1、1课时作业 15双基过关练1下列说法正确的是( )A第一宇宙速度是人造卫星环绕地球运动的速度B第一宇宙速度是人造卫星在地面附近绕地球做匀速圆周运动所必须具有的速度C如果有需要，地球同步卫星可以定点在地球上空的任何一点D地球同步卫星的轨道可以是圆形也可以是椭圆形解析：第一宇宙速度是人造卫星在地面附近绕地球做匀速圆周运动所必须具有的速度，而人造卫星环绕地球运动的速度随着轨道半径的增大而减小，故 A 错误，故 B 正确；地球同步卫星运行轨道为位于地球赤道平面上的圆形轨道，其运行周期与地球自转周期相等，故 C、D 错误答案：B2如图所示，我国“嫦娥一号”绕月探测卫星进入奔月轨道，在从 a 点向 b 点
2、运动的过程中( )A地球对卫星的引力增大，月球对卫星的引力增大B地球对卫星的引力增大，月球对卫星的引力减小C地球对卫星的引力减小，月球对卫星的引力增大D地球对卫星的引力减小，月球对卫星的引力减小解析：“嫦娥一号”在从 a 点向 b 点运动的过程中，根据 F G 可知， “嫦娥一号”Mmr2与地球的距离越来越大，所以地球对卫星的引力减小，月球与卫星的距离减小，则月球对卫星的引力增大，故选项 C 正确，A、B、D 错误答案：C3(2018湖南郴州一模)地球同步卫星与地球的自转周期必须相同，若地球由于某种原因自转周期变为 12 小时，则此情况下的同步卫星与我们现在使用的同步卫星比较，下列说法正确的是
3、( )A轨道半径变大，大小变为 2 倍B轨道半径变小，大小变为12C轨道半径变大，大小变为 2 倍23D轨道半径变小，大小变为( )1223解析：根据 G m r，解得 r T ，则若周期变为原来的一半，同步卫星Mmr2 4 2T2 3GMT24 2 23的轨道半径 r 减小，大小变为原来的( ) ，故选 D.1223答案：D4(2018广西重点高中高三第一次模拟考试)发射月球探测卫星要经过多次变轨，如图是某月球探测卫星发射后的近地轨道，、是两次变轨后的转移轨道， O 点是、轨道的近地点， Q、 P 分别是、轨道的远地点，则下列说法正确的是( )2A在三个轨道上卫星在 O 点的加速度相同B在三
4、个轨道上卫星在 O 点的速度相同C卫星在 Q 点的机械能等于在 P 点的机械能D卫星在 Q 点的机械能大于在 P 点的机械能解析：由 G ma 得， a G ， O 点是三个轨道的公共点， r 相同，则加速度相同，选Mmr2 Mr2项 A 正确；卫星在轨道上的 O 点要点火加速才能变轨到轨道上，同理卫星在轨道上的 O 点要点火加速才能变轨到轨道上，故在三个轨道上卫星在 O 点的速度大小不相等，选项 B 错误；卫星在轨道上的 O 点要点火加速才能变轨到轨道上，则机械能增大，从O 到 Q 或从 O 到 P 的过程机械能守恒，故卫星在 Q 点的机械能小于在 P 点的机械能，选项C、D 错误答案：A5
5、(2018深圳高级中学月考)2016 年 2 月 11 日，美国自然科学基金召开新闻发布会宣布，人类首次探测到了引力波.2 月 16 日，中国科学院公布了一项新的探测引力波的“空间太极计划” 由中山大学发起的空间引力波探测工程“天琴计划”于 2015 年 7 月正式启动计划从 2016 年到 2035 年分四阶段进行，将向太空发射三颗卫星探测引力波在目前讨论的初步概念中，天琴将采用三颗全同的卫星(SC1、SC2、SC3)构成一个等边三角形阵列，地球恰处于三角形中心，卫星将在以地球为中心、高度约 10 万公里的轨道上运行，针对确定的引力波源进行探测，这三颗卫星在太空中的分列图类似乐器竖琴，故命名
6、为“天琴计划” 则下列有关三颗卫星的运动描述正确的是( )A三颗卫星一定是地球同步卫星B三颗卫星具有相同大小的加速度C三颗卫星的线速度比月球绕地球运动的线速度大且大于第一宇宙速度D若知道引力常量 G 及三颗卫星绕地球运转周期 T 可估算出地球的密度解析：三颗卫星高度远大于地球同步卫星的高度，一定不是地球同步卫星，选项 A 错误；根据牛顿第二定律可得三颗卫星的加速度大小均为 a G ，选项 B 正确；根据 vMr2可知三颗卫星的线速度比月球绕地球运动的线速度大但小于第一宇宙速度，所以选项 CGMr错误；若知道引力常量 G 及三颗卫星绕地球运转周期 T，由 m( )2R，可估算出地球GMmR2 2
7、T的质量，但不知地球的半径 R，所以不能求出地球的密度，选项 D 错误答案：B6(2018四川资阳一诊)(多选)“轨道康复者”是“垃圾”卫星的救星，它可在太空中给“垃圾”卫星补充能源，延长卫星的使用寿命假设“轨道康复者”绕地球做匀速圆周运动时的轨道半径为地球同步卫星轨道半径的五分之一，其运动方向与地球自转方向一致，轨道平面与地球赤道平面重合，下列说法正确的是( )A “轨道康复者”的速度是地球同步卫星速度的 5 倍3B “轨道康复者”的加速度是地球同步卫星加速度的 25 倍C站在赤道上的人用仪器观察到“轨道康复者”向东运动D “轨道康复者”可在原轨道上加速，以实现对更低轨道上卫星的拯救解析：根
8、据 G m 得 v ，因为“轨道康复者”绕地球做匀速圆周运动时的轨Mmr2 v2r GMr道半径为地球同步卫星轨道半径的五分之一，所以“轨道康复者”的速度是地球同步卫星速度的 倍，故 A 错误；根据 G ma 得 a ，因为“轨道康复者”绕地球做匀速圆周5Mmr2 GMr2运动时的轨道半径为地球同步卫星轨道半径的五分之一，所以“轨道康复者”的加速度是地球同步卫星加速度的 25 倍，故 B 正确；因为“轨道康复者”绕地球做匀速圆周运动的周期小于同步卫星的周期，即小于地球自转的周期，所以“轨道康复者”的角速度大于地球自转的角速度，站在赤道上的人用仪器观察到“轨道康复者”向东运动，故 C 正确；“轨
9、道康复者”要在原轨道上减速，做近心运动，才能“拯救”更低轨道上的卫星，故 D 错误答案：BC7(2018东北三省四市模拟试卷)(多选)北斗卫星导航系统(BDS)是中国自行研制的全球卫星导航系统，该系统由 35 颗卫星组成，卫星的轨道有三种：地球同步轨道、中轨道和倾斜轨道其中，同步轨道半径约为中轨道半径的 倍，那么同步轨道卫星与中轨道卫星32的( )A周期的比值为 23 3B角速度的比值为 23 3C线速度的比值为 23D加速度的比值为23解析：卫星环绕地球做匀速圆周运动，万有引力提供向心力，可知 G m r，整Mmr2 4 2T2理得 T2 ，由于 ，则可解得 ，A 错误；由 可知角速度与周期
10、r3GM r同r中 32 T同T中 3322 2T成反比，则 ，B 正确；由 G m 可知 v ，则 ，C 正确；由 同 中 2233 Mmr2 v2r GMr v同v中 23G ma 可知 a G ，则 ，D 错误Mmr2 Mr2 a同a中 49答案：BC8(2018山东省重点中学高三联考)2016 年 9 月， “天宫二号”飞向太空，中国航天迈出新的脚步.10 月 17 日，载人飞船“神舟十一号”在酒泉卫星发射中心发射升空，万里赴约.10 月 19 日， “神舟十一号”飞船在距地面 393 公里的轨道高度成功完成与“天宫二号”的自动交会对接景海鹏和陈冬两位宇航员进入“天宫二号”实验窒，在组
11、合体内生活 30 天，开展大量科学实验工作，完成中国史上时间最长的太空驻留飞行任务设对接后的组合体在轨道上做匀速圆周运动，则下列说法中正确的是( )A对接前“神舟十一号”欲追上“天宫二号”可以在同一轨道上点火加速B对接后“天宫二号”的速度小于第一宇宙速度C对接后“天宫二号”的运行周期大于地球同步卫星的周期D两名宇航员可以在“天宫二号”空间实验室中借助重锤和打点计时器为全国中学生演示“验证机械能守恒定律”实验解析：对接前“神舟十一号”欲追上“天宫二号” ， “神舟十一号”应在低轨道上点火4加速做离心运动，则选项 A 错误；对接后“天宫二号”是绕地球运行的，故其速度小于第一宇宙速度，选项 B 正确
12、；对接后“天宫二号”绕地球做匀速圆周运动的轨道半径小于地球同步卫星的轨道半径，由万有引力定律和向心力公式有： G m( )2r，得周期Mmr2 2TT2 ，故“天宫二号”绕地球的运行周期小于地球同步卫星的周期，选项 C 错误；因r3GM两名宇航员在“天宫二号”空间实验室中处于完全失重状态，故不能借助重锤和打点计时器为全国中学生演示“验证机械能守恒定律”实验，选项 D 错误答案：B能力提升练9(2018河南郑州三模)(多选)2017 年 4 月 10 日，三名宇航员在国际空间站停留173 天后，乘坐“联盟 MS02”号飞船从国际空间站成功返回地球，并在哈萨克斯坦杰兹卡兹甘附近着陆设国际空间站在离
13、地面高度约 400 km 的轨道上绕地球做匀速圆周运动，已知地球同步卫星轨道离地高度约 36 000 km，地球半径约 6 400 km.下列说法正确的是( )A飞船在返回地球的过程中机械能守恒B经估算，国际空间站的运行周期约为 90 minC国际空间站的速度小于地球的第一宇宙速度D返回时，需先让飞船与国际空间站脱离，再点火加速，然后即可下降解析：飞船在返回地球的过程中需要发动机做功控制速度，机械能不守恒，A 错误；根据万有引力提供向心力，有 m r，解得 T ，可知 ， 国际空间GMmr2 4 2T2 4 2r3GM T1T2 r31r32站的轨道半径为 6 800 km，地球同步卫星的轨道
14、半径为 42 400 km，地球同步卫星的周期为 24 h，可得国际空间站的运行周期约为 90 min，B 正确；地球的第一宇宙速度是所有地球人造卫星的最大环绕速度，所以国际空间站的速度小于地球的第一宇宙速度，C 正确；返回时，需先让飞船与国际空间站脱离，然后减速才可下降，D 错误答案：BC10(2018河北省保定市高三调研考试)如图所示，地球赤道上空人造卫星先沿椭圆轨道运行，其近地点 P 到地球中心的距离为 r，远地点 Q 到地球中心的距离为 8r，该卫星在远地点 Q 处点火变轨进入地球同步轨道，成为一颗沿圆轨道运行的地球同步卫星，下列说法中正确的是( )A卫星在近地点和远地点的加速度之比为
15、 8 ：1B卫星变轨前从 P 处运动到 Q 处的过程中，引力势能增加，机械能减少C卫星在远地点 Q 处变轨前瞬间加速度减小，速度变大D卫星在椭圆轨道运行的周期小于 12 小时解析：根据公式 F 向 ma，得卫星在近地点和远地点的加速度之比为(8 r)GMmR22 ： r264 ：1，选项 A 错误；卫星的机械能是动能与势能之和，只有变轨时才需对卫星做功，卫星在同一椭圆轨道运行时的机械能不变，选项 B 错误；卫星在远地点 Q 处需点火加速才能变轨进入地球同步轨道，但同一位置加速度不改变，故选项 C 错误；根据开普勒第三定律，所有行星的轨道的半长轴的三次方与它的公转周期的二次方成正比，有T ： T
16、 R ： R ，又 T224 h， R28 r， R14.5 r，代入得卫星在椭圆轨道运行的周21 2 31 325期为 T110.125 h12 h，选项 D 正确答案：D11(2018四川重点中学高三评估检测)如图所示， A 为地球赤道表面的物体， B 为环绕地球运行的卫星，此卫星在距离地球表面 的高度处做匀速圆周运动，且向心加速度的大R2小为 a，已知地球同步卫星的轨道半径为 6.6R， R 为地球的半径，引力常量为 G.则下列说法正确的是( )A地球两极的重力加速度大小 a32B物体 A 的线速度比卫星 B 的线速度大C地球的质量为R2aGD地球的第一宇宙速度大小为3aR2解析：卫星 B 绕地球做匀速圆周运动，万有引力提供向心力，则有 G mBa mB ，MmBr20 v2Br0又 r0 R，对于地球两极的物体有 G m g，解得 M ， g a， vB ，A、C32 MmR2 9aR24G 94 6aR2错误；物体 A 与地球同步卫星的角速度相等，根据 v r 知，同步卫星的线速度大于物体A 的线速度，又由 G m 可知，同步卫星的线速度小于卫星 B 的线速度，故物体 A 的线Mmr2 v2r速度小于卫星 B 的线速度，B 错误；由 m0 ，并结合 GM gR2，可得地球的第一宇宙GMm0R2 v21R速度为 v1 ，D 正确gR3aR2答案：D
