1、2013年高考物理考前回歸教材之限時(shí)訓(xùn)練十六天體的運(yùn)動(dòng)人造衛(wèi)星時(shí)間：45分鐘滿(mǎn)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(shí)39分，火衛(wèi)二的周期為30小時(shí)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(yùn)動(dòng)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(xiàn)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(xiàng)A、C正確，選項(xiàng)B、D錯(cuò)誤答案：AC圖12發(fā)射地球同步衛(wèi)星時(shí)，先將衛(wèi)星發(fā)射至近地圓軌道1，然后經(jīng)點(diǎn)

2、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1所示)則當(dāng)衛(wèi)星分別在1、2、3軌道上正常運(yùn)行時(shí)，以下說(shuō)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(guò)Q點(diǎn)的加速度大于它在軌道2上經(jīng)過(guò)Q點(diǎn)時(shí)的加速度D衛(wèi)星在軌道2上經(jīng)過(guò)P點(diǎn)時(shí)的加速度等于它在軌道3上經(jīng)過(guò)P點(diǎn)時(shí)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(xiàn)(非赤道)是共面同心圓B與地球表面上某一經(jīng)度線(xiàn)所決定的圓是共面同心圓C與地球表面上的赤道線(xiàn)是共面同心圓，且衛(wèi)星相

3、對(duì)地球表面是靜止的D與地球表面上的赤道線(xiàn)是共面同心圓，但衛(wèi)星相對(duì)地球表面是運(yùn)動(dòng)的圖2解析：人造衛(wèi)星繞地球做圓周運(yùn)動(dòng)所需的向心力是萬(wàn)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(guò)地心的A選項(xiàng)所述的衛(wèi)星不能滿(mǎn)足這個(gè)條件A錯(cuò)B選項(xiàng)所述的衛(wèi)星雖然滿(mǎn)足這個(gè)條件，但是由于地球在自轉(zhuǎn)，經(jīng)線(xiàn)所決定的平面也在轉(zhuǎn)動(dòng)，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(xiàn)所決定的平面內(nèi)，如圖2所示故B項(xiàng)也錯(cuò)無(wú)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(xiàng)所述衛(wèi)星就是地球同步衛(wèi)星，而D項(xiàng)所述衛(wèi)星不是同步衛(wèi)星，故C、D項(xiàng)都對(duì)答案：CD4同步衛(wèi)星離地心

4、距離為r，運(yùn)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(yùn)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(xiàng)正確依據(jù)萬(wàn)有引力定律和向心力表達(dá)式可得：對(duì)m1：Gm1，所以v1對(duì)m3：Gm3，所以v2式除以式得：，故D選項(xiàng)正確答案：AD5縱觀月球探測(cè)的歷程，人類(lèi)對(duì)月球探索認(rèn)識(shí)可分為三大步“探、登、駐”我國(guó)為探月活動(dòng)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(cè)工程.2007年10月24日18時(shí)05分，“嫦娥一號(hào)”衛(wèi)星的成功發(fā)射標(biāo)志著我國(guó)探月工程邁出了關(guān)鍵的一步我們可以假想人類(lèi)不斷向月球“移民”，經(jīng)過(guò)較長(zhǎng)時(shí)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(yùn)行，以下說(shuō)法正確的是 ()A月地之間的萬(wàn)有引力將變小B月球繞地球運(yùn)動(dòng)的周期將變大C月球繞地球運(yùn)動(dòng)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(shí)的萬(wàn)有引力F引G與移民后的萬(wàn)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(yùn)動(dòng)的周期將變大，月球

6、繞地球運(yùn)動(dòng)的向心加速度將變小；由月球?qū)ζ浔砻嫖矬w的萬(wàn)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(chǎng)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(diǎn)是，在赤道附近 ()A地球的引力較大B地球自轉(zhuǎn)線(xiàn)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(yùn)動(dòng)和萬(wàn)有引力定律，意在考查考生將所學(xué)的知識(shí)應(yīng)用到實(shí)際問(wèn)題中的能力地球的自轉(zhuǎn)角速度是一定的，根據(jù)線(xiàn)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(xiàn)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(guó)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(guò)程中產(chǎn)生的大量碎片可能會(huì)影響太空環(huán)境假定有甲、乙兩塊碎片，繞地球運(yùn)動(dòng)的軌道都是圓，甲的運(yùn)行速率比乙的大，則下列說(shuō)法中正確的是 ()A甲的運(yùn)行周期一定比乙的長(zhǎng)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(wàn)有引力與航天的有關(guān)知識(shí)，意在考查考生對(duì)繞地衛(wèi)星的線(xiàn)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(xiàng)不對(duì)；再根據(jù)公式v可知：B不對(duì)；由于甲、乙質(zhì)量未知，所以無(wú)法判斷向心力大小，所以C不對(duì)，D對(duì)答案：D89

8、月25日至28日，我國(guó)成功實(shí)施了“神舟”七號(hào)載人航天飛行并實(shí)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(diǎn)343千米處點(diǎn)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(yùn)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(shí)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(yùn)動(dòng)的角速度大于同步衛(wèi)星運(yùn)動(dòng)的角速度D飛船變軌前通過(guò)橢圓軌道遠(yuǎn)地點(diǎn)時(shí)的加速度大于變軌后沿圓軌道運(yùn)動(dòng)的加速度解析：本題考查對(duì)圓周運(yùn)動(dòng)、萬(wàn)有引力定律和航天知識(shí)、牛頓第二定律及對(duì)超重、失重概念的理解，意在考查考生靈活運(yùn)用物理知識(shí)和規(guī)律處理緊密聯(lián)系生活實(shí)際、科技發(fā)展等問(wèn)題的能力飛船在橢圓

9、軌道的遠(yuǎn)地點(diǎn)點(diǎn)火加速，發(fā)動(dòng)機(jī)對(duì)飛船做正功，所以飛船的機(jī)械能應(yīng)增加，A錯(cuò)；宇航員出艙前后，其受到的萬(wàn)有引力全部提供他做圓周運(yùn)動(dòng)的向心力，處于完全失重狀態(tài)，B正確；飛船做圓周運(yùn)動(dòng)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(xiàng)正確；由牛頓第二定律知，飛船的加速度取決于在某點(diǎn)時(shí)的萬(wàn)有引力大小，所以飛船在橢圓軌道的遠(yuǎn)地點(diǎn)變軌前后加速度相同，D項(xiàng)錯(cuò)誤答案：BC二、計(jì)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(guò)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(shí)，求此時(shí)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(shí)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?chē)性S多大小不等的巖石顆粒，其繞土星的運(yùn)動(dòng)可視為圓周運(yùn)動(dòng)，其中有兩個(gè)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(xiàn)速度之比(2)求巖石顆粒A和B的周期之比(3)土星探測(cè)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(qǐng)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(wàn)有引力定律可得m·解得v對(duì)A、B兩顆粒vA，vB故.(2)由T，對(duì)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(cè)器上物體質(zhì)量為m0，根據(jù)萬(wàn)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