文档介绍：该【专题5.15 卫星运动的物理量比较问题（基础篇）（解析版） 】是由【和合】上传分享，文档一共【8】页，该文档可以免费在线阅读，需要了解更多关于【专题5.15 卫星运动的物理量比较问题（基础篇）（解析版） 】的内容，可以使用淘豆网的站内搜索功能，选择自己适合的文档，以下文字是截取该文章内的部分文字，如需要获得完整电子版，请下载此文档到您的设备，方便您编辑和打印。1原创精品资源学科网独家享有版权,侵权必究!2020年高考物理100考点最新模拟题千题精练(必修部分)(基础篇).(2019年1月湖北黄冈调研)据报道,2020年我国首颗“人造月亮”将完成从发射、入轨、展开到照明的整体系统演示验证。“人造月亮”是一种携带大型空间反射镜的人造空间照明卫星,将部署在距离地球500km以内的低地球轨道上,其亮度是月球亮度的8倍,可为城市提供夜间照明。假设“人造月亮”绕地球做匀速圆周运动,则“人造月亮”在轨道上运动时()A.“人造月亮”的线速度等于第一宇宙速度B.“人造月亮”的角速度大于月球绕地球运行的角速度C.“人造月亮”的向心加速度大于地球表面的重力加速度D.“人造月亮”的公转周期大于月球绕地球运行的周期【参考答案】B【名师解析】根据第一宇宙速度的意义可知,绕地球表面运行的卫星的线速度等于第一宇宙速度,由G=m可得v=,“人造月亮”在距离地球500km以内的低地球轨道上运动,r>R,,其“人造月亮”的线速度小于第一宇宙速度,选项A错误;由G=mrω2可得ω=。由于“人造月亮”绕地球运动的轨道半径r远小于月球绕地球运动的轨道半径,所以“人造月亮”的角速度大于月球绕地球运行的角速度,选项B正确;由G=ma和G=mg可知,“人造月亮”的向心加速度小于地球表面的重力加速度,选项C错误;由G=mr()2可得T=2π。由于“人造月亮”绕地球运动的轨道半径r远小于月球绕地球运动的轨道半径,所以“人造月亮”绕地球运动的周期小于月球绕地球运行的周期,选项D错误。【名师点评】本题以即将发射的“人造月亮”为情景,意在考查灵活运用万有引力提供向心力分析解决问题的能力。解答卫星相关问题时,若涉及线速度,其向心力可用公式F=m;若涉及角速度,其向心力可用公式F=mrω2;若涉及周期,其向心力可用公式F=mr()2。3原创精品资源学科网独家享有版权,侵权必究!2.(2016·河南开封高三质检)如图所示,A是地球的同步卫星,B是位于赤道平面内的近地卫星,C为地面赤道上的物体,已知地球半径为R,同步卫星离地面的高度为h,则( )、B加速度的大小之比为()、C加速度的大小之比为1+、B、C速度的大小关系为vA>vB>【参考答案】BD【名师解析】根据万有引力提供向心力可知G=ma,得aA=G,aB=G,故=()2,选项A错误;A、C角速度相同,根据a=ω2r得aA=ω2(R+h),aC=ω2R,故=1+,选项B正确;根据G=m得v=,可知轨道半径越大线速度越小,所以vB>vA,又A、C角速度相同,根据v=ωr可知vA>vC,故vB>vA>vC,选项C错误;要将B卫星转移到A卫星的轨道上,先要加速到椭圆轨道上,再由椭圆轨道加速到A卫星的轨道上,选项D正确。3.(多选)发射地球同步卫星时,先将卫星发射至近地圆轨道1,然后经点火,使其沿椭圆轨道2运行,最后再次点火,将卫星送入同步圆轨道3,轨道1和2相切于Q点,轨道2和3相切于P点,设卫星在轨道1和轨道3正常运行的速度和加速度分别为v1、v3和a1、a3,在轨道2经过P点时的速度和加速度为v2和a2,且当卫星分别在1、2、3轨道上正常运行时周期分别为T1、T2、T3,以下说法正确的是( )>v2>v3 >v3>>a2><T2<T3【参考答案】BD【名师解析】卫星在轨道1运行速度大于卫星在轨道3运行速度,在轨道2经过P点时的速度v2小于4原创精品资源学科网独家享有版权,侵权必究!v3,选项A错误,>a3,在轨道2经过P点时的加速度a2=a3,,卫星在轨道1、2、3上正常运行时周期T1<T2<T3,,关于各物理量的关系,下列说法正确的是( )<vB<vC >FB>:ωA>ωB>ωC <aB<aC【参考答案】C【名师解析】因为卫星的质量大小关系不知,所以卫星的万有引力大小关系无法判断,B错误;卫星绕地球做圆周运动,有G=m=mrω2=ma向,得v=,ω=,a向=,由于rA<rB<rC,则vA>vB>vC,ωA>ωB>ωC,aA>aB>aC,故A、D错误,.(2019·天津六校联考)如图所示,a、b、c是在地球大气层外圆形轨道上运动的3颗卫星,下列说法正确的是( )、c的线速度大小相等,、c的向心加速度大小相等,,,轨道半径缓慢减小,则其机械能逐渐增大【参考答案】B【名师解析】卫星绕地球做圆周运动,万有引力提供向心力G=m,得v=,b、c的轨道半径相等,故b、c的线速度大小相等但小于a的线速度,=ma,得a=,由此可知,轨道半径越小,加速度越大,故a的向心加速度大于b、c的向心加速度,,万有引力不够提供向心力,做离心运动,离开原轨道,所以不会与同轨道上的卫星相遇,,轨道半径缓慢减小,万有引力以外的力做负功,机械能减小,,侵权必究!6.(2019·湖南邵阳月考)两颗人造卫星绕地球逆时针运动,卫星1、卫星2分别沿圆轨道、椭圆轨道运动,圆的半径与椭圆的半长轴相等,两轨道相交于A、B两点,某时刻两卫星与地球在同一直线上,如图所示,下列说法中正确的是( )=【参考答案】BD【名师解析】v2为椭圆轨道的远地点速度,速度最小,v1表示做匀速圆周运动的速度,v1>v2,故A错误;两个轨道上的卫星运动到A点时,所受的万有引力产生加速度a=GM/r2,;椭圆的半长轴与圆轨道的半径相同,根据开普勒第三定律知,两颗卫星的运动周期相等,则不会相遇,故D正确,.(2017·江苏卷,6)(多选)“天舟一号”货运飞船于2017年4月20日在文昌航天发射中心成功发射升空。与“天宫二号”空间实验室对接前,“天舟一号”在距地面约380km的圆轨道上飞行,则其( )【参考答案】BCD【名师解析】根据万有引力提供向心力得G=m(R+h)ω2=m=m(R+h)=ma,解得v=,ω=,T=,a=,由题意可知,“天舟一号”的离地高度小于同步卫星的离地高度,则“天舟一号”的角速度大于同步卫星的角速度,也大于地球的自转角速度,“天舟一号”的周期小于同步卫星的周期,也小于地球的自转周期,选项A错误,C正确;由第一宇宙速度v=可知,“天舟一号”的线速度小于第一宇宙速度,选项B正确;由地面的重力加速度g=可知,“天舟一号”的向心加速度小于地面的重力加速度,选项D正确。8.(多选)如图2,同步卫星与地心的距离为r,运行速率为v1,向心加速度为a1,地球赤道上的物体随地球自转的向心加速度为a2。第一宇宙速度为v2,地球半径为R,则下列比值正确的是( )5原创精品资源学科网独家享有版权,侵权必究!A.= B.=()2C.=D.=【参考答案】AD【名师解析】本题中涉及三个物体,其已知量排列如下地球同步卫星:轨道半径r,运行速率v1,加速度a1地球赤道上的物体:轨道半径R,随地球自转的向心加速度a2,近地卫星:轨道半径R,运行速率v2对于卫星,其共同特点是万有引力提供向心力,有G=m,故=。故选项D正确;对于同步卫星和地球赤道上的物体,其共同特点是角速度相等,有a=ω2r,故=。故选项A正确。9.(2018·山东微山一中期末)(多选)如图所示,a、b、c是地球大气层外圆形轨道上运行的三颗人造地球卫星,a、b质量相同,且小于c的质量,则( )、c周期相等,、c向心加速度相等,、c的线速度大小相等,且小于a的线速度【参考答案】BD【名师解析】根据F=G,可知c所需的向心力大于b所需的向心力,选项A错误;由G=ma=m=mr()2,可得a=,v=,T=,可知b、c周期相等,且大于a的周期,选项B正确;b、c加速度相等,且小于a的加速度,选项C错误;b、c的线速度大小相等,且小于a的线速度,选项D正确。7原创精品资源学科网独家享有版权,侵权必究!10.(多选)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( )>TB >=SB D.=【参考答案】AD【名师解析】由==mR和Ek=mv2可得T=2π,Ek=,因RA>RB,则TA>TB,EkA<EkB,选项A正确,B错误;由开普勒定律可知,选项C错误,D正确。11.(2017·河南平顶山高三联考)(多选)图中的甲是地球赤道上的一个物体、乙是“神舟六号”宇宙飞船(周期约90分钟)、丙是地球的同步卫星,它们运行的轨道示意图如图所示,它们都绕地心做匀速圆周运动。下列有关说法正确的是( )>a丙><v丙<=24h,可计算出地球的密度ρ=,可计算出地球质量M=【参考答案】AD【名师解析】ω甲=ω丙、r甲<r丙,由a=rω2、v=ωr知,线速度v甲<v丙,向心加速度a甲<a丙;乙和丙都在地球的引力作用下绕地球做圆周运动,万有引力提供向心力,a=G,v=,r乙<r丙,有a乙>a丙,v乙>v丙,故选项A正确,B错误;对于甲物体,万有引力的一个分力提供向心力,假设地球半径为R,质量为M,那么赤道上质量为m的物体受到的万有引力F=,而物体做匀速圆周运动的向心力公式F向=。C项中告诉我们周期T甲,故有>,可得>,密度ρ=>,选项C错误;对于乙物体,万有引力提供向心力,有7原创精品资源学科网独家享有版权,侵权必究!=,可得M=,故选项D正确。12.(2017·四川省遂宁市高三二诊)如图所示,质量相同的三颗卫星a、b、c绕地球做匀速圆周运动,其中b、c在地球的同步轨道上,a距离地球表面的高度为R,此时a、、半径为R、,则( ).卫星a和b下一次相距最近还需经过t=,可让卫星c加速【参考答案】C【名师解析】.卫星b绕地球做匀速圆周运动,,.9km/s,,故A错误;卫星从低轨道到高轨道需要克服引力做较多的功,卫星a、b质量相同,所以卫星b的机械能大于卫星a的机械能,故B错误;b、c在地球的同步轨道上,所以卫星b、,即=mω2r,解得ω=,a距离地球表面的高度为R,所以卫星a的角速度ωa=,此时a、b恰好相距最近,到卫星a和b下一次相距最近时满足(ωa-ω)t=2π,解得t=,故C正确;让卫星c加速,所需的向心力增大,由于万有引力小于所需的向心力,卫星c会做离心运动,离开原轨道,所以不能与b实现对接,(2016湖南十三校联考)为了测量某行星的质量和半径,宇航员记录了登陆舱在该行星表面做圆周运动的周期T,登陆舱在行星表面着陆后,用弹簧称称量一个质量为m的砝码读数为N。已知引力常量为G。则下列计算中错误的是() ,侵权必究!【参考答案】B【命题立意】本题旨在考查万有引力作用与卫星的圆周运动【名师解析】用弹簧称称量一个质量为m的砝码读数为N,g=Nm=GMr2,登陆舱在该行星表面做圆周运动的周期T,GMmr2=mr(2πT)2,GMr2=r(2πT)2,解上二式得,r=NT24mπ2,M=N3T416π4m3;行星的密度ρ=MV=M43πr3=3πGT2;该行星的第一宇宙速度为v=GMr=NT2πm【举一反三】在这颗行星表面以v上抛一物体,经多长时间落地?14.(2016·河北百校联考)嫦娥五号探测器由轨道器、返回器、着陆器等多个部分组成。探测器预计在2017年由长征五号运载火箭在中国文昌卫星发射中心发射升空,自动完成月面样品采集,并从月球起飞,返回地球,带回约2kg月球样品。某同学从网上得到一些信息,如表格中的数据所示,请根据题意,判断地球和月球的密度之比为( )月球半径R0月球表面处的重力加速度g0地球和月球的半径之比=4地球表面和月球表面的重力加速度之比=6A. B. 【参考答案】B【名师解析】利用题给信息,对地球,有G=mg,得M=,又V=πR3,得地球的密度ρ==;对月球,有G=mg0,得M0=,又V0=πR,得月球的密度ρ0==,则地球的密度与月球的密度之比=,故B正确。