浙江省備戰(zhàn)2020年高考物理 一遍過考點(diǎn)13 天體運(yùn)動(dòng)及人造衛(wèi)星(含解析)

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1、天體運(yùn)動(dòng)及人造衛(wèi)星 專題 知識內(nèi)容 考試要求 必考 加試 萬有引力與航天 宇宙航行 c 一、同步衛(wèi)星 同步衛(wèi)星是指相對地球“靜止不動(dòng)”的衛(wèi)星。 同步衛(wèi)星的六個(gè)“一定”: 軌道平面一定 軌道平面與赤道平面重合 高度一定 距離地心的距離一定,h=4.225×104 km;距離地面的高度為3.6×104 km 環(huán)繞速度一定 v=3.08 km/s,環(huán)繞方向與地球自轉(zhuǎn)方向相同 角速度一定 周期一定 與地球自轉(zhuǎn)周期相同,常取T=24 h 向心加速度一定 a=0.23 m/s2 二、赤道上的物體與同步衛(wèi)星以及近地衛(wèi)星的運(yùn)動(dòng)規(guī)律 1.地球赤道上的物

2、體,靜止在地面上與地球相對靜止,隨地球的自轉(zhuǎn)繞地軸做勻速圓周運(yùn)動(dòng)。地球赤道上的物體受到地球的萬有引力,其中的一個(gè)分力提供物體隨地球自轉(zhuǎn)做圓周運(yùn)動(dòng)的向心力,產(chǎn)生向心加速度a,另一個(gè)分力為重力,有G–mg=ma(其中R為地球半徑)。 2.近地衛(wèi)星的軌道高度約等于地球的半徑,其所受萬有引力完全提供衛(wèi)星做圓周運(yùn)動(dòng)的向心力,即G=ma。 3.同步衛(wèi)星與赤道上的物體具有與地球自轉(zhuǎn)相同的運(yùn)轉(zhuǎn)周期和運(yùn)轉(zhuǎn)角速度,始終與地球保持相對靜止?fàn)顟B(tài),共同繞地軸做勻速圓周運(yùn)動(dòng)。 4.區(qū)別: (1)同步衛(wèi)星與地球赤道上的物體的周期都等于地球自轉(zhuǎn)的周期,而不等于近地衛(wèi)星的周期。 (2)近地衛(wèi)星與地球赤道上的物體的運(yùn)動(dòng)

3、半徑都等于地球的半徑,而不等于同步衛(wèi)星運(yùn)動(dòng)的半徑。 (3)三者的線速度各不相同。 三、宇宙速度和衛(wèi)星變軌問題的分析 1.第一宇宙速度v1=7.9 km/s,既是發(fā)射衛(wèi)星的最小發(fā)射速度,也是衛(wèi)星繞地球運(yùn)行的最大環(huán)繞速度。 2.第一宇宙速度的兩種求法: (1),所以 (2),所以。 3.第二、第三宇宙速度也都是指發(fā)射速度。 4.當(dāng)衛(wèi)星由于某種原因速度突然改變時(shí)(開啟或關(guān)閉發(fā)動(dòng)機(jī)或空氣阻力作用),萬有引力不再等于向心力,衛(wèi)星將變軌運(yùn)行: (1)當(dāng)衛(wèi)星的速度突然增加時(shí),,即萬有引力不足以提供向心力,衛(wèi)星將做離心運(yùn)動(dòng),脫離原來的圓軌道,軌道半徑變大,當(dāng)衛(wèi)星進(jìn)入新的軌道穩(wěn)定運(yùn)行時(shí),由可知

4、其運(yùn)行速度比原軌道時(shí)減小。 (2)當(dāng)衛(wèi)星的速度突然減小時(shí),,即萬有引力大于所需要的向心力,衛(wèi)星將做近心運(yùn)動(dòng),脫離原來的圓軌道,軌道半徑變小,當(dāng)衛(wèi)星進(jìn)入新的軌道穩(wěn)定運(yùn)行時(shí)由可知其運(yùn)行速度比原軌道時(shí)增大。 衛(wèi)星的發(fā)射和回收就是利用這一原理。 5.處理衛(wèi)星變軌問題的思路和方法 (1)要增大衛(wèi)星的軌道半徑,必須加速; (2)當(dāng)軌道半徑增大時(shí),衛(wèi)星的機(jī)械能隨之增大。 6.衛(wèi)星變軌問題的判斷: (1)衛(wèi)星的速度變大時(shí),做離心運(yùn)動(dòng),重新穩(wěn)定時(shí),軌道半徑變大。 (2)衛(wèi)星的速度變小時(shí),做近心運(yùn)動(dòng),重新穩(wěn)定時(shí),軌道半徑變小。 (3)圓軌道與橢圓軌道相切時(shí),切點(diǎn)處外面的軌道上的速度大,向心加速度

5、相同。 7.特別提醒:“ 三個(gè)不同” (1)兩種周期——自轉(zhuǎn)周期和公轉(zhuǎn)周期的不同 (2)兩種速度——環(huán)繞速度與發(fā)射速度的不同,最大環(huán)繞速度等于最小發(fā)射速度 (3)兩個(gè)半徑——天體半徑R和衛(wèi)星軌道半徑r的不同 四、雙星系統(tǒng) 1.在天體運(yùn)動(dòng)中,將兩顆彼此相距較近,且在相互之間萬有引力作用下繞兩者連線上的某點(diǎn)做周期相同的勻速圓周運(yùn)動(dòng)的行星稱為雙星。 2.雙星系統(tǒng)的條件: (1)兩顆星彼此相距較近; (2)兩顆星靠相互之間的萬有引力做勻速圓周運(yùn)動(dòng); (3)兩顆星繞同一圓心做圓周運(yùn)動(dòng)。 3.雙星系統(tǒng)的特點(diǎn): (1)兩星的角速度、周期相等; (2)兩星的向心力大小相等; (3)

6、兩星的軌道半徑之和等于兩星之間的距離,即r1+r2=L,軌道半徑與行星的質(zhì)量成反比。 4.雙星問題的處理方法: 雙星間的萬有引力提供了它們做圓周運(yùn)動(dòng)的向心力,即,由此得出 (1)m1r1=m2r2,即某恒星的運(yùn)動(dòng)半徑與其質(zhì)量成反比; (2)由于ω=,r1+r2=L,所以兩恒星的質(zhì)量之和。 有a、b、c、d四顆地球衛(wèi)星,a在地球赤道上未發(fā)射,b在地面附近近地軌道上正常運(yùn)動(dòng),c是地球同步衛(wèi)星,d是高空探測衛(wèi)星,各衛(wèi)星排列位置如圖,則有 A.a(chǎn)的向心加速度等于重力加速度g B.c在4 h內(nèi)轉(zhuǎn)過的圓心角是π/6 C.b在相同時(shí)間內(nèi)轉(zhuǎn)過的弧長最長 D.d的運(yùn)動(dòng)周期有可能

7、是20 h 【參考答案】C 【詳細(xì)解析】對于衛(wèi)星a,根據(jù)萬有引力定律、牛頓第二定律列式可得 ,又知道,故a的向心加速度小于重力加速度g,A項(xiàng)錯(cuò)誤;由c是地球同步衛(wèi)星,可知衛(wèi)星c在4 h內(nèi)轉(zhuǎn)過的圓心角是,B項(xiàng)錯(cuò)誤;由得,,故軌道半徑越大,線速度越小,故衛(wèi)星b的線速度大于衛(wèi)星c的線速度,衛(wèi)星c的線速度大于衛(wèi)星d的線速度,而衛(wèi)星a與同步衛(wèi)星c的周期相同,故衛(wèi)星c的線速度大于衛(wèi)星a的線速度,C項(xiàng)正確;由得,,軌道半徑r越大,周期越長,故衛(wèi)星d的周期大于同步衛(wèi)星c的周期,D項(xiàng)錯(cuò)誤。 1.(2019·北京師大附中期末)2019年5月17日,我國成功發(fā)射第45顆北斗導(dǎo)航衛(wèi)星,該衛(wèi)星屬于地球靜止軌道

8、衛(wèi)星(同步衛(wèi)星),該衛(wèi)星 A.入軌后可以位于北京正上方 B.入軌后的速度大于第一宇宙速度 C.發(fā)射速度大于第二宇宙速度 D.入軌后的加速度小于地面重力加速度 【答案】D 【解析】A.同步衛(wèi)星只能定點(diǎn)在赤道上空,故A錯(cuò)誤;B.所有衛(wèi)星的運(yùn)行速度都不大于第一宇宙速度,故B錯(cuò)誤;C.同步衛(wèi)星的發(fā)射速度都要大于第一宇宙速度,小于第二宇宙速度,故C錯(cuò)誤;D.根據(jù)可知,入軌后的加速度小于地面重力加速度,故D正確。 (2019·珠海市第二中學(xué)期中)經(jīng)長期觀測,人們在宇宙中已經(jīng)發(fā)現(xiàn)了“雙星系統(tǒng)”,“雙星系統(tǒng)”由兩顆相距較近的恒星組成,每個(gè)恒星的大小遠(yuǎn)小于兩個(gè)星體之間的距離,而且雙星系統(tǒng)一

9、般遠(yuǎn)離其他天體。兩顆星球組成的雙星m1、m2,在相互之間的萬有引力作用下,繞連線上的O點(diǎn)做周期相同的勻速圓周運(yùn)動(dòng)?,F(xiàn)測得兩顆星之間的距離為L,質(zhì)量之比為m1∶m2=3∶2。則可知 A.m1與m2做圓周運(yùn)動(dòng)的角速度之比為2:3 B.m1與m2做圓周運(yùn)動(dòng)的線速度之比為2:3 C.m1做圓周運(yùn)動(dòng)的半徑為2L/5 D.m2做圓周運(yùn)動(dòng)的半徑為2L/5 【參考答案】BC 【詳細(xì)解析】A、雙星靠相互間的萬有引力提供向心力,相等的時(shí)間內(nèi)轉(zhuǎn)過相同的角度,故角速度相等,則A項(xiàng)不合題意;B、根據(jù)可知,角速度相等,有雙星的線速度比等于半徑比為2:3;故B項(xiàng)符合題意;CD、向心力大小相等,有:,即,因?yàn)橘|(zhì)量

10、之比為m1:m2=3:2,則軌道半徑之比r1:r2=2:3,所以m1做圓周運(yùn)動(dòng)的半徑為,m2做圓周運(yùn)動(dòng)的半徑為,故C項(xiàng)符合題意,D項(xiàng)不合題意。 1.由多顆星體構(gòu)成的系統(tǒng),叫做多星系統(tǒng)。有這樣一種簡單的四星系統(tǒng):質(zhì)量剛好都相同的四個(gè)星體A、B、C、D,A、B、C分別位于等邊三角形的三個(gè)頂點(diǎn)上,D位于等邊三角形的中心。在四者相互之間的萬有引力作用下,D靜止不動(dòng),A、B、C繞共同的圓心D在等邊三角形所在的平面內(nèi)做相同周期的圓周運(yùn)動(dòng)。若四個(gè)星體的質(zhì)量均為m,三角形的邊長為a,引力常量為G,則下列說法正確的是 A.A、B、C三個(gè)星體做圓周運(yùn)動(dòng)的半徑均為 B.A、B兩個(gè)星體之間的萬有引力大小

11、為 C.A、B、C三個(gè)星體做圓周運(yùn)動(dòng)的向心加速度大小均為 D.A、B、C三個(gè)星體做圓周運(yùn)動(dòng)的周期均為 【答案】BC 【解析】A、ABC繞中點(diǎn)D做圓周運(yùn)動(dòng),由幾何知識知,半徑為,故A錯(cuò);B、根據(jù)萬有引力公式可知A、B兩個(gè)星體之間的萬有引力大小為,故B對;C、以A為對象,受到的合力為 ,所以A、B、C三個(gè)星體做圓周運(yùn)動(dòng)的向心加速度大小均為,故C對;D、以A為對象,受到的合力為,在根據(jù)牛頓第二定律,可解得: ,故D錯(cuò);故選BC。 【名師點(diǎn)睛】合理受力分析,找到四星運(yùn)動(dòng)的軌道圓心,然后利用受力找到向心力,解向心力公式即可求得周期、線速度、加速度等。 (2019·福建期末)2019年

12、5月17日,中國在西昌衛(wèi)星發(fā)射中心用長征三號丙運(yùn)載火衛(wèi),成功發(fā)射了第四十五顆北斗導(dǎo)航衛(wèi)星。該衛(wèi)星發(fā)射過程為:先將衛(wèi)星發(fā)射至近地圓軌道1上,然后在P處變軌到橢圓軌道2上,最后由軌道2在Q處變軌進(jìn)入同步衛(wèi)星軌道3。軌道1,2相切于P點(diǎn),軌道2、3相切于Q點(diǎn)。忽略衛(wèi)星質(zhì)量的變化,則該衛(wèi)星 A.在軌道3上的運(yùn)行周期為24 h B.在軌道3上的運(yùn)行速率大于7.9 km/s C.在軌道3上經(jīng)過Q點(diǎn)的向心加速度大于在軌道2上經(jīng)過Q點(diǎn)的向心加速度 D.在軌道2上由P點(diǎn)向Q點(diǎn)運(yùn)動(dòng)的過程中,地球引力對衛(wèi)星做負(fù)功,衛(wèi)星的動(dòng)能減少 【參考答案】ACD 【詳細(xì)解析】A.在軌道3為同步衛(wèi)星軌道,故在軌道3

13、上運(yùn)行周期為24h,故A正確;B.7.9km/s是地球第一宇宙速度大小,而第一宇宙速度是繞地球圓周運(yùn)動(dòng)的最大速度,也是近地衛(wèi)星運(yùn)行速度,故同步軌道3上衛(wèi)星運(yùn)行速度小于第一宇宙速度,故B錯(cuò)誤;C.在同一點(diǎn)Q,衛(wèi)星受到的萬有引力相同,在軌道3上萬有引力提供向心力,在軌道2上衛(wèi)星在Q點(diǎn)做近心運(yùn)動(dòng),則萬有引力大于向心力,即,則在軌道3上經(jīng)過Q點(diǎn)的向心加速度大于在軌道2上經(jīng)過Q點(diǎn)的向心加速度,故C正確;D.衛(wèi)星在軌道2上無動(dòng)力運(yùn)行時(shí),由近地點(diǎn)P向遠(yuǎn)地點(diǎn)Q運(yùn)動(dòng)過程中,地球?qū)πl(wèi)星的引力做負(fù)功,勢能增加,而衛(wèi)星的機(jī)械能保持不變,故其動(dòng)能減小,故D正確。 1.如圖所示,發(fā)射地球同步衛(wèi)星時(shí),先將衛(wèi)星發(fā)射至近

14、地圓軌道1,然后經(jīng)點(diǎn)火使其沿橢圓軌道2運(yùn)行,最后再次點(diǎn)火將衛(wèi)星送入同步圓軌道3。軌道1、2相切于Q點(diǎn)。軌道2、3相切于P點(diǎn)(如圖),則當(dāng)衛(wèi)星分別在1、2、3軌道正常運(yùn)行時(shí),下列說法中不正確的是 A.衛(wèi)星在軌道3上的周期小于在軌道1上的周期 B.衛(wèi)星在軌道3上的速率小于在軌道1上的速率 C.衛(wèi)星在軌道2上運(yùn)行時(shí),經(jīng)過Q點(diǎn)時(shí)的速率大于經(jīng)過P點(diǎn)時(shí)的速率 D.衛(wèi)星在軌道2上運(yùn)行時(shí),經(jīng)過Q點(diǎn)時(shí)加速度大于經(jīng)過P點(diǎn)的加速度 【答案】A 【解析】A、根據(jù)開普勒第三定律知,衛(wèi)星的軌道半徑越大,則周期也越大,故衛(wèi)星在軌道3上的周期大于在軌道1上的周期,故A不正確;B、根據(jù)衛(wèi)星受到的萬有引力提供向心

15、力即:可知環(huán)繞速度為,可知衛(wèi)星的軌道半徑越大,運(yùn)行速率越小,則衛(wèi)星在軌道3上的速率小于在軌道1上的速率,故B正確;C、根據(jù)開普勒第二定律知,衛(wèi)星在軌道2上運(yùn)行時(shí),從Q點(diǎn)向P點(diǎn)運(yùn)動(dòng)時(shí),速度逐漸減小,經(jīng)過Q點(diǎn)時(shí)的速率大于經(jīng)過P點(diǎn)時(shí)的速率,故C正確;D、衛(wèi)星離地面越遠(yuǎn),萬有引力越小,根據(jù)牛頓第二定律,加速度也越小,故經(jīng)過Q點(diǎn)時(shí)加速度大于經(jīng)過P點(diǎn)的加速度,故D正確。 【名師點(diǎn)睛】本題衛(wèi)星運(yùn)動(dòng)涉及橢圓軌道問題,要結(jié)合開普勒定律、萬有引力提供向心力和牛頓第二定律分析求解即可。 1.(2019·安徽期中)一人造衛(wèi)星繞地球做勻速圓周運(yùn)動(dòng),假如該衛(wèi)星變軌后仍做勻速圓周運(yùn)動(dòng),速度大小減小為原來的,則變

16、軌前后衛(wèi)星的 A.周期之比為18 B.角速度大小之比為21 C.向心加速度大小之比為41 D.軌道半徑之比為12 2.中國北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)(BDS)是中國自行研制的全球衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng),是繼美國全球定位系統(tǒng)(GPS)、俄羅斯格洛納斯衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)(GLONASS)之后第三個(gè)成熟的衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)。預(yù)計(jì)2020年左右,北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)將形成全球覆蓋能力。如圖所示是北斗導(dǎo)航系統(tǒng)中部分衛(wèi)星的軌道示意圖,已知a、b、c三顆衛(wèi)星均做圓周運(yùn)動(dòng),a是地球同步衛(wèi)星,則 A.衛(wèi)星a的角速度小于c的角速度 B.衛(wèi)星a的加速度大于b的加速度 C.衛(wèi)星a的運(yùn)行速度大于第一宇宙速度 D.衛(wèi)星b的周期大于24

17、 h 3.(2019·浙江期末)5月17日23點(diǎn)48分,長征三號丙運(yùn)載火箭在西昌衛(wèi)星發(fā)射中心成功發(fā)射我國北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)第45顆衛(wèi)星(北斗二號GEO﹣8衛(wèi)星)。該衛(wèi)星是我國北斗區(qū)域?qū)Ш叫l(wèi)星系統(tǒng)的第4顆備份衛(wèi)星,屬于地球靜止同步軌道衛(wèi)星。至此,北斗二號衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)圓滿收官。則北斗二號GEO﹣8衛(wèi)星在軌道運(yùn)行時(shí),其 A.線速度大于第一宇宙速度 B.角速度大于月球繞地球運(yùn)行的角速度 C.向心加速度大于地面的重力加速度 D.每隔24 h都會有兩次經(jīng)過赤道上空 4.據(jù)《科技日報(bào)》報(bào)道,2020年前我國將發(fā)射8顆繞地球做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的海洋系列衛(wèi)星:包括4顆海洋水色衛(wèi)星、2顆海洋動(dòng)力環(huán)境衛(wèi)星

18、和2顆海陸雷達(dá)衛(wèi)星,以加強(qiáng)對黃巖島、釣魚島及西沙群島等島嶼附近海域的監(jiān)測。已知海陸雷達(dá)衛(wèi)星軌道半徑是海洋動(dòng)力環(huán)境衛(wèi)星軌道半徑的倍。則 A.海陸雷達(dá)衛(wèi)星加速度是海洋動(dòng)力環(huán)境衛(wèi)星加速度的 B.海陸雷達(dá)衛(wèi)星繞地周期是海洋動(dòng)力環(huán)境衛(wèi)星繞地周期的倍 C.海陸雷達(dá)衛(wèi)星線速度是海洋動(dòng)力環(huán)境衛(wèi)星線速度的倍 D.海陸雷達(dá)衛(wèi)星所受引力是海洋動(dòng)力環(huán)境衛(wèi)星所受引力的 5.(2019·浙江紹興一中高三月考)2018年12月30日,嫦娥四號探測器在人類歷史上首次實(shí)現(xiàn)了航天器在月球背面軟著陸和巡視勘察,獲取了世界第一張近距離拍攝的月背影像圖并傳回地面?!谤o橋號”中繼衛(wèi)星承擔(dān)了地面控制室與探測器的通信。如圖,“鵲橋

19、號位于地月拉格朗日L2點(diǎn),它與月球一起以相同的周期繞地球做勻速圓周運(yùn)動(dòng),從而節(jié)省衛(wèi)星燃料,有利于對其進(jìn)行軌道控制下列說法正確的是 A.“鵲橋號”的向心力僅由地球的引力提供 B.“鵲橋號”的繞行速度小于月球的繞行速度 C.“鵲橋號”向心加速度小于月球的向心加速度 D.月球的線速度小于地球同步衛(wèi)星的線速度 6.(2019·四川期末)如圖所示,甲是我國暗物質(zhì)粒子探測衛(wèi)星“悟空”,運(yùn)行軌道高度為500 km,乙是地球同步衛(wèi)星。 關(guān)于甲、乙兩衛(wèi)星的運(yùn)動(dòng),下列說法中正確的是 A.衛(wèi)星乙的周期可能是20 h B.衛(wèi)星乙可能在瀘州正上空 C.衛(wèi)星甲的周期大于衛(wèi)星乙的周期 D.衛(wèi)星甲的

20、角速度大于衛(wèi)星乙的角速度 7.我國正在建設(shè)北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng),根據(jù)系統(tǒng)建設(shè)總體規(guī)劃,計(jì)劃2018年,面向“一帶一路”沿線及周邊國家提供基本服務(wù),2020年前后,完成35顆衛(wèi)星發(fā)射組網(wǎng),為全球用戶提供服務(wù)。2018年1月12日7時(shí)18分,我國在西昌衛(wèi)星發(fā)射中心用長征三號乙運(yùn)載火箭,以“一箭雙星”方式成功發(fā)射第26、27顆北斗導(dǎo)航衛(wèi)星,將與前25顆衛(wèi)星聯(lián)網(wǎng)運(yùn)行.其中在赤道上空有2顆北斗衛(wèi)星A、B繞地球做同方向的勻速圓周運(yùn)動(dòng),其軌道半徑分別為地球半徑的和,且衛(wèi)星B的運(yùn)動(dòng)周期為T。某時(shí)刻兩顆衛(wèi)星與地心在同一直線上,如圖所示。則下列說法正確的是 A.衛(wèi)星A、B的加速度之比為 B.衛(wèi)星A、B的周期

21、之比為是 C.再經(jīng)時(shí)間t=,兩顆衛(wèi)星之間可以直接通信 D.為了使赤道上任一點(diǎn)任一時(shí)刻均能接收到衛(wèi)星B所在軌道的衛(wèi)星的信號,該軌道至少需要4顆衛(wèi)星 8.(2019·四川期末)假設(shè)將來一艘飛船靠近火星時(shí),經(jīng)歷如圖所示的變軌過程,已知萬有引力常量為,則下列說法正確的是 A.飛船在軌道Ⅱ上運(yùn)動(dòng)到P點(diǎn)的速度小于在軌道Ⅰ運(yùn)動(dòng)到P點(diǎn)的速度 B.若軌道Ⅰ貼近火星表面,測出飛船在軌道Ⅰ運(yùn)動(dòng)的周期,就可以推知火星的密度 C.飛船在軌道Ⅰ上運(yùn)動(dòng)到P點(diǎn)時(shí)的加速度大于飛船在軌道Ⅱ上運(yùn)動(dòng)到P點(diǎn)時(shí)的加速度 D.飛船在軌道Ⅱ上運(yùn)動(dòng)時(shí)的周期大于在軌道Ⅰ上運(yùn)動(dòng)時(shí)的周期 9.如圖所示,赤道上隨地球自轉(zhuǎn)的物體A、

22、赤道上空的近地衛(wèi)星B、地球同步衛(wèi)星C,它們的運(yùn)動(dòng)都可視為勻速圓周運(yùn)動(dòng),比較三個(gè)物體的運(yùn)動(dòng)情況,以下判斷正確的是 A.三者的周期關(guān)系為 B.三者向心加速度大小關(guān)系為 C.三者角速度的大小關(guān)系為 D.三者線速度的大小關(guān)系為 10.(2019·重慶會考)如圖所示,極地軌道衛(wèi)星的運(yùn)行軌道可視為圓軌道,其軌道平面通過地球的南北兩極。若已知一個(gè)極地軌道衛(wèi)星從北緯60°的正上方,按圖示方向第一次運(yùn)行到南緯60°的正上方時(shí)所用時(shí)間為t,已知地球半徑為R(地球視為均勻球體),地球表面的重力加速度為g,萬有引力常量為G,由以上已知量可以求出 A.該衛(wèi)星的運(yùn)行周期 B.該衛(wèi)星距地面的高度 C

23、.該衛(wèi)星的質(zhì)量 D.地球的質(zhì)量 11. 2016年2月11日,美國科學(xué)家宣布探測到引力波,證實(shí)了愛因斯坦100年前的預(yù)測,彌補(bǔ)了愛因斯坦廣義相對論中最后一塊缺失的“拼圖”。雙星的運(yùn)動(dòng)是產(chǎn)生引力波的來源之一,假設(shè)宇宙中有一雙星系統(tǒng)由a、b兩顆星體組成,這兩顆星繞它們連線的某一點(diǎn)在萬有引力作用下做勻速圓周運(yùn)動(dòng),測得a星的周期為T,a、b兩顆星的距離為l,a、b兩顆星的軌道半徑之差為Δr(a星的軌道半徑大于b星的軌道半徑),則 A.b星的周期為 B.a(chǎn)、b兩顆星的質(zhì)量之比為 C.a(chǎn)星的線速度大小為 D.a(chǎn)、b兩顆星的半徑之比為 12.(2019·江蘇期末)已知地球半徑為R,質(zhì)量為M,自

24、轉(zhuǎn)角速度為w,萬有引力常量為G,地球同步衛(wèi)星與地心間的距離為r,近地人造衛(wèi)星繞地球的運(yùn)行軌道可視為圓,則 A.地球近地衛(wèi)星做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的加速度為w2R B.地球同步衛(wèi)星做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的加速度為w2r C.地球近地衛(wèi)星做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的線速度為wR D.地球近地衛(wèi)星做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的線速度為 13.(2019·廣東期末)如圖所示,a為固定在地球赤道上隨地球自轉(zhuǎn)的物體,b為沿地球表面附近做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的人造衛(wèi)星,c為地球同步衛(wèi)星,關(guān)于a、b、c的下列說法中正確的是 A.線速度的大小關(guān)系為vaTb C.加速度大小關(guān)系為aa >ab >ac

25、 D.地球?qū)、b、c的萬有引力等于其各自做圓周運(yùn)動(dòng)所需的向心力 14.“天宮一號”是我國自主研發(fā)的目標(biāo)飛行器,是中國空間實(shí)驗(yàn)室的雛形。2013年6月,“神舟十號”與“天宮一號”成功對接,6月20日3位航天員為全國中學(xué)生上了一節(jié)生動(dòng)的物理課。已知“天宮一號”飛行器運(yùn)行周期T,地球半徑為R,地球表面的重力加速度為g,“天宮一號”環(huán)繞地球做勻速圓周運(yùn)動(dòng),引力常量為G。求: (1)地球的密度; (2)地球的第一宇宙速度v; (3)“天宮一號”距離地球表面的高度。 15.有一種衛(wèi)星叫做極地衛(wèi)星,其軌道平面與地球的赤道平面成90°角,它常應(yīng)用于遙感、探測。假設(shè)有一個(gè)極地衛(wèi)星繞地球做勻速周運(yùn)動(dòng)。

26、已知:該衛(wèi)星的運(yùn)動(dòng)周期為T0/4(T0為地球的自轉(zhuǎn)周期),地球表面的重力加速度為g,地球半徑為R。則: (1)該衛(wèi)星一晝夜能有幾次經(jīng)過赤道上空?試說明理由。 (2)該衛(wèi)星離地的高度H為多少? 16.(2019·北京卷)2019年5月17日,我國成功發(fā)射第45顆北斗導(dǎo)航衛(wèi)星,該衛(wèi)星屬于地球靜止軌道衛(wèi)星(同步衛(wèi)星)。該衛(wèi)星 A.入軌后可以位于北京正上方 B.入軌后的速度大于第一宇宙速度 C.發(fā)射速度大于第二宇宙速度 D.若發(fā)射到近地圓軌道所需能量較少 17.(2019·天津卷)2018年12月8日,肩負(fù)著億萬中華兒女探月飛天夢想的嫦娥四號探測器成功發(fā)射,“實(shí)現(xiàn)人類航天器首次在月

27、球背面巡視探測,率先在月背刻上了中國足跡”。已知月球的質(zhì)量為、半徑為,探測器的質(zhì)量為,引力常量為,嫦娥四號探測器圍繞月球做半徑為的勻速圓周運(yùn)動(dòng)時(shí),探測器的 A.周期為 B.動(dòng)能為 C.角速度為 D.向心加速度為 18.(2018·江蘇卷)我國高分系列衛(wèi)星的高分辨對地觀察能力不斷提高。今年5月9日發(fā)射的“高分五號”軌道高度約為705 km,之前已運(yùn)行的“高分四號”軌道高度約為36 000 km,它們都繞地球做圓周運(yùn)動(dòng)。與“高分四號”相比,下列物理量中“高分五號”較小的是 A.周期 B.角速度 C.線速度 D.向心加速度 19.(2017·江蘇卷)“天舟一號”貨運(yùn)飛船于2017年

28、4月20日在文昌航天發(fā)射中心成功發(fā)射升空,與“天宮二號”空間實(shí)驗(yàn)室對接前,“天舟一號”在距離地面約380 km的圓軌道上飛行,則其 A.角速度小于地球自轉(zhuǎn)角速度 B.線速度小于第一宇宙速度 C.周期小于地球自轉(zhuǎn)周期 D.向心加速度小于地面的重力加速度 20.(2016·北京卷)如圖所示,一顆人造衛(wèi)星原來在橢圓軌道1繞地球E運(yùn)行,在P點(diǎn)變軌后進(jìn)入軌道2做勻速圓周運(yùn)動(dòng)。下列說法正確的是 A.不論在軌道1還是軌道2運(yùn)行,衛(wèi)星在P點(diǎn)的速度都相同 B.不論在軌道1還是軌道2運(yùn)行,衛(wèi)星在P點(diǎn)的加速度都相同 C.衛(wèi)星在軌道1的任何位置都具有相同加速度 D.衛(wèi)星在軌道2的任何位置都具有相

29、同動(dòng)量 21.(2016·四川卷)國務(wù)院批復(fù),自2016年起將4月24日設(shè)立為“中國航天日”。1970年4月24日我國首次成功發(fā)射的人造衛(wèi)星東方紅一號,目前仍然在橢圓軌道上運(yùn)行,其軌道近地點(diǎn)高度約為440 km,遠(yuǎn)地點(diǎn)高度約為2 060 km;1984年4月8日成功發(fā)射的東方紅二號衛(wèi)星運(yùn)行在赤道上空35 786 km的地球同步軌道上。設(shè)東方紅一號在遠(yuǎn)地點(diǎn)的加速度為a1,東方紅二號的加速度為a2,固定在地球赤道上的物體隨地球自轉(zhuǎn)的加速度為a3,則a1、a2、a3的大小關(guān)系為 A.a(chǎn)2>a1>a3 B.a(chǎn)3>a2>a1 C.a(chǎn)3>a1>a2 D.a(chǎn)1>a2>a3 22.(2016·

30、天津卷)我國即將發(fā)射“天宮二號”空間實(shí)驗(yàn)室,之后發(fā)生“神舟十一號”飛船與“天宮二號”對接。假設(shè)“天宮二號”與“神舟十一號”都圍繞地球做勻速圓周運(yùn)動(dòng),為了實(shí)現(xiàn)飛船與空間實(shí)驗(yàn)室的對接,下列措施可行的是 A.使飛船與空間實(shí)驗(yàn)室在同一軌道上運(yùn)行,然后飛船加速追上空間實(shí)驗(yàn)室實(shí)現(xiàn)對接 B.使飛船與空間實(shí)驗(yàn)室在同一軌道上運(yùn)行,然后空間實(shí)驗(yàn)室減速等待飛船實(shí)現(xiàn)對接 C.飛船先在比空間實(shí)驗(yàn)室半徑小的軌道上加速,加速后飛船逐漸靠近空間實(shí)驗(yàn)室,兩者速度接近時(shí)實(shí)現(xiàn)對接 D.飛船先在比空間實(shí)驗(yàn)室半徑小的軌道上減速,減速后飛船逐漸靠近空間實(shí)驗(yàn)室,兩者速度接近時(shí)實(shí)現(xiàn)對接 23.(2016·海南卷)通過觀測冥王星

31、的衛(wèi)星,可以推算出冥王星的質(zhì)量。假設(shè)衛(wèi)星繞冥王星做勻速圓周運(yùn)動(dòng),除了引力常量外,至少還需要兩個(gè)物理量才能計(jì)算出冥王星的質(zhì)量。這兩個(gè)物理量可以是 A.衛(wèi)星的速度和角速度 B.衛(wèi)星的質(zhì)量和軌道半徑 C.衛(wèi)星的質(zhì)量和角速度 D.衛(wèi)星的運(yùn)行周期和軌道半徑 24.(2015·天津卷)未來的星際航行中,宇航員長期處于零重力狀態(tài),為緩解這種狀態(tài)帶來的不適,有人設(shè)想在未來的航天器上加裝一段圓柱形“旋轉(zhuǎn)倉”如圖所示,當(dāng)旋轉(zhuǎn)艙繞其軸線勻速旋轉(zhuǎn)時(shí),宇航員站在旋轉(zhuǎn)艙內(nèi)圓柱形側(cè)壁上,可以受到與他站在地球表面時(shí)相同大小的支持力,為達(dá)到目的,下列說法正確的是 A.旋轉(zhuǎn)艙的半徑越大,轉(zhuǎn)動(dòng)的角速度就應(yīng)越大 B

32、.旋轉(zhuǎn)艙的半徑越大,轉(zhuǎn)動(dòng)的角速度就應(yīng)越小 C.宇航員質(zhì)量越大,旋轉(zhuǎn)艙的角速度就應(yīng)越大 D.宇航員質(zhì)量越大,旋轉(zhuǎn)艙的角速度就應(yīng)越小 1.A【解析】根據(jù)萬有引力充當(dāng)衛(wèi)星繞地球的向心力:G=m,衛(wèi)星的線速度v=,由題知,速度大小減小為原來的,則軌道半徑增大到原來的4倍,即變軌前后軌道半徑之比為 1:4;衛(wèi)星的角速度==,可得變軌前后角速度大小之比為8:1;衛(wèi)星的向心加速度a==,可得變軌前后向心加速度大小之比為16:1;衛(wèi)星的周期T=,可得變軌前后周期之比為1:8,故BCD錯(cuò)誤,A正確。 2.A【解析】由萬有引力提供向心力得:,解得:,,,。a的軌道半徑大于c的軌道半徑,因此衛(wèi)星a的角速

33、度小于c的角速度,A正確;a的軌道半徑與b的軌道半徑相等,因此衛(wèi)星a的加速度等于b的加速度,B錯(cuò)誤;a的軌道半徑大于地球半徑,因此衛(wèi)星a的運(yùn)行速度小于第一宇宙速度,C錯(cuò)誤;a的軌道半徑與b的軌道半徑相等,衛(wèi)星b的周期等于a的周期,為24 h,D錯(cuò)誤;故選A。 3.B【解析】A、第一宇宙速度是近地飛行的線速度,則可知北斗二號GEO﹣8衛(wèi)星的線速度小于第一宇宙速度,故選項(xiàng)A錯(cuò)誤;BD、由題意可知北斗二號GEO﹣8衛(wèi)星是地球同步衛(wèi)星,則其運(yùn)行周期為24 h,小于月球繞運(yùn)行的周期,根據(jù)可知其角速度大于月球繞地球運(yùn)行的角速度,故選項(xiàng)B正確,D錯(cuò)誤;C、在地球表面上的物體有重力等于萬有引力,即,可得地面

34、的重力加速度為,對北斗二號GEO﹣8衛(wèi)星有,得其向心加速度為,則可知北斗二號GEO﹣8衛(wèi)星的向心加速度小于地面的重力加速度,故選項(xiàng)C錯(cuò)誤。 4.AC【解析】由萬有引力提供向心力:,可得,,,由可得海陸雷達(dá)衛(wèi)星加速度是海洋動(dòng)力環(huán)境衛(wèi)星加速度的,所以A正確。由可得海陸雷達(dá)衛(wèi)星線速度是海洋動(dòng)力環(huán)境衛(wèi)星線速度的,則C正確;由可得海陸雷達(dá)衛(wèi)星繞地周期是海洋動(dòng)力環(huán)境衛(wèi)星繞地周期的倍,故B錯(cuò)誤。因不知兩顆衛(wèi)星的質(zhì)量,故無法比較萬有引力的大小,故D錯(cuò)誤。所以選擇AC。 【名師點(diǎn)睛】萬有引力提供向心力,根據(jù)萬有引力定律和牛頓第二定律列式比較線速度、周期、向心加速度的大小的表達(dá)式,由此可以判斷各個(gè)選項(xiàng)。 5

35、.D【解析】A、“鵲橋號”的向心力由月球和地球引力的合力提供。故A錯(cuò)誤;B、因?yàn)椤谤o橋號”與月球起以相同的周期繞地球做勻速圓周運(yùn)動(dòng),根據(jù)v=ωr知“鵲橋號”的線速度大于月球的線速度。故B錯(cuò)誤;C、根據(jù)a=ω2r知,“鵲橋號”的向心加速度大于月球的向心加速度。故C錯(cuò)誤;D、月球的軌道半徑大于地球同步衛(wèi)星的軌道半徑,根據(jù)v=可知,月球的線速度小于地球同步衛(wèi)星的線速度,故D正確。 6.D【解析】A、乙為同步衛(wèi)星,其周期為24 h,A錯(cuò)誤;B、同步衛(wèi)星的軌道只能在赤道上空,B錯(cuò)誤;CD、,解得,可知軌道半徑小的周期小,角速度大,C錯(cuò)誤D正確。 7.AD【解析】AB、由萬有引力提供向心力有,解得,衛(wèi)

36、星A、B的加速度之比為,故A正確;解得,衛(wèi)星A、B的周期之比為,故B錯(cuò)誤;C、再經(jīng)時(shí)間t兩顆衛(wèi)星之間可以直接通信,則有,又,解得,故C錯(cuò)誤;D、由B衛(wèi)星的分布圖求得所輻射的最大角度,,則,則輻射的最大角度為,需要的衛(wèi)星個(gè)數(shù),為了使赤道上任一點(diǎn)任一時(shí)刻均能接收到衛(wèi)星B所在軌道的衛(wèi)星的信號,該軌道至少需要4顆衛(wèi)星,故D正確;故選AD。 【名師點(diǎn)睛】萬有引力提供向心力,由牛頓第二定律求出加速度、周期之比,由幾何關(guān)系為了使赤道上任一點(diǎn)任一時(shí)刻均能接收到衛(wèi)星B所在軌道的衛(wèi)星的信號,該軌道至少需要顆數(shù)衛(wèi)星。 8.BD【解析】A、從軌道I到軌道Ⅱ要在P點(diǎn)點(diǎn)火加速,則在軌道I上P點(diǎn)的速度小于軌道Ⅱ上P點(diǎn)的

37、速度,故A錯(cuò)誤;B、飛船貼近火星表面飛行時(shí),如果知道周期T,可以計(jì)算出密度,即由,,可解得,故B正確;C、根據(jù)可知,飛船在I、Ⅱ軌道上的P點(diǎn)加速度相等,故C錯(cuò)誤;D、因?yàn)檐壍愧虬腴L軸大于軌道Ⅰ的半徑,所以飛船在軌道Ⅱ上運(yùn)動(dòng)時(shí)的周期大于在軌道Ⅰ上運(yùn)動(dòng)時(shí)的周期,故D正確。 9.CD【解析】因?yàn)橥叫l(wèi)星轉(zhuǎn)動(dòng)周期與地球自轉(zhuǎn)周期相同,故TA=TC,故A錯(cuò)誤;因?yàn)橥叫l(wèi)星的周期和地球自轉(zhuǎn)相同,故ωA=ωC,根據(jù)a=rω2知,A和C的向心加速度大小關(guān)系為aA

38、線速度,知vC

39、不能求出該衛(wèi)星的質(zhì)量,故C錯(cuò)誤;D、在地球表面有,地球的質(zhì)量,故D正確。 11.C【解析】A:雙星系統(tǒng)靠相互間的萬有引力提供向心力,角速度大小相等,周期相等,所以b星的周期為T,故A項(xiàng)錯(cuò)誤。B:據(jù)題意得:、,解得:、;根據(jù)、,解得:,故B項(xiàng)錯(cuò)誤。C:a星的周期為T,,則a星的線速度,故C項(xiàng)正確。D:、,則a、b兩顆星的半徑之比,故D項(xiàng)錯(cuò)誤。 12.BD【解析】A、衛(wèi)星繞地球做圓周運(yùn)動(dòng)時(shí),由地球的萬有引力提供向心力,有:,解得:,地球同步衛(wèi)星的角速度等于地球自轉(zhuǎn)角速度ω,得地球近地衛(wèi)星與地球同步衛(wèi)星的角速度之比為:,則得:,所以地球近地衛(wèi)星做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的加速度為,故A錯(cuò)誤。B、地球同步衛(wèi)星

40、的角速度等于地球自轉(zhuǎn)角速度ω,則地球同步衛(wèi)星做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的加速度為:a同=ω2r,故B正確。C、地球近地衛(wèi)星做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的線速度為:v近=ω近R=,故C錯(cuò)誤。D、地球近地衛(wèi)星做勻速圓周運(yùn)動(dòng)時(shí),根據(jù)得近地衛(wèi)星的線速度為,故D正確。 13.B【解析】A、a、c運(yùn)行的角速度相等,根據(jù)v=ωr知,va<vc。對于b、c衛(wèi)星,根據(jù)萬有引力提供了向心力,得,可得,,知vc<vb,所以有va<vc<vb,故A錯(cuò)誤。B、a、c轉(zhuǎn)動(dòng)的周期相等。根據(jù)可得,知Tc>Tb,所以有Ta=Tc>Tb,故B正確。C、a、c運(yùn)行的角速度相等,根據(jù)a=ω2r,知ac>aa,根據(jù)可得,知ab>ac。所以有ab>ac>aa,

41、故C錯(cuò)誤。D、地球?qū)、c的萬有引力等于其各自做圓周運(yùn)動(dòng)所需的向心力,而對于a,地球?qū)Φ娜f有引力和地面支持力的合力等于a做圓周運(yùn)動(dòng)所需的向心力,故D錯(cuò)誤。 14.(1) (2) (3) 【解析】(1)在地球表面重力與萬有引力相等:, 地球密度: 解得: (2)第一宇宙速度是近地衛(wèi)星運(yùn)行的速度, (3)天宮一號的軌道半徑, 根據(jù)萬有引力提供圓周運(yùn)動(dòng)向心力有:, 解得: 15.(1)8次 (2) 【解析】(1)衛(wèi)星周期,則衛(wèi)星一晝夜繞地球轉(zhuǎn)4圈, 衛(wèi)星每個(gè)周期經(jīng)過赤道上空兩次,因此一晝夜衛(wèi)星經(jīng)過地球赤道上空8次 (2)衛(wèi)星繞地球做圓周運(yùn)動(dòng),由牛頓第二定律得: 在

42、地球表面的物體受到的重力等于萬有引力,即: 解得 【名師點(diǎn)睛】萬有引力提供衛(wèi)星做圓周運(yùn)動(dòng)的向心力,由牛頓第二定律列方程可以求出衛(wèi)星距地面的高度,解題時(shí)注意“黃金代換”的應(yīng)用。 16.D【解析】由于衛(wèi)星為同步衛(wèi)星,所以入軌后一定只能與赤道在同一平面內(nèi),故A錯(cuò)誤;由于第一宇宙速度為衛(wèi)星繞地球運(yùn)行的最大速度,所以衛(wèi)星入軌后的速度一定小于第一宇宙速度,故B錯(cuò)誤;由于第二宇宙速度為衛(wèi)星脫離地球引力的最小發(fā)射速度,所以衛(wèi)星的發(fā)射速度一定小于第二宇宙速度,故C錯(cuò)誤;將衛(wèi)星發(fā)射到越高的軌道克服引力所作的功越大,所以發(fā)射到近地圓軌道所需能量較小,故D正確。 17.C【解析】由萬有引力提供向心力可得,可得

43、,故A正確;解得,由于,故B錯(cuò)誤;解得,故C錯(cuò)誤;解得,故D錯(cuò)誤。綜上分析,答案為A。 18.A【解析】本題考查人造衛(wèi)星運(yùn)動(dòng)特點(diǎn),意在考查考生的推理能力。設(shè)地球質(zhì)量為M,人造衛(wèi)星質(zhì)量為m,人造衛(wèi)星做勻速圓周運(yùn)動(dòng)時(shí),根據(jù)萬有引力提供向心力有,得,,,,因?yàn)椤案叻炙奶枴钡能壍腊霃奖取案叻治逄枴钡能壍腊霃酱螅赃x項(xiàng)A正確,BCD錯(cuò)誤。 【名師點(diǎn)睛】本題考查人造衛(wèi)星運(yùn)動(dòng)特點(diǎn),解題時(shí)要注意兩類軌道問題分析方法:一類是圓形軌道問題,利用萬有引力提供向心力,即求解;一類是橢圓形軌道問題,利用開普勒定律求解。 19.BCD【解析】根據(jù)知,“天舟一號”的角速度大于同步衛(wèi)星的角速度,而同步衛(wèi)星的角速度等于

44、地球自轉(zhuǎn)的角速度,所以“天舟一號”的角速度大于地球自轉(zhuǎn)角的速度,周期小于地球自轉(zhuǎn)的周期,故A錯(cuò)誤;C正確;第一宇宙速度為最大的環(huán)繞速度,所以“天舟一號”的線速度小于第一宇宙速度,B正確;地面重力加速度為,故“天舟一號”的向心加速度a小于地面的重力加速度g,故D正確。 【名師點(diǎn)睛】衛(wèi)星繞地球做圓周運(yùn)動(dòng),考查萬有引力提供向心力。與地球自轉(zhuǎn)角速度、周期的比較,要借助同步衛(wèi)星,天舟一號與同步衛(wèi)星有相同的規(guī)律,而同步衛(wèi)星與地球自轉(zhuǎn)的角速度相同。 20.B【解析】從軌道1變軌到軌道2,需要加速逃逸,故A錯(cuò)誤;根據(jù)公式可得,故只要半徑相同,加速度就相同,由于衛(wèi)星在軌道1做橢圓運(yùn)動(dòng),運(yùn)動(dòng)半徑在變化,所以運(yùn)

45、動(dòng)過程中的加速度在變化,B正確,C錯(cuò)誤;衛(wèi)星在軌道2做勻速圓周運(yùn)動(dòng),運(yùn)動(dòng)過程中的速度方向時(shí)刻在變,所以動(dòng)量方向不同,D錯(cuò)誤。 21.D【解析】東方紅二號和固定在地球赤道上的物體轉(zhuǎn)動(dòng)的角速度相同,根據(jù)a=ω2r可知,a2>a3;根據(jù)可知a1>a2,故選D。 【名師點(diǎn)睛】此題主要考查同步衛(wèi)星的特點(diǎn)及萬有引力定律的應(yīng)用;要知道同步衛(wèi)星與地球具有相同的角速度和周期;這里放到赤道上的物體和衛(wèi)星兩者受力情況是不同的,要區(qū)別對待,不能混淆。 22.C【解析】若使飛船與空間實(shí)驗(yàn)室在同一軌道上運(yùn)行,飛船加速會進(jìn)入較高的軌道,空間實(shí)驗(yàn)室減速會進(jìn)入較低的軌道,都不能實(shí)現(xiàn)對接,選項(xiàng)AB錯(cuò)誤;要想實(shí)現(xiàn)對接,可使飛

46、船在比空間實(shí)驗(yàn)室半徑較小的軌道上加速,然后飛船將進(jìn)入較高的空間實(shí)驗(yàn)室軌道,逐漸靠近空間站后,兩者速度接近時(shí)實(shí)現(xiàn)對接,選項(xiàng)C正確,選項(xiàng)D錯(cuò)誤。 【名師點(diǎn)睛】此題考查了衛(wèi)星的變軌問題;關(guān)鍵是知道衛(wèi)星在原軌道上加速時(shí),衛(wèi)星所受的萬有引力不足以提供向心力而做離心運(yùn)動(dòng),衛(wèi)星將進(jìn)入較高軌道;同理如果衛(wèi)星速度減小,衛(wèi)星將做近心運(yùn)動(dòng)而進(jìn)入較低軌道。 23.AD【解析】根據(jù)線速度和角速度可以求出半徑,根據(jù)萬有引力提供向心力則有,整理可得,故選項(xiàng)A正確;由于衛(wèi)星的質(zhì)量m可約掉,故選項(xiàng)BC錯(cuò)誤;若知道衛(wèi)星的運(yùn)行周期和軌道半徑,則,整理得,故選項(xiàng)D正確。 【名師點(diǎn)睛】解決本題的關(guān)鍵掌握萬有引力提供向心力這一理論

47、,知道線速度、角速度、周期、向心加速度與軌道半徑的關(guān)系。 24.B【解析】在外太空,宇航員處于完全失重狀態(tài),所以在旋轉(zhuǎn)倉中我們不需要考慮地球引力作用;宇航員在旋轉(zhuǎn)倉中做圓周運(yùn)動(dòng)所需要的向心力由側(cè)壁支持力提供,根據(jù)題意有,故可知,與宇航員質(zhì)量無關(guān),所以選項(xiàng)CD錯(cuò)誤;旋轉(zhuǎn)半徑越大,轉(zhuǎn)運(yùn)角速度就越小,故選項(xiàng)A錯(cuò)誤、B正確。 【名師點(diǎn)睛】萬有引力與航天是高考的熱點(diǎn)也是重點(diǎn),要把握好三個(gè)模型(公轉(zhuǎn)、自轉(zhuǎn)和雙星)和解決天體問題以兩條思路(一是黃金代換式,二是萬有引力充當(dāng)向心力),這是解決天體問題的基礎(chǔ)。同時(shí),這類試題對審題的要求比較高,如何回歸模型是關(guān)鍵,如本題中,貌似屬于萬有引力與航天問題,實(shí)質(zhì)上卻是生活中的圓周運(yùn)動(dòng)問題,與萬有引力無關(guān),從“供需”的角度分析向心力即可。 23

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