)家安德烈·海姆和康斯坦丁·諾沃消洛夫在石墨烯材料方面有著卓越研究．石墨烯是碳的二維結(jié)構(gòu)，如

圖所示．它是目前世界上已知的強(qiáng)度最高的材料，為“太空電梯〞纜線的制造開啟了一扇“阿里巴巴〞之門，使人類通過(guò)“太空電梯〞進(jìn)入太空成為可能．假設(shè)有一個(gè)從地面赤道上某處連向其正上方地球同步衛(wèi)星的“太空電梯〞．關(guān)于“太空電梯〞上各處，說(shuō)法正確的是()

A．重力加速度一致C．角速度一致

B．線速度一致

D．各質(zhì)點(diǎn)處于完全失重狀態(tài)

解析：選C.根據(jù)重力加速度的決定式g＝G2可知，離地面越高，重力加速度越小，A項(xiàng)錯(cuò)誤．由于太空電梯相對(duì)于地球的位置不變，屬于地球上的物體，不處于失重狀態(tài)，角速度不變，線速度隨半徑的增加而增加，C項(xiàng)正確，B、D項(xiàng)錯(cuò)誤．

2．(2023·高考廣東卷)如下圖，飛船從軌道1變軌至軌道2.若飛船在兩軌道上都做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，不考慮質(zhì)量變化，相對(duì)于在軌道1上，飛船在軌道2上的()

Mr

A．動(dòng)能大B．向心加速度大C．運(yùn)行周期長(zhǎng)D．角速度小

2

Mmv24π2

解析：選CD.由于G2＝m＝ma＝mrω＝mr2，解得v＝

rrTGMM，a＝G2，T＝2πrrr3，GMω＝

GM，由于r增大，所以動(dòng)能減小，加速度減小，運(yùn)行周期變長(zhǎng)，角速度減小，即只r3

有C、D正確．

3．(原創(chuàng)題)2023年9月29日21時(shí)16分，我國(guó)在酒泉成功發(fā)射中國(guó)首個(gè)空間試驗(yàn)室——“天宮一號(hào)〞，并與“神舟八號(hào)〞飛船對(duì)接．如下圖，發(fā)射后的“神舟八號(hào)〞在動(dòng)力作用下經(jīng)橢圓軌道遠(yuǎn)離地球，與“天宮一號(hào)〞在A處對(duì)接，已知“天宮一號(hào)〞繞地軌道半徑為r，周期為T，萬(wàn)有引力常量為G，以下說(shuō)法中正確的是()

A．“神舟八號(hào)〞在A處由橢圓軌道可直接進(jìn)入“天宮一號(hào)〞軌道B．圖中“神舟八號(hào)〞在飛向A處的過(guò)程中，地球引力做負(fù)功C．根據(jù)題中條件可算出地球質(zhì)量

1

D．根據(jù)題中條件可算出“天宮一號(hào)〞受到地球引力的大小

解析：選BC.“神舟八號(hào)〞在飛向A處的過(guò)程中，飛船受到的引力方向和飛行方向之間的夾角是鈍角，地球引力做負(fù)功，B項(xiàng)對(duì)．由題圖可知，“神舟八號(hào)〞在A處先加速才能由

GMm4π2

橢圓軌道進(jìn)入“天宮一號(hào)〞軌道，A項(xiàng)錯(cuò)．設(shè)天宮一號(hào)質(zhì)量為m，地球質(zhì)為M，即2＝m2

rTr，可算出地球質(zhì)量M，C項(xiàng)對(duì)．m未知，故不能算出“天宮一號(hào)〞受到地球引力的大小，D

項(xiàng)錯(cuò)．

4．(2023·高考北京卷)由于通訊和廣播等方面的需要，大量國(guó)家發(fā)射了地球同步軌道衛(wèi)星，這些衛(wèi)星的()

A．質(zhì)量可以不同B．軌道半徑可以不同C．軌道平面可以不同D．速率可以不同

解析：選A.地球同步衛(wèi)星的運(yùn)轉(zhuǎn)周期與地球的自轉(zhuǎn)周期一致且與地球自轉(zhuǎn)“同步〞，

2πMm2

所以它們的軌道平面都必需在赤道平面內(nèi)，故C項(xiàng)錯(cuò)誤；由ω＝、mRω＝G2可得R＝

TR3GMT2

2π

由此可知所有地球同步衛(wèi)星的軌道半徑都一致，故B項(xiàng)錯(cuò)誤；由v＝rω，ω＝2，4πT2π

可得v＝R.可知所有地球同步衛(wèi)星的運(yùn)轉(zhuǎn)速率都一致，故D項(xiàng)錯(cuò)誤；而衛(wèi)星的質(zhì)量不影

T響運(yùn)轉(zhuǎn)周期，故A項(xiàng)正確．

5．(2023·高考上海卷)人造地球衛(wèi)星在運(yùn)行過(guò)程中由于受到微小的阻力，軌道半徑將緩慢減小，在此運(yùn)動(dòng)過(guò)程中，衛(wèi)星所受萬(wàn)有引力大小將__________(填“減小〞或“增大〞)；其動(dòng)能將________(填“減小〞或“增大〞)．

解析：由F＝G2知當(dāng)r減小時(shí)萬(wàn)有引力增大．由于衛(wèi)星軌道半徑緩慢減?。虝r(shí)間內(nèi)

MmrMmv212GMm仍可將衛(wèi)星