新高考2025版高考物理一輪復(fù)習(xí)微專題小練習(xí)專題28人造衛(wèi)星宇宙速度

專題28人造衛(wèi)星宇宙速度1．(多選)下列關(guān)于地球同步衛(wèi)星的說法正確的是()A．地球同步衛(wèi)星的軌道可能通過地球兩極上空B．地球同步衛(wèi)星的軌道只能在赤道上空C．全部在軌運(yùn)行的地球同步衛(wèi)星距地面的高度都相同D．全部在軌運(yùn)行的地球同步衛(wèi)星距地面的高度可以不相同2.[2024·廣東省汕尾市質(zhì)監(jiān)]設(shè)想從山上水平拋出一塊石頭，如圖所示．由于重力作用，石頭會沿著彎曲的路徑落到地上，并且石頭的拋出速度越大，石頭飛行的距離越遠(yuǎn)．由此推想，當(dāng)石頭拋出的速度足夠大時，它將繞地球做圓周運(yùn)動而不再落向地面，成為人造衛(wèi)星．則這個足夠大的速度是()A．v＝7.9km/sB．v<7.9km/sC．v＝11.2km/sD．v>11.2km/s3．如圖所示，M是赤道上的物體在隨地球自轉(zhuǎn)，N是赤道平面內(nèi)的一顆人造地球衛(wèi)星，運(yùn)行方向自西向東．已知地球同步衛(wèi)星距地面高度近似為5.6倍地球半徑，設(shè)地心為O，MN與ON間的夾角θ最大為eq\f(π,6)，則()A．N的軌道半徑為地球半徑的eq\r(3)倍B．N與M的轉(zhuǎn)動周期之比為2eq\r(2)∶1C．N與M的線速度大小之比為6.6eq\r(3.3)∶1D．N與M的加速度大小之比為1∶44．[2024·江蘇省淮安市調(diào)研]北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)(BDS)是我國自主研發(fā)的繼GPS、GLONASS之后的第三個成熟的衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)．該系統(tǒng)包括5顆地球同步衛(wèi)星和30顆一般軌道衛(wèi)星．關(guān)于其中的地球同步衛(wèi)星，下列說法中正確的是()A．它運(yùn)行的周期為24小時B．它運(yùn)行的線速度大于第一宇宙速度C．它可以定點(diǎn)在淮安區(qū)文通塔的正上方D．它到地面的距離比月球到地面的距離大5．[2024·廣東小潮州市質(zhì)檢]“祝融號”火星車的高度有185cm，重量達(dá)到240kg，設(shè)計(jì)壽命為3個火星月，相當(dāng)于約92個地球日．“祝融號”火星車將在火星上開展地表成分、物質(zhì)類型分布、地質(zhì)結(jié)構(gòu)以及火星氣象環(huán)境等探測工作．已知火星直徑約為地球的一半，火星質(zhì)量約為地球質(zhì)量的非常之一，則“祝融號”在火星上受到的重力大小最接近()A．240NB．960NC．1200ND．2400N6．[2024·四川省成都市考試]某星球和地球均可視為質(zhì)量勻稱分布的球體，該星球的密度是地球密度的2倍，它表面處的重力加速度是地面上重力加速度的4倍，則該星球的第一宇宙速度是地球第一宇宙速度的()A．eq\f(1,2)倍B．2eq\r(2)倍C．4倍D．16倍7．[2024·河北省保定市模擬]宇宙中半徑均為R的兩顆恒星S1、S2，相距無限遠(yuǎn)．若干行星分別環(huán)繞恒星S1、S2運(yùn)動的公轉(zhuǎn)周期的平方T2與公轉(zhuǎn)半徑的立方r3的規(guī)律如圖所示，不考慮兩恒星的自轉(zhuǎn)，下列說法正確的是()A．S1與S2的質(zhì)量相等B．S1的密度比S2的大C．S1的第一宇宙速度比S2的大D．S1表面的重力加速度比S2的小8.[2024·湖南省聯(lián)考](多選)地球和月球在長期相互作用過程中，形成了“潮汐鎖定”．月球總是一面正對地球，另一面背離地球，月球繞地球的運(yùn)動可看成勻速圓周運(yùn)動．以下說法正確的是()A．月球的公轉(zhuǎn)周期與自轉(zhuǎn)周期相同B．地球?qū)υ虑虻囊Υ笥谠虑驅(qū)Φ厍虻囊．月球上遠(yuǎn)地端的向心加速度大于近地端的向心加速度D．若測得月球公轉(zhuǎn)的周期和半徑可估測月球質(zhì)量9．[2024·湖北省部分重點(diǎn)中學(xué)大聯(lián)考]月球繞地球沿橢圓軌道運(yùn)動的示意圖如圖所示．有關(guān)月球的運(yùn)動，下列說法正確的是()A．月球從近地點(diǎn)向遠(yuǎn)地點(diǎn)運(yùn)動的過程中做離心運(yùn)動，速度漸漸增大B．月球從近地點(diǎn)向遠(yuǎn)地點(diǎn)運(yùn)動的過程中速度漸漸減小C．月球在近地點(diǎn)時受到的萬有引力大于其做圓周運(yùn)動所須要的向心力D．月球從近地點(diǎn)向遠(yuǎn)地點(diǎn)運(yùn)動的過程中做離心運(yùn)動，加速度漸漸增大10.[2024·遼寧省沈陽市模擬]如圖所示，A為靜止在赤道上的物體，B為近地圓軌道衛(wèi)星，C為地球同步衛(wèi)星．A、B、C三物體質(zhì)量相同，向心加速度大小分別為aA、aB、aC，向心力大小分別為FA、FB、FC，線速度大小分別為vA、vB、vC，周期分別為TA、TB、TC，則()A．a(chǎn)B>aC>aAB．FA＝FB>FCC．vA>vB>vCD．TB>TA＝TC11．[2024·北京大附中期末]如圖所示，甲、乙兩顆衛(wèi)星以相同的軌道半徑分別繞質(zhì)量為M和2M的行星做勻速圓周運(yùn)動．下列說法正確的是()A．甲的向心加速度比乙的大B．甲的運(yùn)行周期比乙的大C．甲的角速度比乙的大D．甲的線速度比乙的大12．[2024·福建省泉州市三模](多選)國產(chǎn)科幻大片《流浪地球2》中的“太空電梯”給觀眾帶來了劇烈的視覺震撼．如圖所示，“太空電梯”由地面基站、纜繩、箱體、同步軌道上的空間站和配重組成，纜繩相對地面靜止，箱體可以沿纜繩將人和貨物從地面運(yùn)輸?shù)娇臻g站．下列說法正確的是()A．地面基站可以建設(shè)在青藏高原上B．配重的線速度小于同步空間站的線速度C．箱體在上升過程中受到地球的引力越來越小D．若同步空間站和配重間的纜繩斷開，配重將做離心運(yùn)動專題28人造衛(wèi)星宇宙速度1．BC地球衛(wèi)星相對地面靜止，其軌道只能在赤道上空，不行能通過地球兩極上空，A錯誤，B正確；全部在軌運(yùn)行的地球同步衛(wèi)星運(yùn)行的角速度都相同，依據(jù)Geq\f(Mm,r2)＝mω2r可知，全部在軌運(yùn)行的地球同步衛(wèi)星軌道半徑都相同，即距地面的高度相同，C正確，D錯誤．2．A要想使物體繞地球運(yùn)動而成為人造衛(wèi)星，不再落回地面，則物體的速度必須要達(dá)到第一宇宙速度，即v＝7.9km/s，A正確．3．C4．A同步衛(wèi)星和地球相對靜止，與地球自轉(zhuǎn)具有相同的轉(zhuǎn)動周期，T＝24h，A正確；第一宇宙速度是衛(wèi)星做圓周運(yùn)動的最大環(huán)繞速度，同步衛(wèi)星的速度肯定小于第一宇宙速度，B錯誤；同步衛(wèi)星的軌道肯定在赤道上空，不能在淮安區(qū)文通塔上空，C錯誤；依據(jù)開普勒第三定律可知，同步衛(wèi)星周期小，它到地面的距離比月球到地面的距離小，D錯誤．5．B物體在星球表面所受萬有引力和重力近似相等，則有Geq\f(Mm,R2)＝mg，解得星球表面的重力加速度g＝Geq\f(M,R2)，所以火星與地球表面重力加速度之比為eq\f(g火,g地)＝eq\f(M火Req\o\al(2,地),M地Req\o\al(2,火))＝eq\f(22,10)＝eq\f(2,5)，“祝融號”火星車在火星上與地球上的質(zhì)量相等，“祝融號”火星車在火星上受到的重力大小約為G＝mg火＝eq\f(2,5)mg地＝960N，B正確．6．B由Geq\f(Mm,R2)＝mg和M＝ρ×eq\f(4,3)πR3，解得星球表面的重力加速度g＝eq\f(4,3)GρπR，可知該星球的半徑是地球半徑的2倍．第一宇宙速度v＝eq\r(\f(GM,R))＝eq\r(\f(4,3)GρπR2)，可知，星球的第一宇宙速度是地球第一宇宙速度的2eq\r(2)倍，B正確．7．D由Geq\f(Mm,r2)＝meq\f(4π2r,T2)得M＝eq\f(4π2r3,GT2)，依據(jù)題圖可知S1的eq\f(r3,T2)較小，所以恒星S1的質(zhì)量較小，A項(xiàng)錯誤；兩恒星的半徑相等，則體積相等，依據(jù)ρ＝eq\f(M,V)，可知S1的密度較小，B項(xiàng)錯誤；依據(jù)Geq\f(Mm,R2)＝meq\f(v2,R)得v＝eq\r(\f(GM,R))，則S1的第一宇宙速度較小，C項(xiàng)錯誤；依據(jù)Geq\f(Mm,R2)＝mg得g＝eq\f(GM,R2)，則S1表面的重力加速度較小，D項(xiàng)正確．8．AC“潮汐鎖定”月球總是一面正對地球，另一面背離地球，分析可知，月球的公轉(zhuǎn)周期與自轉(zhuǎn)周期相同，故A正確；依據(jù)牛頓第三定律，可知地球?qū)υ虑虻囊Φ扔谠虑驅(qū)Φ厍虻囊?，故B錯誤；由于月球總是一面正對地球，所以月球上遠(yuǎn)地端與近地端角速度相同，依據(jù)公式a＝ω2r可知，半徑大向心加速度大，即月球上遠(yuǎn)地端的向心加速度大于近地端的向心加速度，故C正確；若測得月球公轉(zhuǎn)的周期和半徑不行估測月球質(zhì)量，故D錯誤．9．B月球從近地點(diǎn)向遠(yuǎn)地點(diǎn)運(yùn)動的過程中做離心運(yùn)動，萬有引力不足以供應(yīng)向心力，引力做負(fù)功，動能漸漸減小，所以速度漸漸減小，A、C錯誤，B正確；依據(jù)萬有引力供應(yīng)向心力有eq\f(GMm,r2)＝ma，解得a＝eq\f(GM,r2)，月球從近地點(diǎn)向遠(yuǎn)地點(diǎn)運(yùn)動的過程中軌道半徑增大，加速度漸漸減小，故D錯誤．10．A衛(wèi)星B、C均由萬有引力供應(yīng)向心力，有F＝eq\f(GMm,r2)＝ma，且rB<rC，解得aB>aC，F(xiàn)B>FC；A、C的角速度相同，由F＝mω2r，a＝ω2r，rA<rC得aC>aA，F(xiàn)C>FA，綜上所述有aB>aC>aA，F(xiàn)B>FC>FA，A正確，B錯誤；B、C均由萬有引力供應(yīng)向心力，有eq\f(GMm,r2)＝eq\f(mv2,r)，且rB<rC，解得vB>vC；A、C的角速度相同，由v＝ωr，且rA<rC，解得vC>vA，C錯誤；A、C角速度相同，則周期相同，即TA＝TC；B、C均為地球的衛(wèi)星，依據(jù)開普勒第三定律可知TB<TC，故D錯誤．11．B衛(wèi)星運(yùn)動的向心力由萬有引力供應(yīng)，有Geq\f(Mm,r2)＝ma，解得a＝Geq\f(M,r2)，可知甲的向心加速度小于乙的向心加速度，A錯誤；依據(jù)Geq\f(Mm,r2)＝meq\f(4π2,T2)r，解得T＝2πeq\r(\f(r3,GM))，由于甲的中心天體質(zhì)量小于乙的中心天體質(zhì)量，故甲的周期大于乙的周期，B正確；依據(jù)Geq\f(Mm,r2)＝mω2r解得ω＝eq\r(\f(GM,r3))，可推斷甲的角速度小于乙的角速度，C錯誤；依據(jù)Geq\f(Mm,r2)＝eq\f(mv2,r)得v＝eq\r(\f(GM,r))，可推斷甲的線速度小于乙的線速度，D錯誤．12．CD由題意可知纜繩相對地面靜止，則整個同步軌道肯定在赤道正上方，所以地面基站不行能在青藏高原上，A錯誤；依據(jù)“太空電梯”結(jié)構(gòu)可知v＝ωr，配重和同步空間站的角速度相同，空間站的環(huán)繞半徑小于配重的環(huán)繞半徑