1、專題四人造衛星 宇宙速度熱點題型探究高考模擬演練教師備用習題熱點一人造衛星圓周軌道運行規律熱點題型探究熱點題型探究例1 2018云南師大附中月考 如圖Z4-1所示,a、b、c三顆衛星在各自的軌道上繞地球做勻速圓周運動,軌道半徑rarbrc,但三顆衛星受到地球的萬有引力大小相等,下列說法正確的是()A.三顆衛星的加速度大小aaabacB.三顆衛星的質量mambmcC.三顆衛星的運行速度大小vavbTbTc圖Z4-1熱點題型探究答案 B熱點題型探究變式題 2018邯鄲摸底 “天舟一號”貨運飛船于2017年4月20日在文昌航天發射中心成功發射升空,并于4月22日與“天宮二號”空間實驗室對接.已知對接

2、前“天舟一號”在距離地面高度為h的圓軌道上做勻速圓周運動,“天宮二號”空間實驗室在距離地面高度為h+h的圓軌道上做勻速圓周運動,已知h0,且h+h小于地球同步衛星的高度,則()A.二者的角速度均小于地球自轉角速度B.“天舟一號”線速度小于“天宮二號”空間實驗室的線速度C.二者運動周期均小于地球自轉周期D.二者做圓周運動的向心加速度大于地面上物體的重力加速度熱點題型探究答案 C熱點題型探究 要點總結人造衛星問題的解題技巧(1)一個模型衛星的運動可簡化為質點的勻速圓周運動模型.熱點題型探究熱點二赤道上的物體、同步衛星和近地衛星熱點題型探究熱點題型探究熱點題型探究圖Z4-2熱點題型探究答案 C熱點題

3、型探究熱點題型探究答案 BC熱點題型探究熱點題型探究答案 D熱點題型探究 要點總結赤道上的物體、近地衛星、同步衛星的對比比較內容赤道上的物體近地衛星同步衛星向心力來源萬有引力的分力萬有引力向心力方向指向地心重力與萬有引力的關系重力略小于萬有引力重力等于萬有引力熱點題型探究熱點三人造衛星變軌問題熱點題型探究熱點題型探究熱點題型探究例3 2019淮北摸底 2017年9月,我國控制“天舟一號”飛船離軌,使它進入大氣層燒毀,殘骸墜入南太平洋一處號稱“航天器墳場”的遠離大陸的深海區.在受控墜落前,“天舟一號”在距離地面380 km的圓軌道上飛行,則下列說法中正確的是 ()A.在軌運行時,“天舟一號”的線

4、速度大于第一宇宙速度B.在軌運行時,“天舟一號”的角速度小于同步衛星的角速度C.受控墜落時,應通過“反推”實現制動離軌D.“天舟一號”離軌后,在進入大氣層前,運行速度不斷減小熱點題型探究答案 C熱點題型探究圖Z4-3熱點題型探究答案 ACD熱點題型探究熱點題型探究熱點題型探究圖Z4-4熱點題型探究答案 AB熱點題型探究熱點題型探究 要點總結衛星變軌中物理量的比較(1)速度:v2Av1Av3Bv2B.(2)加速度:a1A=a2Aa2B=a3B.(3)周期:T1T2T3.(4)能量:機械能E1Ek3,勢能Ep1Ep3.圖Z4-5熱點四天體的追及與相遇問題熱點題型探究熱點題型探究熱點題型探究答案 A

5、熱點題型探究圖Z4-6熱點題型探究答案 C熱點題型探究 要點總結(1)軌道在同一平面內的兩顆衛星之間的距離有最近和最遠之分,但它們與中心天體都處在同一條直線上.由于它們的軌道不是重合的,因此在最近和最遠的相遇問題上不能通過位移或弧長相等來處理,而是通過衛星運動的圓心角來衡量,若它們初始位置與軌道圓心在同一直線上,實際上內軌道上衛星所轉過的圓心角與外軌道上衛星所轉過的圓心角之差為的整數倍時就是出現最近或最遠的時刻.(2)軌道不在同一平面內的兩顆衛星也可能發生碰撞,但軌道高度要相同.高考模擬演練高考真題1.2017全國卷 2017年4月,我國成功發射的天舟一號貨運飛船與天宮二號空間實驗室完成了首次

6、交會對接,對接形成的組合體仍沿天宮二號原來的軌道(可視為圓軌道)運行.與天宮二號單獨運行時相比,組合體運行的()A.周期變大B.速率變大C.動能變大D.向心加速度變大高考模擬演練答案 C高考模擬演練2.2018全國卷 為了探測引力波,“天琴計劃”預計發射地球衛星P,其軌道半徑約為地球半徑的16倍;另一地球衛星Q的軌道半徑約為地球半徑的4倍.P與Q的周期之比約為 ()A.21B.41C.81D.161高考模擬演練答案 C高考模擬演練3.2016全國卷 利用三顆位置適當的地球同步衛星,可使地球赤道上任意兩點之間保持無線電通訊.目前,地球同步衛星的軌道半徑約為地球半徑的6.6倍.假設地球的自轉周期變

7、小,若仍僅用三顆同步衛星來實現上述目的,則地球自轉周期的最小值約為 ()A.1 hB.4 hC.8 hD.16 h高考模擬演練答案 B高考模擬演練模擬精選4.(多選)2018衡水押題 北斗衛星導航系統是中國自行研制的全日制衛星導航系統,由35顆衛星組成,包括5顆靜止軌道衛星、3顆傾斜同步軌道衛星和27顆中地球軌道衛星.下表給出了其中三顆衛星的信息,其中傾角為軌道平面與赤道平面的夾角.下列說法正確的是()衛星發射日期運行軌道北斗-G42010年11月01日 地球靜止軌道160.0E,高度35 815公里,傾角0.6北斗-IGSO2 2010年12月18日 傾斜地球同步軌道,高度35 883公里,

8、傾角54.8北斗-M32012年04月30日 中地球軌道,高度21 607公里,傾角55.3高考模擬演練A.北斗-IGSO2的運行周期和地球自轉周期相等B.北斗-G4的線速度小于北斗-M3的線速度C.北斗-IGSO2總在地面上某點的正上方D.北斗-IGSO2和北斗-M3的周期之比等于軌道半徑之比高考模擬演練答案 AB高考模擬演練5.假設有一載人宇宙飛船在距地面高度為4200 km 的赤道上空繞地球做勻速圓周運動,地球半徑約為6400 km,地球同步衛星距地面高為36 000 km.宇宙飛船和一地球同步衛星繞地球同向運動,每當兩者相距最近時,宇宙飛船就向同步衛星發射信號,然后再由同步衛星將信號發

9、送到地面接收站.某時刻兩者相距最遠,從此刻開始,在一晝夜的時間內,接收站共接收到信號的次數為()A.4次 B.6次C.7次 D.8次高考模擬演練答案 C教師備用習題1.某行星半徑R=2440 km,行星周圍沒有空氣且忽略行星自轉.若某宇航員在距行星表面高h=1.25 m處由靜止釋放一物塊,經t=1 s后落地,則此行星()A.表面重力加速度為10 m/s2B.表面重力加速度為5 m/s2C.第一宇宙速度大約為2.47 km/sD.第一宇宙速度大約為78 m/s教師備用習題答案 C教師備用習題2.2018菏澤模擬 2018年4月,“天宮一號”完成其歷史使命,離開運行軌道,進入大氣層,最終其主體部分

10、會在大氣層中完全燒毀.在燃燒前,由于稀薄空氣阻力的影響,“天宮一號”的運行半徑逐漸減小.在此過程中,下列關于“天宮一號”的說法中正確的是 ()A.運行速率逐漸減小,機械能逐漸增大B.運行周期逐漸減小,機械能逐漸增大C.運行速率逐漸增大,機械能逐漸減小D.運行周期逐漸增大,機械能逐漸減小教師備用習題答案 C教師備用習題教師備用習題答案 C教師備用習題4.地球和木星繞太陽的運動可近似看成是同一平面內的同方向繞行的勻速圓周運動,已知木星的軌道半徑約為地球軌道半徑的5.2倍,估算木星與地球距離最近的相鄰兩次時間間隔約為()A. 1年B. 1.1年 C. 1.5年 D. 2年教師備用習題答案 B教師備用習題教師備用習題教師備用習題6.太陽系八大行星幾乎是在同一平面內沿同一方向繞太陽做圓周運動.當地球恰好運行到土星和太陽之間,且三者幾乎成一條直線的現象,天文學稱為“土星沖