統(tǒng)考版2025版高考物理一輪復(fù)習(xí)微專(zhuān)題小練習(xí)專(zhuān)題28人造衛(wèi)星宇宙速度

專(zhuān)題28人造衛(wèi)星宇宙速度1．(多選)下列關(guān)于地球同步衛(wèi)星的說(shuō)法正確的是()A．地球同步衛(wèi)星的軌道可能通過(guò)地球兩極上空B．地球同步衛(wèi)星的軌道只能在赤道上空C．全部在軌運(yùn)行的地球同步衛(wèi)星距地面的高度都相同D．全部在軌運(yùn)行的地球同步衛(wèi)星距地面的高度可以不相同2.[2024·廣東省汕尾市質(zhì)監(jiān)]設(shè)想從山上水平拋出一塊石頭，如圖所示．由于重力作用，石頭會(huì)沿著彎曲的路徑落到地上，并且石頭的拋出速度越大，石頭飛行的距離越遠(yuǎn)．由此推想，當(dāng)石頭拋出的速度足夠大時(shí)，它將繞地球做圓周運(yùn)動(dòng)而不再落向地面，成為人造衛(wèi)星．則這個(gè)足夠大的速度是()A．v＝7.9km/sB．v<7.9km/sC．v＝11.2km/sD．v>11.2km/s3．[2024·湖南卷]依據(jù)宇宙大爆炸理論，密度較大區(qū)域的物質(zhì)在萬(wàn)有引力作用下，不斷聚集可能形成恒星．恒星最終的歸宿與其質(zhì)量有關(guān)，假如質(zhì)量為太陽(yáng)質(zhì)量的1～8倍將坍縮成白矮星，質(zhì)量為太陽(yáng)質(zhì)量的10～20倍將坍縮成中子星，質(zhì)量更大的恒星將坍縮成黑洞．設(shè)恒星坍縮前后可看成質(zhì)量勻稱(chēng)分布的球體，質(zhì)量不變，體積縮小，自轉(zhuǎn)變快．不考慮恒星與其它物體的相互作用．已知逃逸速度為第一宇宙速度的eq\r(2)倍，中子星密度大于白矮星．依據(jù)萬(wàn)有引力理論，下列說(shuō)法正確的是()A．同一恒星表面隨意位置的重力加速度相同B．恒星坍縮后表面兩極處的重力加速度比坍縮前的大C．恒星坍縮前后的第一宇宙速度不變D．中子星的逃逸速度小于白矮星的逃逸速度4．[2024·江蘇省淮安市調(diào)研]北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)(BDS)是我國(guó)自主研發(fā)的繼GPS、GLONASS之后的第三個(gè)成熟的衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)．該系統(tǒng)包括5顆地球同步衛(wèi)星和30顆一般軌道衛(wèi)星．關(guān)于其中的地球同步衛(wèi)星，下列說(shuō)法中正確的是()A．它運(yùn)行的周期為24小時(shí)B．它運(yùn)行的線(xiàn)速度大于第一宇宙速度C．它可以定點(diǎn)在淮安區(qū)文通塔的正上方D．它到地面的距離比月球到地面的距離大5．[2024·廣東小潮州市質(zhì)檢]“祝融號(hào)”火星車(chē)的高度有185cm，重量達(dá)到240kg，設(shè)計(jì)壽命為3個(gè)火星月，相當(dāng)于約92個(gè)地球日．“祝融號(hào)”火星車(chē)將在火星上開(kāi)展地表成分、物質(zhì)類(lèi)型分布、地質(zhì)結(jié)構(gòu)以及火星氣象環(huán)境等探測(cè)工作．已知火星直徑約為地球的一半，火星質(zhì)量約為地球質(zhì)量的非常之一，則“祝融號(hào)”在火星上受到的重力大小最接近()A．240NB．960NC．1200ND．2400N6．[2024·四川省成都市考試]某星球和地球均可視為質(zhì)量勻稱(chēng)分布的球體，該星球的密度是地球密度的2倍，它表面處的重力加速度是地面上重力加速度的4倍，則該星球的第一宇宙速度是地球第一宇宙速度的()A．eq\f(1,2)倍B．2eq\r(2)倍C．4倍D．16倍7．[2024·遼寧省月考]北京時(shí)間2024年1月9日06時(shí)00分，我國(guó)在文昌航天放射場(chǎng)用“長(zhǎng)征七號(hào)”改運(yùn)載火箭，勝利將“實(shí)踐二十三號(hào)”衛(wèi)星放射升空．認(rèn)為衛(wèi)星入軌后繞地球做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，已知引力常量為G，地球的質(zhì)量為M，衛(wèi)星運(yùn)行的周期為T(mén)，則依據(jù)以上信息可求得()A．衛(wèi)星的質(zhì)量B．地球表面的重力加速度大小C．衛(wèi)星的向心加速度大小D．衛(wèi)星離地的高度8.[2024·湖南省聯(lián)考](多選)地球和月球在長(zhǎng)期相互作用過(guò)程中，形成了“潮汐鎖定”．月球總是一面正對(duì)地球，另一面背離地球，月球繞地球的運(yùn)動(dòng)可看成勻速圓周運(yùn)動(dòng)．以下說(shuō)法正確的是()A．月球的公轉(zhuǎn)周期與自轉(zhuǎn)周期相同B．地球?qū)υ虑虻囊Υ笥谠虑驅(qū)Φ厍虻囊．月球上遠(yuǎn)地端的向心加速度大于近地端的向心加速度D．若測(cè)得月球公轉(zhuǎn)的周期和半徑可估測(cè)月球質(zhì)量9．[2024·浙江省考試]神舟十二號(hào)載人飛船于2024年6月17日9時(shí)22分放射，12分鐘后貨運(yùn)飛船船箭分別，飛船進(jìn)入預(yù)定軌道．此后，飛船繞地球飛行三圈，每繞飛半圈變軌一次，于當(dāng)日15時(shí)54分采納自主快速交會(huì)對(duì)接模式，精準(zhǔn)對(duì)接于天和核心艙前向端口，與此前已對(duì)接的天舟二號(hào)貨運(yùn)飛船一起構(gòu)成三艙組合體，這標(biāo)記著中國(guó)人首次進(jìn)入自己的空間站．為便利探討，核心艙近似看作在地球引力作用下做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，已知核心艙圓軌道離地面高度約為400km，地球半徑約為6400km.則()A．三艙組合體的加速度比對(duì)接前的二艙組合體的加速度大B．載人飛船的放射速度不大于第一宇宙速度，而空間站的運(yùn)行速度大于8km/sC.空間站上宇航員24h內(nèi)看到日出次數(shù)肯定少于18次D．載人飛船對(duì)接前在高于“天和”核心艙的軌道上做圓周運(yùn)動(dòng)，則起先對(duì)接時(shí)發(fā)動(dòng)機(jī)應(yīng)向下方噴氣10.[2024·遼寧省沈陽(yáng)市模擬]如圖所示，A為靜止在赤道上的物體，B為近地圓軌道衛(wèi)星，C為地球同步衛(wèi)星．A、B、C三物體質(zhì)量相同，向心加速度大小分別為aA、aB、aC，向心力大小分別為FA、FB、FC，線(xiàn)速度大小分別為vA、vB、vC，周期分別為T(mén)A、TB、TC，則()A．a(chǎn)B>aC>aAB．FA＝FB>FCC．vA>vB>vCD．TB>TA＝TC11．[2024·北京師大附中期末]如圖所示，甲、乙兩顆衛(wèi)星以相同的軌道半徑分別繞質(zhì)量為M和2M的行星做勻速圓周運(yùn)動(dòng)．下列說(shuō)法正確的是()A．甲的向心加速度比乙的大B．甲的運(yùn)行周期比乙的大C．甲的角速度比乙的大D．甲的線(xiàn)速度比乙的大12．[2024·廣東省期中]中國(guó)空間站“天和”核心艙繞地球飛行的軌道可視為圓軌道，軌道離地面的高度約為地球半徑的eq\f(1,16).已知地球表面重力加速度大小為g(忽視地球自轉(zhuǎn))，地球的半徑為R，則核心艙飛行的周期為()A．eq\f(17π,32)eq\r(\f(17R,g))B．eq\f(π,32)eq\r(\f(17R,g))C．eq\f(7π,16)eq\r(\f(17R,g))D．eq\f(17π,16)eq\r(\f(17R,g))專(zhuān)題28人造衛(wèi)星宇宙速度1．BC地球衛(wèi)星相對(duì)地面靜止，其軌道只能在赤道上空，不行能通過(guò)地球兩極上空，A錯(cuò)誤，B正確；全部在軌運(yùn)行的地球同步衛(wèi)星運(yùn)行的角速度都相同，依據(jù)Geq\f(Mm,r2)＝mω2r可知，全部在軌運(yùn)行的地球同步衛(wèi)星軌道半徑都相同，即距地面的高度相同，C正確，D錯(cuò)誤．2．A要想使物體繞地球運(yùn)動(dòng)而成為人造衛(wèi)星，不再落回地面，則物體的速度必需要達(dá)到第一宇宙速度，即v＝7.9km/s，A正確．3．B恒星兩極處自轉(zhuǎn)的向心加速度為零，萬(wàn)有引力全部供應(yīng)重力加速度，其他位置萬(wàn)有引力的一個(gè)分力供應(yīng)向心力，另外一個(gè)分力供應(yīng)重力加速度，A錯(cuò)誤．恒星坍縮前后可看成質(zhì)量勻稱(chēng)分布的球體，質(zhì)量不變，體積縮小，由萬(wàn)有引力表達(dá)式F萬(wàn)＝eq\f(GMm,R2)可知，恒星表面物體受到的萬(wàn)有引力變大，依據(jù)牛頓其次定律可知恒星坍縮后表面兩極處的重力加速度比坍縮前的大，B正確；由第一宇宙速度物理意義可得eq\f(GMm,R2)＝meq\f(v2,R)整理得v＝eq\r(\f(GM,R))恒星坍縮前后質(zhì)量不變，體積縮小，故第一宇宙速度變大，C錯(cuò)誤；由質(zhì)量分布勻稱(chēng)球體的質(zhì)量表達(dá)式M＝eq\f(4π,3)R3ρ得R＝eq\r(3,\f(3M,4πρ))已知逃逸速度為第一宇宙速度的eq\r(2)倍，則v′＝eq\r(2)v＝eq\r(\f(2GM,R))聯(lián)立整理得v′2＝2v2＝eq\f(2GM,R)＝2Geq\r(3,\f(4πρM2,3))由題意可知中子星的質(zhì)量和密度均大于白矮星，結(jié)合上式表達(dá)式可知中子星的逃逸速度大于白矮星的逃逸速度，D錯(cuò)誤．故選B.4．A同步衛(wèi)星和地球相對(duì)靜止，與地球自轉(zhuǎn)具有相同的轉(zhuǎn)動(dòng)周期，T＝24h，A正確；第一宇宙速度是衛(wèi)星做圓周運(yùn)動(dòng)的最大環(huán)繞速度，同步衛(wèi)星的速度肯定小于第一宇宙速度，B錯(cuò)誤；同步衛(wèi)星的軌道肯定在赤道上空，不能在淮安區(qū)文通塔上空，C錯(cuò)誤；依據(jù)開(kāi)普勒第三定律可知，同步衛(wèi)星周期小，它到地面的距離比月球到地面的距離小，D錯(cuò)誤．5．B物體在星球表面所受萬(wàn)有引力和重力近似相等，則有Geq\f(Mm,R2)＝mg，解得星球表面的重力加速度g＝Geq\f(M,R2)，所以火星與地球表面重力加速度之比為eq\f(g火,g地)＝eq\f(M火Req\o\al(2,地),M地Req\o\al(2,火))＝eq\f(22,10)＝eq\f(2,5)，“祝融號(hào)”火星車(chē)在火星上與地球上的質(zhì)量相等，“祝融號(hào)”火星車(chē)在火星上受到的重力大小約為G＝mg火＝eq\f(2,5)mg地＝960N，B正確．6．B由Geq\f(Mm,R2)＝mg和M＝ρ×eq\f(4,3)πR3，解得星球表面的重力加速度g＝eq\f(4,3)GρπR，可知該星球的半徑是地球半徑的2倍．第一宇宙速度v＝eq\r(\f(GM,R))＝eq\r(\f(4,3)GρπR2)，可知，星球的第一宇宙速度是地球第一宇宙速度的2eq\r(2)倍，B正確．7．C由萬(wàn)有引力供應(yīng)向心力得Geq\f(Mm,r2)＝meq\f(4π2,T2)r，解得軌道半徑r＝eq\r(3,\f(GMT2,4π2))，由于衛(wèi)星的質(zhì)量被消去，所以無(wú)法求出衛(wèi)星的質(zhì)量，A錯(cuò)誤；由地球的半徑未知，所以無(wú)法求出衛(wèi)星離地的高度和地球表面的重力加速度，B、D錯(cuò)誤；衛(wèi)星的向心加速度a＝eq\f(4π2,T2)r，將r＝eq\r(3,\f(GMT2,4π2))代入上式即可求得向心加速度大小，C正確．8．AC“潮汐鎖定”月球總是一面正對(duì)地球，另一面背離地球，分析可知，月球的公轉(zhuǎn)周期與自轉(zhuǎn)周期相同，故A正確；依據(jù)牛頓第三定律，可知地球?qū)υ虑虻囊Φ扔谠虑驅(qū)Φ厍虻囊?，故B錯(cuò)誤；由于月球總是一面正對(duì)地球，所以月球上遠(yuǎn)地端與近地端角速度相同，依據(jù)公式a＝ω2r可知，半徑大向心加速度大，即月球上遠(yuǎn)地端的向心加速度大于近地端的向心加速度，故C正確；若測(cè)得月球公轉(zhuǎn)的周期和半徑不行估測(cè)月球質(zhì)量，故D錯(cuò)誤．9．C依據(jù)Geq\f(Mm,r2)＝ma可得a＝Geq\f(M,r2)可知，三艙組合體與對(duì)接前的二艙組合體的軌道半徑相同，則加速度大小相同，A錯(cuò)誤；第一宇宙速度是最小的放射速度，也是最大的環(huán)繞速度，則載人飛船的放射速度大于第一宇宙速度，而空間站的運(yùn)行速度小于第一宇宙速度7.9km/s，B錯(cuò)誤；依據(jù)Geq\f(Mm,（R＋h）2)＝meq\f(4π2,T2)(R＋h)，其中GM＝gR2，解得T＝eq\f(2π（R＋h）,R)eq\r(\f(R＋h,g))，代入數(shù)據(jù)解得T≈92min，則空間站上宇航員24h內(nèi)看到日出次數(shù)等于eq\f(24×60,92)次≈16次，則空間站上宇航員24h內(nèi)看到日出次數(shù)肯定少于18次，C正確；若對(duì)接前在高于“天和”核心艙的軌道上做圓周運(yùn)動(dòng)，則起先對(duì)接時(shí)發(fā)動(dòng)機(jī)應(yīng)向前方噴氣減速做向心運(yùn)動(dòng)，才能實(shí)現(xiàn)對(duì)接，D錯(cuò)誤．10．A衛(wèi)星B、C均由萬(wàn)有引力供應(yīng)向心力，有F＝eq\f(GMm,r2)＝ma，且rB<rC，解得aB>aC，F(xiàn)B>FC；A、C的角速度相同，由F＝mω2r，a＝ω2r，rA<rC得aC>aA，F(xiàn)C>FA，綜上所述有aB>aC>aA，F(xiàn)B>FC>FA，A正確，B錯(cuò)誤；B、C均由萬(wàn)有引力供應(yīng)向心力，有eq\f(GMm,r2)＝eq\f(mv2,r)，且rB<rC，解得vB>vC；A、C的角速度相同，由v＝ωr，且rA<rC，解得vC>vA，C錯(cuò)誤；A、C角速度相同，則周期相同，即TA＝TC；B、C均為地球的衛(wèi)星，依據(jù)開(kāi)普勒第三定律可知TB<TC，故D錯(cuò)誤．11．B衛(wèi)星運(yùn)動(dòng)的向心力由萬(wàn)有引力供應(yīng)，有Geq\f(Mm,r2)＝ma，解得a＝Geq\f(M,r2)，可知甲的向心加速度小于乙的向心加速度，A錯(cuò)誤；依據(jù)Geq\f(Mm,r2)＝meq\f(4π2,T2)r，解得T＝2πeq\r(\f(r3,GM))，由于甲的中心天體質(zhì)量小于乙的中心天體質(zhì)量，故甲的周期大于乙的周期，B正確；依據(jù)Geq\f(Mm,r2)＝mω