2017高考物理最新模拟题精选训练(万有引力与航天)专题04卫星的发

专题04 卫星的发射和环绕问题

1．（2017河南天一大联考）人造地球卫星都带有太阳能帆板，太阳能帆板在阳光照射下可将太阳能转化为电能供卫星上的仪器设备使用．可是卫星每圈总有一段时间在地球的影子里运动，在这段时间内，太阳能帆板无法供电，卫星只能依靠备用电源．若某卫星在赤道平面内环绕地球做匀速圆周运动，周期为地球近地卫星周期的

倍．当太阳直射赤道时，这颗

卫星的太阳能帆板在卫星运动一周内无法供电的时间约为（地球近地卫星周期约为 90分钟，不考虑光的折射和反射）（ ） A．5分钟 C．

B．30分钟

D．

分钟

分钟

【参考答案】D．

2．（2014·广东）如图12-1所示，飞行器P绕某星球做匀速圆周运动，星球相对飞行器的角度为θ，下列说法正确的是（ ）

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A．轨道半径越大，周期越长 B. 轨道半径越大，速度越大

C. 若测得周期和张角，可得到星球的平均密度 D．若测得周期和轨道半径，可得到星球的平均密度 【参考答案】AC

注解：对于距离已知的天体，只要测出它们的视圆面直径的张角，即可以求出它们的大小。对太阳、月球和行星的线直径都是这样测量的。在地球上用测角仪器很容易测得太阳的角直径为31’59”3，角半径为15’59”32，。根据已知的日地平均距离a=1.5×l0km。就可算出太阳的线半径为： R=a×sin（15’ 59”32）= 6.96×10 千米，大概70万千米，约相当于地球半径的109倍。同理可测得月球的平均角半径为15’32”.6，略小于太阳角半径。所以，从地球上看去，它们的大小相差不多，但是，月地距离比日地距离小得多。月球的线半径也比太阳小得多，仅有1738千米。

3 （2013·全国新课标理综1） 2012年6曰18日，神州九号飞船与天宫一号目标飞行器在离地面343km的近圆轨道上成功进行了我国首次载人空间交会对接。对接轨道所处的空间存

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在极其稀薄的空气，下面说法正确的是（ ）

A．.为实现对接，两者运行速度的大小都应介于第一宇宙速度和第二宇宙速度之间 B．.如不加干预，在运行一段时间后，天宫一号的动能可能会增加 C．如不加干预，天宫一号的轨道高度将缓慢降低

D．.航天员在天宫一号中处于失重状态，说明航天员不受地球引力作用 【参考答案】：BC

【点评】本题考查万有引力定律、卫星的运动、第一宇宙速度、机械能、失重等基础知识点，意在考查考生应用相关知识定量分析物理问题，解决问题的能力。

注解：第一宇宙速度是从地面发射卫星的最小速度，它等于近地面卫星的环绕速度，它也是所有环绕地球运动卫星的最大速度。

4．（2013·浙江）如图12-3所示，三颗质量均为m的地球同步卫星等间隔分布在半径为r的圆轨道上，设地球质量为M，半径为R。下列说法正确的是（ ）

A．地球对一颗卫星的引力大小为

GMm 2(r?R)GMm 2rB．一颗卫星对地球的引力大小为

Gm2C．两颗卫星之间的引力大小为 23rD．三颗卫星对地球引力的合力大小为【参考答案】BC

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3GMm r2【名师解析】由万有引力定律，地球对一颗卫星的引力大小为力大小为

GMm，一颗卫星对地球的引r2GMm，选项A错误B正确。由2rcos30°=L可得两颗卫星之间的距离为L=3r，2rGm2由万有引力定律，两颗卫星之间的引力大小为，选项C正确。三颗卫星对地球引力的合23r力大小为零，选项D错误。

5.（2016·北京）如图所示，一颗人造卫星原来在椭圆轨道1绕地球E运行，在P点变轨后进入轨道2做匀速圆周运动，下列说法正确的是

A.不论在轨道1还是在轨道2运行，卫星在P点的速度都相同 B.不论在轨道1还是在轨道2运行，卫星在P点的加速度都相同 C.卫星在轨道1的任何位置都具有相同加速度 D.卫星在轨道2的任何位置都具有相同动量 【参考答案】B

6．.(2016·江苏)如图所示，两质量相等的卫星A、B绕地球做匀速圆周运动，用R、T、Ek、

S分别表示卫星的轨道半径、周期、动能、与地心连线在单位时间内扫过的面积．下列关系式

正确的有

A．TA>TB B. EkA>EkB 33RARBC．SA=SB D. 2?2

TATB【参考答案】AD 【名师解析】

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Mm2?2

由G2=mR()，解得T=2π

TR=

Mmv2R3.由此可知，TA>TB，选项A正确。由G2=m，Ek

RRGM12GMmmv，解得：Ek =，由此可知，EkA

RR33RARB卫星与地心连线在单位时间内扫过的面积S不等，选项C错误。由开普勒定律可知，2?2，

TATB选项D正确。

7. （2016·四川） 国务院批复，自2016年起将4月24日设立为“中国航天日”。1970年4月24日我国首次成功发射的人造卫星东方红一号，目前仍然在椭圆轨道上运行，其轨道近地点高度约为440 km，远地点高度约为2060 km；1984年4月8日成功发射的东方红二号卫星运行在赤道上空35786 km的地球同步轨道上。设东方红一号在远地点的加速度为a1，东方红二号的加速度为a2，固定在地球赤道上的物体随地球自转的加速度为a3，则a1、a2、a3的大小关系为

A.a2＞a1＞a3 B. a3＞a2＞a1

C. a3＞a1＞a2 D. a1＞a2＞a3

【参考答案】D

8、（2016·天津）我国即将发射“天宫二号”空间实验室，之后发射“神舟十一号”飞船与“天宫二号”对接。假设“天宫二号”与“神舟十一号”都围绕地球做匀速圆周运动，为了实现飞船与空间实验室的对接，下列措施可行的是

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A．使飞船与空间实验室在同一轨道上运行，然后飞船加速追上空间实验室实现对接 B．使飞船与空间实验室在同一轨道上运行，然后空间实验室减速等待飞船实现对接 C．飞船先在比空间实验室半径小的轨道上加速，加速后飞船逐渐靠近空间实验室，两者速度接近时实现对接

D．飞船先在比空间实验室半径小的轨道上减速，减速后飞船逐渐靠近空间实验室，两者速度接近时实现对接 【参考答案】C

9．（2013·海南）“北斗”卫星导航定位系统由地球静止轨道卫星（同步卫星）、中轨道卫星和倾斜同步卫星组成。地球静止轨道卫星和中轨道卫星都在圆轨道上运行，它们距地面的高度分别约为地球半径的6倍和3.4倍，下列说法中正确的是（ ）

A．静止轨道卫星的周期约为中轨道卫星的2倍 B．静止轨道卫星的线速度大小约为中轨道卫星的2倍 C．静止轨道卫星的角速度大小约为中轨道卫星的1/7 D．静止轨道卫星的向心加速度大小约为中轨道卫星的1/7 【参考答案】A

T12?6R?R?3【名师解析】由开普勒定律，2==4，静止轨道卫星的周期约为中轨道卫

T2?3.4R?R?3vMmv2GM4.4星的2倍,选项A正确。由G2=m解得：v=，1=，静止轨道卫星的线速

rrr7v2度大小约为中轨道卫星的

Mm4.4GM2

倍，选项B错误。由G2=mrω，解得：ω=，3r7r - 6 -

?14.43==0.5，静止轨道卫星的角速度大小约为中轨道卫星的0.5倍，选项C错误。?273a14.44MmG2=ma可得：=2=0.4，静止轨道卫星的向心加速度大小约为中轨道卫星的0.4倍，ra27选项D错误。

10．（2011·天津）质量为m的探月航天器在接近月球表面的轨道上飞行，其运动视为匀速圆周运动。已知月球质量为M，月球半径为R，月球表面重力加速度为g，引力常量为G，不考虑月球自转的影响，则航天器的（ ） A.线速度v?GM B.角速度w?gR RGmR D.向心加速度a?2

RgC.运行周期T?2?【参考答案】．AC

11（2010·福建）火星探测项目是我国继神舟载人航天工程、嫦娥探月工程之后又一个重大太空探索项目。假设火星探测器在火星表面附近圆轨道运行的周期为T1，神舟飞船在地球表面附近的圆形轨道运行周期为T2，火星质量与地球质量之比为p，火星半径与地球半径之比为q，则T1与T2之比为（ ） A. pq B. 31pq3 C. D. pq3q3p【参考答案】．D

【名师解析】航天器在星球表面附近做匀速圆周运动，轨道半径等于星球半径。万有引力提

mM2?2)r，解得周期T=2π供向心力，G2?m(rT项D正确。

r13M2T1r3q3。所以==，选

r23M1T2GMp - 7 -

12.（2012·四川）今年4月30日，西昌卫星发射中心的发射的中圆轨道卫星，其轨道半径为2.8×10m。它与另一颗同质量的同步轨道卫星（轨道半径为4.2×10m）相比（ ） A.向心力较小 B.动能较大

C.发射速度都是第一宇宙速度 D.角速度较小 【参考答案】. B

【名师解析】中圆轨道卫星的向心力较大，速度较大，动能较大，角速度较大，选项AD错误B正确；发射中圆轨道卫星和同步轨道卫星的发射速度都大于第一宇宙速度，选项D错误。

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