黑龍江省大慶市喇中高考物理 考前拔高看題 人造衛(wèi)星與飛船 (2).doc

05高考考前拔高物理看題人造衛(wèi)星與飛船1、北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)是中國正在實施的自主研發(fā)、獨立運行的全球衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)，我國預(yù)計在2015年建成由30多顆衛(wèi)星組成的“北斗二號”衛(wèi)星導(dǎo)航定位系統(tǒng)，此系統(tǒng)由中軌道（離地最近）、高軌道和同步軌道（離地最遠）衛(wèi)星等組成?，F(xiàn)在正在服役的“北斗一號”衛(wèi)星定位系統(tǒng)的三顆衛(wèi)星都定位在距地面36000km的地球同步軌道上，而美國的gps由24顆衛(wèi)星組成，這些衛(wèi)星距地面的高度均為20000km。設(shè)衛(wèi)星繞地球都做勻速圓周運動，則下列說法中正確的是()a“北斗一號”系統(tǒng)中的三顆衛(wèi)星的質(zhì)量一定相等 a1 k* 0 m& i w5 - e/ s6 mb“北斗二號”中的中軌道衛(wèi)星的線速度大于高軌道衛(wèi)星的線速度- b5 w6 q: b3 c f: f d/ ac“北斗一號”的衛(wèi)星比gps的衛(wèi)星周期長8 c q 0 j+ j& d若周期為8h的中軌道衛(wèi)星某時刻在某同步衛(wèi)星的正下方，則經(jīng)過24h仍在該同步衛(wèi)星的正下方4 s: u+ i8 a8 p1 e9 k答案 bcd2、關(guān)于地球同步衛(wèi)星，下列說法正確的是()a它的周期與地球自轉(zhuǎn)周期相同+ _9 o+ m- b7 e/ j7 a! ?b它的周期、速度大小不一定都相同 , n7 j1 2 g# f v$ ? a+ fc我國發(fā)射的同步通訊衛(wèi)星可以定點在北京上空) 5 j# h5 m7 g9 e& r! gd我國發(fā)射的同步通訊衛(wèi)星必須定點在赤道上空 - w- a) ?% b% r& m答案 ad3、a、b、c、d四顆地球衛(wèi)星，a還未發(fā)射，在地球赤道上隨地球表面一起轉(zhuǎn)動，向心加速度為a1，b處于地面附近近地軌道上正常運動速度為v1，c是地球同步衛(wèi)星離地心距離為r，運行速率為v2，加速度為a2，d是高空探測衛(wèi)星，各衛(wèi)星排列位置如圖2，地球的半徑為r則有( )aa的向心加速度等于重力加速度g% ?3 v) j& u4 i7 d) k) p! h& e bd的運動周期有可能是20小時6 o1 i& g 8 o6 j: r# 9 _7 j c5 n/ j* n r5 r8 x d7 a6 v9 j* f8 u. 9 j# d$ y 答案 d解析試題分析: 同步衛(wèi)星的周期與地球自轉(zhuǎn)周期相同，角速度相同，則知a與c的角速度相同，根據(jù)a=2r知，c的向心加速度大，衛(wèi)星的軌道半徑越大，向心加速度越小，則同步衛(wèi)星的向心加速度小于b的向心加速度，而b的向心加速度約為g，故知a的向心加速度小于重力加速度g，故a、c錯誤；由開普勒第三定律知，衛(wèi)星的半徑越大，周期越大，所以d的運動周期大于c的周期24h故b錯誤；由得：；所以，故d正確。4、舉世矚目的“神舟”六號航天飛船的成功發(fā)射和順利返回，顯示了我國航天事業(yè)取得的巨大成就，已知地球的質(zhì)量為m，引力常量為g，設(shè)飛船繞地球做勻速圓周運動的軌道半徑為r，則飛船在圓軌道上運行的速率為（）a y( s! 2 j3 v b2 z d. a p* f2 t+ j c 7 s n# f$ & b- d . f$ p- f$ + o c4 j ?. l答案 d解析試題分析：研究飛船繞地球做勻速圓周運動，根據(jù)萬有引力提供向心力，列出等式：，解得：，d正確。5、右圖為兩顆人造衛(wèi)星繞地球運動的軌道示意圖，為圓軌道，為橢圓軌道，ab為橢圓的長軸，兩軌道和地心都在同一平面內(nèi)，c、d為兩軌道交點。己知軌道上的衛(wèi)星運動到c點時速度方向與ab平行，則下列說法正確的是()a兩顆衛(wèi)星的運動周期相同b衛(wèi)星在軌道的速率為v0，衛(wèi)星在軌道b點的速率為vb，則v0vbc兩個軌道上的衛(wèi)星運動到c點時的加速度相同d兩個軌道上的衛(wèi)星運動到c點時的向心加速度大小相等答案 ac解析試題分析：根據(jù)幾何關(guān)系知，橢圓的半長軸與圓軌道的半徑相同，根據(jù)開普勒第三定律知，兩顆衛(wèi)星的運動周期相等故a正確b點為橢圓軌道的遠地點，速度比較小，v0表示做勻速圓周運動的速度，v0vb故b錯誤兩個軌道上的衛(wèi)星運動到c點時，所受的萬有引力相等，根據(jù)牛頓第二定律知，加速度相同故c正確因為兩個軌道上的衛(wèi)星在c點的速度不等，根據(jù)a知，向心加速度大小不等d錯誤6、來自中國航天科技集團公司的消息稱，中國自主研發(fā)的北斗二號衛(wèi)星系統(tǒng)今年起進入組網(wǎng)高峰期，預(yù)計在2015年形成覆蓋全球的衛(wèi)星導(dǎo)航定位系統(tǒng)，此系統(tǒng)由中軌道、高軌道和同步軌道衛(wèi)星等組成現(xiàn)在正在服役的北斗一號衛(wèi)星定位系統(tǒng)的三顆衛(wèi)星都定位在距地面36000km的地球同步軌道上目前我國的各種導(dǎo)航定位設(shè)備都要靠美國的gps系統(tǒng)提供服務(wù)，而美國的全球衛(wèi)星定位系統(tǒng)gps由24顆衛(wèi)星組成，這些衛(wèi)星距地面的高度均為20000km則下列說法中正確的是（）a所有g(shù)ps的衛(wèi)星所受向心力大小均相等1 ; 1 b; f: a+ i2 fb所有g(shù)ps的衛(wèi)星比北斗一號的衛(wèi)星線速度大8 n1 g 8 j$ g$ i1 b, s0 m1 m. ?% f nc北斗二號中的中軌道衛(wèi)星的加速度一定大于高軌道衛(wèi)星的加速度6 # w* u1 b8 j q% a: hd北斗一號系統(tǒng)中的三顆衛(wèi)星向心加速度比赤道上物體的向心加速度小 y8 y: ? j& u m1 b答案 bc解析試題分析：根據(jù)公式可得，這些衛(wèi)星的質(zhì)量不一定相等，故向心力不一定相等，a錯誤由公式得，半徑越大，速度越小，b正確由公式得，半徑越大，向心加速度越小，c正確，根據(jù)公式可得北斗一號系統(tǒng)中的三顆衛(wèi)星向心加速度比赤道上物體的向心加速度大，d錯誤7、如圖是嫦娥二號衛(wèi)星奔月的示意圖，衛(wèi)星發(fā)射后通過自帶的小型火箭多次變軌，進入地月轉(zhuǎn)移軌道，最終被月球引力捕獲，成為繞月衛(wèi)星，并開展對月球的探測，下列說法正確的是( )a發(fā)射“嫦娥二號”的速度必須大于第一宇宙速度3 j: l. d9 g* c+ 9 a. p b在繞月圓軌道上，衛(wèi)星周期與衛(wèi)星質(zhì)量有關(guān)7 l e3 x/ k/ e. g9 h4 w c衛(wèi)星受月球的引力與它到月球中心距離的平方成反比 4 j9 / v5 v. v; t; t9 id在繞月圓軌道上，衛(wèi)星受月球的引力一定大于受地球的引力9 o9 b2 j* ?: i 答案 acd解析試題分析：a、要使“嫦娥二號”離開地球，其發(fā)射速度必須大于第一宇宙速度；正確b、根據(jù)萬有引力等于向心力，可以求出衛(wèi)星的繞月周期，與衛(wèi)星質(zhì)量m無關(guān)；錯誤c、根據(jù)萬有引力定律，衛(wèi)星受月球的引力與它到月球中心距離的平方成反比；正確d、衛(wèi)星在繞月軌道上時所受合力提供向心力，而向心力指向軌跡的圓心即月球的球心，故月球?qū)πl(wèi)星的引力大于地球?qū)πl(wèi)星的引力；正確故選acd8、如圖所示，“神舟”飛船升空后，進入近地點為b，遠地點為a的橢圓軌道上飛行。飛行數(shù)圈后變軌。在過遠地點a的圓軌道上做勻速圓周運動飛船由橢圓軌道運行變軌到圓形軌道運行后（ ）a周期變短機械能增加 - f5 h% m$ a& v- cb周期變短，機械能減小8 s2 h: v9 d- a0 _c周期變長，機械能增加 b8 3 s3 _5 m* h ad周期變長，機械能減小 ( b n g4 a5 y4 i& i答案 c .9、如圖所示，a、b、c、d是在地球大氣層外的圓形軌道上勻速運行的四顆人造衛(wèi)星。其中a、c的軌道相交于p，b、d在同一個圓軌道上。某時刻b衛(wèi)星恰好處于c衛(wèi)星的正上方。下列說法中正確的是（ ） ab、d存在相撞危險! a 0 f3 l0 r4 b4 l( w4 _ ba、c的加速度大小相等，且大于b的加速度 0 e2 h5 k3 v m3 bcb、c的角速度大小相等，且小于a的角速度 & d# p f- d/ + q! 4 i( m/ b/ lda、c的線速度大小相等，且小于d的線速度7 r! _; q3 ?( c- v7 z 答案 b解析試題分析：由萬有引力提供向心力可知，a、c的軌道半徑相同則加速度大小相等，且大于b的加速度；其他選項不正確，故選b10、神舟八號飛船繞地球做勻速圓周運動時，飛行軌道在地球表面的投影如圖所示，圖中標明了飛船相繼飛臨赤道上空所對應(yīng)的地面的經(jīng)度。設(shè)神舟八號飛船繞地球飛行的軌道半徑為r1，地球同步衛(wèi)星飛行軌道半徑為r2.則等于a1249 c a. a% u5 5 v0 ib11565 o; u 1 c. r3 h2 g# ac12565 8 d9 c, y% fd1210+ o2 y& c: j8 k( c- e答案 c11、我國已成功發(fā)射多顆氣象衛(wèi)星，為氣象預(yù)報提供了大量有效信息，其中“風云一號”是極地圓形軌道衛(wèi)星，“風云二號”是地球同步衛(wèi)星。且“風云一號”的運行周期是“風云二號”的一半，比較這兩顆衛(wèi)星，下列說法中正確的是()a“風云一號”離地面較近，對同一區(qū)域連續(xù)觀測時間長3 ?( 3 v5 a8 s c) b b“風云二號”離地面較近，觀測覆蓋區(qū)域大( h, j. a& p- h, h& e! c& z: e5 o c“風云一號”運行線速度較大，觀測覆蓋區(qū)域大 ; : % c6 c# _6 dd“風云二號”運行線速度較大，對同一區(qū)域連續(xù)觀測時間長: s f ; e- d$ + 0 7 a 答案 c解析試題分析：由周期公式可知半徑越大周期越大，風云一號周期較小，則半徑較小，由線速度公式可知對同一區(qū)域連續(xù)觀測時間較短，ab錯；同理c對；d錯；12、如圖所示，a為繞地球做橢圓軌道運動的衛(wèi)星，b為地球同步衛(wèi)星，p為a、b兩軌道的交點。下列說法中正確的是（）a.衛(wèi)星a所受萬有引力完全提供向心力b.衛(wèi)星b相對地面靜止，一定不會與a相撞c.衛(wèi)星b加速后其軌道可與衛(wèi)星a軌道相同d.衛(wèi)星a在遠地點加速后其軌道可以變成比b軌道半徑更大的圓軌道答案 d13、如圖所示,a、b、c是在地球大氣層外圓形軌道上運行的3顆人造衛(wèi)星,下列說法正確的是()ab、c的線速度大小相等,且大于a的線速度9 p. m, y& , e o& v bb、c的向心加速度大小相等,且大于a的向心加速度5 f( z- $ d r/ y0 d6 a3 c) ! n4 o 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c a% b9 h6 h1 : n da衛(wèi)星由于某種原因,軌道半徑緩慢減小,其線速度將變大6 s1 r h) x0 h s; o 答案 d解析試題分析：由萬有引力提供向心力的線速度公式可知半徑不同，線速度不同，a錯；由向心加速度為可知半徑相同加速度相同，半徑越小加速度越大，a的向心加速度較大，b錯；c加速后發(fā)生離心運動，到高軌道運動，不能追上同一軌道的衛(wèi)星b，c錯；a衛(wèi)星由于某種原因,軌道半徑緩慢減小,在新的軌道依然可以看做是勻速圓周運動，所以根據(jù)線速度公式進行判斷可知d對；14、人造衛(wèi)星繞地球做勻速圓周運動，它所受的向心力f跟軌道半徑r的關(guān)系是()a由公式可知f和r成反比 t; u i( t5 e hb由公式f=m2r可知f和r成正比/ b6 g4 $ m- j g6 s2 y# _c由公式f=mv 可知f和r無關(guān), s$ v+ d7 a- u: d由公式可知f和r2成反比. s: h- w9 _; d* g答案 d解析試題分析：在回答f與r成正比和反比時要控制其他參量不變才行，比如說公式，由于半徑變化造成了線速度的變化，所以不能說f與r成反比，同理根據(jù)公式f=m2r也不能說f與r成正比，b錯；同理c錯；公式中只有f和r為變量，所以f和r2成反比15、某載人宇宙飛船在距地面高度約為4200km的赤道上空繞地球做勻速圓周運動，且與地球同步衛(wèi)星繞地球同向運動，每當二者相距最近時，宇宙飛船就向同步衛(wèi)星發(fā)射信號，然后再由同步衛(wèi)星將信號發(fā)送到地面接收站。若某時刻二者相距最遠，從該時刻開始，在一晝夜的時間內(nèi)，接收站共接收到信號的次數(shù)為（已知地球半徑約為6400km，地球同步衛(wèi)星距地面高度約為36000km）（ ）a4次( v% ?2 + / m m/ m( t# b6次% i* 1 9 g h) * g+ ec7次. a f8 i. l( b( 0 jd8次1 h! y4 y9 a f4 i& z答案 c16、假如一做圓周運動的人造地球衛(wèi)星的軌道半徑增加到原來的2倍，且仍做圓周運動，則下列說法正確的是( )根據(jù)公式vr可知衛(wèi)星運動的線速度將增大到原來的2倍根據(jù)公式f可知衛(wèi)星所需的向心力將減小到原來的根據(jù)公式f，可知地球提供的向心力將減小到原來的根據(jù)上述和給出的公式，可知衛(wèi)星運行的線速度將減小到原來的a - j& k& i% c) ?- h ab! f& n5 p# m. f2 5 h c % i: n4 g% b7 v6 j d- q0 h4 _+ s# f _ c3 h ? 答案 d17、地球的半徑為r，地面的重力加速度為g，一顆離地面高度為r的人造地球衛(wèi)星繞地球做勻速圓周運動，則下列說法正確的是（ ）a衛(wèi)星加速度的大小為; h% v2 _- l0 a9 b: d- _. j i* e b衛(wèi)星運轉(zhuǎn)的角速度為8 i& z% u- j2 g0 y c衛(wèi)星運轉(zhuǎn)的線速度為8 r& m% f( 5 i2 e d衛(wèi)星運轉(zhuǎn)的周期為, v7 b& y( v, k$ a. c- f 答案 bd18、如圖所示，在繞地球做勻速圓周運動的國際空間站里，一宇航員手拿一個小球站在朝向地球一側(cè)的“地面”上。下列說法正確的是()a宇航員相對于地球的速度介于79 km/s與112 km/s之間 / n; h4 : e# 7 e1 c$ z7 o9 z; wb若宇航員相對于太空艙無初速度釋放小球，小球?qū)⒙涞健暗孛妗鄙?: 4 w1 m5 - f. p: c3 t9 sc宇航員所受地球引力與他在地球表面上所受重力大小相等) i2 8 b* b4 d8 y, n. c; z d宇航員對“地面”的壓力等于零 ) _+ . a- g6 e i5 i3 g 答案 d19、質(zhì)量相同的人造衛(wèi)星，如果在不同軌道上繞地球做勻速圓周運動，那么下列判斷中正確的是()a軌道半徑大的衛(wèi)星所受向心力大% g/ n- i# ( f j4 gb軌道半徑大的衛(wèi)星所受向心力小) q/ s% z k( d: c軌道半徑大的衛(wèi)星運行線速度大+ ) e1 1 j5 a+ ed軌道半徑大的衛(wèi)星運行線速度小: 8 f* e4 k; r3 g答案 bd20、我國計劃在2017年前后發(fā)射一顆返回式探月著陸器，進行首次月球樣品取樣并返回地球的科學(xué)實驗。著陸器返回地球的過程，需要先由月球表面回到繞月球做圓周運動的軌道艙，再經(jīng)過技術(shù)處理后擇機返回地球。已知月球表面的重力加速度為g月，月球半徑為r月，軌道艙到月球中心的距離為r，引力常量為g。那么，由以上條件可求出的物理量是()a軌道艙的質(zhì)量 7 i4 9 a! x1 : qb月球的質(zhì)量5 2 w1 i e; y$ bc月球繞地球運動的周期) a7 t4 a- d _( x5 zd著陸器由月表到軌道艙的運動時間5 g) i7 k4 c8 d答案 b21、對人造地球衛(wèi)星,以下說法正確的是()a根據(jù)公式環(huán)繞速度隨r的增大而增大4 q3 a/ p+ g2 i b根據(jù)公式環(huán)繞速度隨r的增大而減小; r. 1 b3 h e# c1 g5 f c根據(jù)公式fm2r，當r增大到原來的4倍時，衛(wèi)星需要的向心力為原來的4倍# + s9 ?3 k% w6 , t& b) y! r d公式，當r增大到原來的2倍時，衛(wèi)星需要的向心力減為原來的1/2; w/ s* j; b3 v& 答案 b22、如圖所示，關(guān)閉動力的航天飛機在月球引力的作用下沿橢圓軌道向月球靠近，并將在p處進入空間站軌道，與空間站實現(xiàn)對接已知空間站繞月軌道半徑為r，周期為t，引力常量為g下列說法中正確的是（）a航天飛機向p處運動的過程中速度逐漸變小 , z8 + a: b# * ob根據(jù)題中條件可以算出月球質(zhì)量 m w. e6 y2 v c根據(jù)題中條件可以算出空間站受到月球引力的大小 + z o8 n5 % h: w: vd航天飛機向p處運動過程中加速度逐漸變大 0 r( w- a+ b, m5 答案 bd23、質(zhì)量為m的登月器與航天飛機連接在一起，隨航天飛機繞月球做半徑為3r（ r為月球半徑）的圓周運動。當它們運行到軌道的a點時，登月器被彈離, 航天飛機速度變大，登月器速度變小且仍沿原方向運動，隨后登月器沿橢圓登上月球表面的b點，在月球表面逗留一段時間后，經(jīng)快速起動仍沿原橢圓軌道回到分離點a與航天飛機實現(xiàn)對接。已知月球表面的重力加速度為g月?？茖W(xué)研究表明，天體在橢圓軌道上運行的周期的平方與軌道半長軸的立方成正比。試求： （1）登月器與航天飛機一起在圓周軌道上繞月球運行的周期是多少？ （2）若登月器被彈射后,航天飛機的橢圓軌道長軸為8r，則為保證登月器能順利返回a點，登月器可以在月球表面逗留的時間是多少？答案 （1）設(shè)登月器和航天飛機在半徑3r的軌道上運行時的周期為t，因其繞月球作圓周運動，所以應(yīng)滿足-同時月球表面的物體所受重力和引力的關(guān)系滿足-聯(lián)立得 -（4分）（2）設(shè)登月器在小橢圓軌道運行的周期是t1，航天飛機在大橢圓軌道運行的周期是t2。對登月器依題意有：-解得-（2分）對航天飛機依題意有：-解得 -（2分）為使經(jīng)登月器仍沿原橢圓軌道回到分離點與航天飛機實現(xiàn)對接，登月器可以在月球表面逗留的時間t應(yīng)滿足：t=nt2-t1 （其中，n=1、2、3、）-聯(lián)立得 （其中，n=1、2、3、） （4分）24、已知地球同步衛(wèi)星的軌道半徑約為地球半徑的7倍，某行星的同步衛(wèi)星軌道半徑約為該行星半徑的3倍，該行星的自轉(zhuǎn)周期約為地球自轉(zhuǎn)周期的一半，那么該行星的平均密度與地球平均密度之比約為（ ）a& i$ x2 # a3 n3 c b, l, ! o- h d e c7 x. g; 4 u. p q# , j1 t d n* v! j5 f+ p/ d 答案 a25、搭載有“勇氣”號火星車的探測器成功登陸在火星表面 。“勇氣”號離火星地面12m時與降落傘自動脫離，被眾氣囊包裹的“勇氣”號下落到地面后又彈跳到15m高處，這樣上下碰撞了若干次后，才靜止在火星表面上。假設(shè)“勇氣”號下落及反彈運動均沿豎直方向。已知火星的半徑為地球半徑的二分之一，質(zhì)量為地球的九分之一（取地球表面的重力加速度為10m/s2）。（10分） （1）根據(jù)上述數(shù)據(jù)，火星表面的重力加速度是多少？ （2）若被眾氣囊包裹的“勇氣”號第一次碰火星地面時，其機械能損失為其12m高處與降落傘脫離時的機械能的20，不計空氣的阻力，求“勇氣”號與降落傘脫離時的速度。答案 （1）在星球表面處有，(2分 ) 可得， (2分) (2分)（2）設(shè)探測器在12m高處向下的速度為,則有(2分) 代入數(shù)據(jù)，解得m/s (2分)26、某人造衛(wèi)星繞地球做勻速圓周運動，設(shè)地球半徑為r，地面重力加速度為g，下列說法正確的是()a人造衛(wèi)星的最小周期為% ( b% r. ?; r4 t b衛(wèi)星在距地面高度為r處的繞行速度為 q/ x $ d3 e* k2 dc衛(wèi)星在距地面高度為r處的重力加速度為) j* , 5 a5 s* m l# , c3 s d地球同步衛(wèi)星的速率比近地衛(wèi)星速率小，所以發(fā)射同步衛(wèi)星所需的能量較少8 o1 j. x/ b5 z, n! o 答案 abc27、發(fā)射地球同步衛(wèi)星時，先將衛(wèi)星發(fā)射到近地圓軌道1，然后點火，使其沿橢圓軌道2運行，最后再次點火，將衛(wèi)星送入同步圓軌道3。軌道1、2相切于q點，軌道2、3相切于p點，如圖所示，則當衛(wèi)星分別在1、2、3軌道上正常運行時，下列說法中正確的是（）a衛(wèi)星在軌道3上的速率大于在軌道1上的速率 5