1、2013年高考物理考前回歸教材之限時訓(xùn)練十六天體的運動人造衛(wèi)星時間：45分鐘滿分：100分一、選擇題(8×864)1火星有兩顆衛(wèi)星，分別為火衛(wèi)一和火衛(wèi)二，它們的軌道近似為圓已知火衛(wèi)一的周期為7小時39分，火衛(wèi)二的周期為30小時18分，則兩顆衛(wèi)星相比 ()A火衛(wèi)一距火星表面較近B火衛(wèi)二的角速度較大C火衛(wèi)一的運動速度較大D火衛(wèi)二的向心加速度較大解析：本題主要考查衛(wèi)星不同軌道各物理量之間的關(guān)系軌道越高的衛(wèi)星，周期越大，線速度、角速度、向心加速度越小，由于火衛(wèi)一的周期小，所以火衛(wèi)一軌道較低，選項A、C正確，選項B、D錯誤答案：AC圖12發(fā)射地球同步衛(wèi)星時，先將衛(wèi)星發(fā)射至近地圓軌道1，然后經(jīng)點

2、火，使其沿橢圓軌道2運行，最后再次點火，將衛(wèi)星送入同步圓軌道3.軌道1、2相切于Q點，軌道2、3相切于P點(如圖1所示)則當(dāng)衛(wèi)星分別在1、2、3軌道上正常運行時，以下說法正確的是()A衛(wèi)星在軌道3上的速率大于在軌道1上的速率B衛(wèi)星在軌道3上的角速度小于在軌道1上的角速度C衛(wèi)星在軌道1上經(jīng)過Q點的加速度大于它在軌道2上經(jīng)過Q點時的加速度D衛(wèi)星在軌道2上經(jīng)過P點時的加速度等于它在軌道3上經(jīng)過P點時的加速度答案：BD3可以發(fā)射一顆這樣的人造地球衛(wèi)星，使其圓軌道 ()A與地球表面上某一緯度線(非赤道)是共面同心圓B與地球表面上某一經(jīng)度線所決定的圓是共面同心圓C與地球表面上的赤道線是共面同心圓，且衛(wèi)星相

3、對地球表面是靜止的D與地球表面上的赤道線是共面同心圓，但衛(wèi)星相對地球表面是運動的圖2解析：人造衛(wèi)星繞地球做圓周運動所需的向心力是萬有引力提供的，人造衛(wèi)星受地球的引力一定指向地心，所以任何人造衛(wèi)星的穩(wěn)定軌道平面都是通過地心的A選項所述的衛(wèi)星不能滿足這個條件A錯B選項所述的衛(wèi)星雖然滿足這個條件，但是由于地球在自轉(zhuǎn)，經(jīng)線所決定的平面也在轉(zhuǎn)動，這樣的衛(wèi)星又不可能有與地球自轉(zhuǎn)同方向的速度，所以不可能始終在某一經(jīng)線所決定的平面內(nèi)，如圖2所示故B項也錯無論高低如何，軌道平面與地球赤道平面重合的衛(wèi)星都是存在的，C選項所述衛(wèi)星就是地球同步衛(wèi)星，而D項所述衛(wèi)星不是同步衛(wèi)星，故C、D項都對答案：CD4同步衛(wèi)星離地心

4、距離為r，運行速率為v1，加速度為a1；地球赤道上的物體隨地球自轉(zhuǎn)的向心加速度為a2，第一宇宙速度為v2，地球半徑為R，則下列比值正確的為 ()A.B.()2C. D.解析：設(shè)地球質(zhì)量為M，同步衛(wèi)星質(zhì)量為m1，地球赤道上的物體質(zhì)量為m2，在地球表面運行的物體質(zhì)量為m3，由于地球同步衛(wèi)星周期與地球自轉(zhuǎn)周期相同，則a1r，a2R，12.所以，故A選項正確依據(jù)萬有引力定律和向心力表達(dá)式可得：對m1：Gm1，所以v1對m3：Gm3，所以v2式除以式得：，故D選項正確答案：AD5縱觀月球探測的歷程，人類對月球探索認(rèn)識可分為三大步“探、登、駐”我國為探月活動確定的三小步是：“繞、落、回”，目前正在進(jìn)行的是

5、其中的第一步繞月探測工程.2007年10月24日18時05分，“嫦娥一號”衛(wèi)星的成功發(fā)射標(biāo)志著我國探月工程邁出了關(guān)鍵的一步我們可以假想人類不斷向月球“移民”，經(jīng)過較長時間后，月球和地球仍可視為均勻球體，地球的總質(zhì)量仍大于月球的總質(zhì)量，月球仍按原軌道運行，以下說法正確的是 ()A月地之間的萬有引力將變小B月球繞地球運動的周期將變大C月球繞地球運動的向心加速度將變小D月球表面的重力加速度將變大解析：設(shè)移民質(zhì)量為m，未移民時的萬有引力F引G與移民后的萬有引力F引G比較可知，由于M比m大，所以F引>F引；由于地球的質(zhì)量變小，由F引G(mm)r()2(mm)a可知，月球繞地球運動的周期將變大，月球

6、繞地球運動的向心加速度將變小；由月球?qū)ζ浔砻嫖矬w的萬有引力等于其重力可知，由于月球質(zhì)量變大，因而月球表面的重力加速度將變大答案：BCD圖36發(fā)射人造衛(wèi)星是將衛(wèi)星以一定的速度送入預(yù)定軌道發(fā)射場一般選擇在盡可能靠近赤道的地方，如圖3所示這樣選址的優(yōu)點是，在赤道附近 ()A地球的引力較大B地球自轉(zhuǎn)線速度較大C重力加速度較大D地球自轉(zhuǎn)角速度較大解析：本題考查圓周運動和萬有引力定律，意在考查考生將所學(xué)的知識應(yīng)用到實際問題中的能力地球的自轉(zhuǎn)角速度是一定的，根據(jù)線速度與角速度的關(guān)系vr可知，離赤道近的地方地球表面的線速度較大，所以發(fā)射人造地球衛(wèi)星較容易，故正確答案為B.答案：B72月11日，俄羅斯的“宇宙2

7、251”衛(wèi)星和美國的“銥33”衛(wèi)星在西伯利亞上空約805 km處發(fā)生碰撞這是歷史上首次發(fā)生的完整在軌衛(wèi)星碰撞事件碰撞過程中產(chǎn)生的大量碎片可能會影響太空環(huán)境假定有甲、乙兩塊碎片，繞地球運動的軌道都是圓，甲的運行速率比乙的大，則下列說法中正確的是 ()A甲的運行周期一定比乙的長B甲距地面的高度一定比乙的高C甲的向心力一定比乙的小D甲的加速度一定比乙的大解析：本題考查的是萬有引力與航天的有關(guān)知識，意在考查考生對繞地衛(wèi)星的線速度與半徑、周期、向心力等之間關(guān)系的理解和應(yīng)用能力；根據(jù)公式T2可知：A選項不對；再根據(jù)公式v可知：B不對；由于甲、乙質(zhì)量未知，所以無法判斷向心力大小，所以C不對，D對答案：D89

8、月25日至28日，我國成功實施了“神舟”七號載人航天飛行并實現(xiàn)了航天員首次出艙飛船先沿橢圓軌道飛行，后在遠(yuǎn)地點343千米處點火加速，由橢圓軌道變成高度為343千米的圓軌道，在此圓軌道上飛船運行周期約為90分鐘下列判斷正確的是 ()A飛船變軌前后的機(jī)械能相等B飛船在圓軌道上時航天員出艙前后都處于失重狀態(tài)C飛船在此圓軌道上運動的角速度大于同步衛(wèi)星運動的角速度D飛船變軌前通過橢圓軌道遠(yuǎn)地點時的加速度大于變軌后沿圓軌道運動的加速度解析：本題考查對圓周運動、萬有引力定律和航天知識、牛頓第二定律及對超重、失重概念的理解，意在考查考生靈活運用物理知識和規(guī)律處理緊密聯(lián)系生活實際、科技發(fā)展等問題的能力飛船在橢圓

9、軌道的遠(yuǎn)地點點火加速，發(fā)動機(jī)對飛船做正功，所以飛船的機(jī)械能應(yīng)增加，A錯；宇航員出艙前后，其受到的萬有引力全部提供他做圓周運動的向心力，處于完全失重狀態(tài)，B正確；飛船做圓周運動的軌道半徑比同步衛(wèi)星的小，由Gm2r得：，所以飛船的角速度大，C項正確；由牛頓第二定律知，飛船的加速度取決于在某點時的萬有引力大小，所以飛船在橢圓軌道的遠(yuǎn)地點變軌前后加速度相同，D項錯誤答案：BC二、計算題(3×1236)9某物體在地面上受到的重力為160 N，將它放在衛(wèi)星中，在衛(wèi)星以加速度ag隨火箭向上加速上升的過程中，當(dāng)物體與衛(wèi)星中的支持物的相互擠壓力為90 N時，求此時衛(wèi)星距地球表面的高度(地球半徑R6.4

10、×103 km，g10 m/s2)解析：設(shè)衛(wèi)星隨火箭上升離地球表面的高度為h，火箭上物體受支持物的支持力為FN，重力為mg，根據(jù)牛頓第二定律得：FNmgma在高h(yuǎn)處物體的重力為Gmg物體在地球表面時物體的重力為Gmg由以上各式得FNma解得衛(wèi)星距地球表面的高度為h( 1)R( 1)×6.4×103 km1.92×104 km答案：1.92×104 km10土星周圍有許多大小不等的巖石顆粒，其繞土星的運動可視為圓周運動，其中有兩個巖石顆粒A和B與土星中心的距離分別為rA8.0×104 km和rB1.2×105 km，忽略所有巖

11、石顆粒間的相互作用(結(jié)果可用根式表示)(1)求巖石顆粒A和B的線速度之比(2)求巖石顆粒A和B的周期之比(3)土星探測器上有一物體，在地球上重為10 N，推算出它在距土星中心3.2×105 km處受到土星的引力為0.38 N已知地球半徑為6.4×103 km，請估算土星質(zhì)量是地球質(zhì)量的多少倍解析：(1)設(shè)土星質(zhì)量為M，顆粒質(zhì)量為m，根據(jù)牛頓第二定律和萬有引力定律可得m·解得v對A、B兩顆粒vA，vB故.(2)由T，對A、B兩顆粒有TATB得.(3)設(shè)地球質(zhì)量為M地，地球半徑為R，探測器上物體質(zhì)量為m0，根據(jù)萬有引力定律知m0gG·m0gG·，解得95.答案：(1)(2)(3)9511如圖4所示，A是地球的同步衛(wèi)星另一衛(wèi)星B的圓形軌道位于赤道平面內(nèi)，離地面高度為h.已知地球半徑為R，地球自轉(zhuǎn)角速度為