高考復(fù)習(xí)方案(全國卷地區(qū)專用)2017屆高考物理一輪復(fù)習(xí)專題匯編4人造衛(wèi)星宇宙速度作業(yè)手冊新人教版

1、專題4人造衛(wèi)星宇宙速度一、單選題1.2015湖南衡陽五校聯(lián)考已知地球的半徑為6.4X106m,地球自轉(zhuǎn)的角速度為7.29X105rad/s,地面的重力加速度為9.8m/s2,在地球表面發(fā)射衛(wèi)星的第一宇宙速度為7.9X103m/s,第三宇宙速度為16.7X103m/s,月球到地球中心的距離為3.84X108m.假設(shè)地球上有一棵蘋果樹長到了接近月球那么高，則當(dāng)蘋果脫離蘋果樹后，將（）A.落向地面B.成為地球的同步“蘋果衛(wèi)星”C.成為地球的“蘋果月亮”D.飛向茫茫宇宙2.如圖Z4-1所示，飛行器P繞某星球做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，星球相對飛行器的張角為0,引力常量為G下列說法正確的是（圖 圖 Z4-1A.軌道

2、半徑越大，周期越短B.軌道半徑越大，速度越大C.若測得周期和張角，可得到星球的平均密度D.若測得周期和軌道半徑，可得到星球的平均密度2015福建卷如圖Z4-2所示，若兩顆人造衛(wèi)星a和b均繞地球做勻速圓周運(yùn)動(dòng),a、b到地心O的距離分別為1、2,線速度大小分別為vi、V2,則（）V1V12 2C. 1 =一V2 r 1圖 Z4-22V12V22015河南鄭州高三上學(xué)期期中考試馬航客機(jī)失聯(lián)牽動(dòng)全世界人的心，現(xiàn)初步確定失事地點(diǎn)位于南緯3152東經(jīng)11552的澳大利亞西南城市珀斯附近的海域，有一顆繞地球做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的衛(wèi)星，每天上午同一時(shí)刻在該區(qū)域的正上方海面照相，則A.該衛(wèi)星軌道平面可能與地球某一緯線

3、圈共面B.該衛(wèi)星一定是地球同步衛(wèi)星C.該衛(wèi)星速度可能大于7.9km/sD.地球自轉(zhuǎn)周期一定是該衛(wèi)星運(yùn)行周期的整數(shù)倍宇宙中存在一些質(zhì)量相等且離其他恒星較遠(yuǎn)的四顆星組成的四星系統(tǒng)，通?？珊雎云渌求w對它們的引力作用.設(shè)四星系統(tǒng)中每顆星體的質(zhì)量均為m半徑均為R,四顆星穩(wěn)定地分布在邊長為a的正方形的四個(gè)頂點(diǎn)上.已知引力常量為G關(guān)于四星系統(tǒng)，下列說法錯(cuò)誤的是（）A.四顆星圍繞正方形對角線的交點(diǎn)做勻速圓周運(yùn)動(dòng)B.四顆星的軌道半徑均為aC.四顆星表面的重力加速度均為Gmr2C.四顆星表面的重力加速度均為Gmr2D.四顆星的周期均為2 71a二、多選題載人飛船從發(fā)射、進(jìn)入軌道、加速變軌，最后進(jìn)入圓形.2015

4、載人飛船從發(fā)射、進(jìn)入軌道、加速變軌，最后進(jìn)入圓形軌道穩(wěn)定運(yùn)行.如圖Z4-3是載人飛船正在加速變軌的過程，如下相關(guān)的說法中，正確的是圖 圖 Z4-3A.進(jìn)入高軌道后的周期比低軌道的周期小B,進(jìn)入高軌道后的速率比低軌道的速率小C.進(jìn)入高軌道后，飛船的加速度變小D.飛船在圓形軌道運(yùn)行時(shí)，宇航員處于超重狀態(tài).我國自主研制的“北斗一號”衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)又被稱為“雙星定位系統(tǒng)”，具有導(dǎo)航、定位等功能.“北斗”系統(tǒng)中兩顆工作衛(wèi)星均繞地心O做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，軌道半徑為r,某時(shí)刻兩顆工作衛(wèi)星分別位于軌道上的AB兩位置（如圖Z4-4所示）.若衛(wèi)星均順時(shí)針運(yùn)行，地球表面處的重力加速度為g,地球半徑為R,不計(jì)衛(wèi)星間的相互作

5、用力，則以下判斷中正確的是（）圖Z4-4土、，一6，R2ga.這兩顆衛(wèi)星的加速度大小相等，均為-rr.衛(wèi)星1向后噴氣就一定能追上衛(wèi)星2C.衛(wèi)星1C.衛(wèi)星1由位置A運(yùn)動(dòng)到位置B所需的時(shí)間為1D.衛(wèi)星1中質(zhì)重為m的物體的動(dòng)能為2mgr2015河北唐山二模甲、乙為兩顆地球衛(wèi)星，其中甲軌道為圓，乙軌道為橢圓，圓軌道的直徑與橢圓軌道的長軸相等，如圖Z4-5所示，P點(diǎn)為兩軌道的一個(gè)交點(diǎn).以下判斷正確的是（）圖 圖 Z4-5A.衛(wèi)星乙在遠(yuǎn)地點(diǎn)的線速度小于衛(wèi)星甲的線速度B.衛(wèi)星乙在近地點(diǎn)的線速度小于衛(wèi)星甲的線速度C.衛(wèi)星乙的周期大于衛(wèi)星甲的周期D.衛(wèi)星乙在P點(diǎn)的加速度等于衛(wèi)星甲在P點(diǎn)的加速度三、計(jì)算題2015

6、河南洛陽高三第一次統(tǒng)考宇航員在月球表面完成下面實(shí)驗(yàn)：在一固定的豎直光滑圓軌道內(nèi)部最低點(diǎn)使一質(zhì)量為m的小球（可視為質(zhì)點(diǎn)）獲得初速度vo如圖Z4-6所示,小球恰好能在豎直面內(nèi)做完整的圓周運(yùn)動(dòng).已知圓軌道半徑為r,月球的半徑為R引力常量為G若在月球表面上發(fā)射一顆環(huán)月衛(wèi)星，則所需的最小發(fā)射速度為多大？石墨烯是近些年發(fā)現(xiàn)的一種新材料，其超高強(qiáng)度及超強(qiáng)導(dǎo)電、導(dǎo)熱等非凡的物理化2010年諾貝爾物理學(xué)學(xué)性質(zhì)有望使212010年諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng).用石墨烯制作超級纜繩，人類搭建“太空電梯”的夢想有望在本世紀(jì)實(shí)現(xiàn).科學(xué)家們設(shè)想，通過地球同步軌道站向地面垂下一條纜繩至赤道基站，電梯艙沿著這條纜繩運(yùn)行，如圖Z4-7所示，

7、實(shí)現(xiàn)外太空和地球之間便捷的物資交換.(1)若“太空電梯”將貨物從赤道基站運(yùn)到距地面高度為(1)若“太空電梯”將貨物從赤道基站運(yùn)到距地面高度為 質(zhì)量為m的貨物相對地心運(yùn)動(dòng)的動(dòng)能.設(shè)地球自轉(zhuǎn)角速度為hi的同步軌道站，求軌道站內(nèi)(2)當(dāng)電梯艙停在距地面高度 的壓力大小.地面附近重力加速度 球半徑 R= 6.4X10 3 km.h2=4R的站點(diǎn)時(shí)，求艙內(nèi)質(zhì)量g取10 m/s2,地球自轉(zhuǎn)角速度地球半徑為Rn2=50 kg的人對水平地板W =7.3 x 10 5 rad/s ,地專題(四)D解析地球自轉(zhuǎn)的角速度為7.29X105rad/s，月球到地球中心的距離為3.84X108m.地球上有一棵蘋果樹長到了

8、接近月球那么高，根據(jù)v=rco得蘋果的線速度v=2.8x104m/s,第三宇宙速度為16.7x103m/s,由于蘋果的線速度大于第三宇宙速度，所以蘋果脫離蘋果樹后，將脫離太陽系的束縛，飛向茫茫宇宙.選項(xiàng)D正確.2，一Mm4C解析根據(jù)G、=mTLR可知，軌道半徑越大則周期越大，選項(xiàng)A錯(cuò)誤；根據(jù)罌mR可知，軌道半徑越大則速度越小，選項(xiàng)b錯(cuò)誤；若測得周期則有M如果知道張角8,則該星球的半徑為r=Fsin由M=：兀r3p,即4兀Rsin-p, TOC o 1-5 h z 23Gl32可得到星球的平均密度，選項(xiàng)C正確；已測得飛行器的周期和軌道半徑，但無法計(jì)算星球的半徑，故無法求出星球的平均密度，選項(xiàng)D錯(cuò)

9、誤.22A解析對a：am對b：GM匹m2,可知1122V21r1D解析衛(wèi)星繞地球做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，萬有引力提供圓周運(yùn)動(dòng)向心力，故地心必在軌道平面內(nèi)，不可能與地球除赤道外的緯線圈共面，選項(xiàng)A錯(cuò)誤；地球同步衛(wèi)星一定在赤道上空，選項(xiàng)B錯(cuò)誤；該衛(wèi)星速度一定小于7.9km/s,選項(xiàng)C錯(cuò)誤；由于衛(wèi)星每天上午同一時(shí)刻在該區(qū)域的正上方海面照相，故知地球自轉(zhuǎn)一周，則該衛(wèi)星繞地球做圓周運(yùn)動(dòng)N周,即地球自轉(zhuǎn)周期一定是該衛(wèi)星運(yùn)行周期的整數(shù)倍，選項(xiàng)D正確.B解析其中一顆星體受到其他三顆星體的萬有引力作用，合力方向指向正方形對角線的交點(diǎn)，星體圍繞正方形對角線的交點(diǎn)做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，由幾何知識可得，軌道半徑均為*a,選項(xiàng)A正確

10、，選項(xiàng)B錯(cuò)誤；在星體表面，根據(jù)萬有引力等于重力，可得GmFm-=m,Gm . 一g星，解得Gm . 一g星，解得9星=專，選項(xiàng)C正確；由萬有引力定律和向心力公式得Gm2,22Gm4 兀(,2a) 2解得T=2兀a、/2：選項(xiàng)D正確.2V(4+V2)GmBC解析根據(jù)萬有引力提供向心力得GM-=nv-=mw2=m2|=ma彳導(dǎo)T=、4、v=、/GMa=GM由此可知，軌道半徑越大，周期越大，線速度和加速度越小， TOC o 1-5 h z ；GM,故飛船進(jìn)入高軌道后的周期變大，速率和加速度變小，故A錯(cuò)誤，B、C正確.飛船在圓形軌道運(yùn)行時(shí)，地球?qū)τ詈絾T的引力完全用來提供向心力，宇航員處于失重狀態(tài)，選項(xiàng)

11、D錯(cuò)誤.一,GMmGMmgR”AC解析由p=ma-Rr=mg得a=-rr,選項(xiàng)A正確；衛(wèi)星1向后噴氣時(shí)速度增大，所需的向心力增大，萬有引力不足以提供其所需的向心力而做離心運(yùn)動(dòng)，與衛(wèi)星2不再處于同一軌道上了，選項(xiàng)B錯(cuò)誤；由,不再處于同一軌道上了，選項(xiàng)B錯(cuò)誤；由,0 丁 1 GMm_2jt 360 T 6丁、2T2GMm、= mg可得%r/r,GMmv2GMm12mgR2,八，t=選項(xiàng)C正確；由：=m、1歹=mg、E=；mv可得E=_,選項(xiàng)D錯(cuò)誤.3Rgrrr22rAD解析由開普勒第三定律可知：由于圓軌道的直徑與橢圓軌道的長軸相等，所以二者的周期一定是相等的.所以衛(wèi)星乙在遠(yuǎn)地點(diǎn)的線速度小于衛(wèi)星甲的

12、線速度，衛(wèi)星乙在近地點(diǎn)的線速度大于衛(wèi)星甲的線速度.故A正確，B、C錯(cuò)誤.由萬有引力提供向心力可知GrM2m=ma得：a=GM二者在P點(diǎn)到地球的距離相等，所以二者在P點(diǎn)的加速度相等.選項(xiàng)9. V0D正確.9. V05R解析設(shè)月球表面重力加速度為g月，月球質(zhì)量為M解析若小球剛好做完整的圓周運(yùn)動(dòng)，則小球在最高點(diǎn)有2vmg月=ny從最低點(diǎn)至最高點(diǎn)由動(dòng)能定理得1212人mg月2r=mv2mv2由可得g月=當(dāng)5r在月球表面發(fā)射衛(wèi)星的最小速度為月球的第一宇宙速度，則2/V1mg月=m三R解得 v1=解得 v1=，giR= v5R.122_(1)2m3(R+h)(2)11.5N解析(1)設(shè)貨物相對地心的距離為1,線速度為V1