课时跟踪检测（十九） 人造卫星上天

PAGE第2页共5页课时跟踪检测（十九）人造卫星上天A组—重基础·体现综合1．下图中描绘的四种虚线轨迹，不可能是人造地球卫星轨道的是()解析：选B人造地球卫星靠地球的万有引力提供向心力而绕地球做匀速圆周运动，地球对卫星的万有引力方向指向地心，所以人造地球卫星做圆周运动的圆心是地心，否则不能做稳定的圆周运动；故不可能是人造地球卫星轨道的是B。2．[多选]2019年6月5日，我国在黄海海域使用长征十一号运载火箭，成功完成“一箭七星”海上发射技术试验，标志着我国成为世界上第三个掌握海射技术的国家。假如某卫星绕地球做匀速圆周运动的轨道半径增大到原来的2倍，则()A．根据公式v＝ωr，可知卫星运动的线速度将增大到原来的2倍B．根据公式F＝meq\f(v2,r)，可知卫星所需的向心力将减小到原来的eq\f(1,2)C．根据公式F＝Geq\f(Mm,r2)，可知地球提供的向心力将减小到原来的eq\f(1,4)D．根据B和C中给出的公式，可知卫星运动的线速度将减小到原来的eq\f(\r(2),2)解析：选CD角速度也会随半径的变化而变化，因此线速度不会是原来的2倍，A错误；其他物理量都不变，只有半径变为原来的2倍，根据万有引力公式，向心力将变为原来的eq\f(1,4)，C正确；根据B和C中给出的公式，可推得GM＝v2r，因此当卫星的轨道半径增大到原来的2倍时，卫星运动的线速度将减小到原来的eq\f(\r(2),2)，B错误，D正确。3.[多选]不可回收的航天器在使用后，将成为太空垃圾。如图所示是漂浮在地球附近的太空垃圾示意图，对此有如下说法，正确的是()A．离地越低的太空垃圾运行周期越小B．离地越高的太空垃圾运行角速度越小C．由公式v＝eq\r(gr)得，离地越高的太空垃圾运行速率越大D．太空垃圾一定能跟同一轨道上同向飞行的航天器相撞解析：选AB太空垃圾绕地球做匀速圆周运动，根据Geq\f(Mm,r2)＝meq\f(v2,r)＝mω2r＝meq\f(4π2,T2)r可得v＝eq\r(\f(GM,r))，ω＝eq\r(\f(GM,r3))，T＝eq\r(\f(4πr3,GM))，可知，离地越低，周期越小，角速度越大，速度越大，故A、B正确，C错误；太空垃圾与同一轨道上同向飞行的航天器速率相等，不会相撞，故D错误。4．[多选]如图所示，极地卫星的运行轨道平面通过地球的南北两极(轨道可视为圆轨道)。若已知一个极地卫星从北纬30°的正上方，按图示方向第一次运行至南纬60°正上方时所用时间为t，地球半径为R(地球可看作球体)，地球表面的重力加速度为g，引力常量为G。由以上条件可以求出()A．卫星运行的周期 B．卫星距地面的高度C．卫星的质量 D．地球的质量解析：选ABD卫星从北纬30°的正上方第一次运行至南纬60°正上方时所用时间为t，卫星转过的角度为90°，因此可知卫星运行的周期为T＝4t；A正确；由地球上的物体万有引力为重力可得eq\f(GMm,R2)＝mg，可求出地球的质量，D正确，对卫星由万有引力提供向心力可得eq\f(GMm,r2)＝meq\f(4π2,T2)r，可知道卫星的轨道半径，因此可求卫星的高度，B正确；卫星的质量会约掉，因此不能求出，C错误。5.若火星和地球绕太阳的运动均可视为匀速圆周运动，火星公转轨道半径与地球公转轨道半径之比为3∶2，则火星与地球绕太阳运动的()A．轨道周长之比为2∶3B．线速度大小之比为eq\r(3)∶eq\r(2)C．角速度大小之比为2eq\r(2)∶3eq\r(3)D．向心加速度大小之比为9∶4解析：选C火星与地球轨道周长之比等于公转轨道半径之比，A项错误；火星和地球绕太阳做匀速圆周运动，万有引力提供向心力，由Geq\f(Mm,r2)＝ma＝meq\f(v2,r)＝mω2r，解得a＝eq\f(GM,r2)，v＝eq\r(\f(GM,r))，ω＝eq\r(\f(GM,r3))，所以火星与地球线速度大小之比为eq\r(2)∶eq\r(3)，B项错误；角速度大小之比为2eq\r(2)∶3eq\r(3)，C项正确；向心加速度大小之比为4∶9，D项错误。6.[多选]高分五号卫星的成功发射填补了国产卫星无法有效探测区域大气污染气体的空白。如图是高分五号卫星发射的模拟示意图，先将高分五号卫星送入圆形近地轨道Ⅰ，在轨道ⅠA处点火变轨进入椭圆轨道Ⅱ，在轨道ⅡB处再次点火进入圆形预定轨道Ⅲ绕地球做圆周运动，不考虑卫星的质量变化。下列叙述正确的是()A．高分五号卫星在轨道Ⅰ上运动的动能小于在轨道Ⅲ上的动能B．高分五号卫星在轨道Ⅰ上运动周期最小、在轨道Ⅲ上运行周期最大C．高分五号卫星在轨道Ⅰ上的加速度大于在轨道Ⅲ上的加速度D．高分五号卫星在A处变轨要加速，在B处变轨要减速解析：选BC卫星围绕地球做匀速圆周运动，万有引力提供向心力，Geq\f(Mm,r2)＝meq\f(v2,r)，动能Ek＝eq\f(1,2)mv2，联立解得Ek＝eq\f(GMm,2r)，由于高分五号卫星在轨道Ⅰ上的运行半径小于在轨道Ⅲ上的运行半径，所以高分五号卫星在轨道Ⅰ上运动的动能大于在轨道Ⅲ上运动的动能，选项A错误；由于轨道Ⅲ的半径大于轨道Ⅱ的半长轴，轨道Ⅱ的半长轴大于轨道Ⅰ的半径，根据开普勒第三定律可知，高分五号卫星在轨道Ⅰ上运行周期最小，在轨道Ⅲ上运行周期最大，选项B正确；由Geq\f(Mm,r2)＝ma，可知高分五号卫星在轨道Ⅰ上的加速度大于在轨道Ⅲ上的加速度，选项C正确；高分五号卫星在A处变轨要加速，在B处变轨也要加速，选项D错误。7.如图所示，“天宫二号”在距离地面393km的近圆轨道运行。已知万有引力常量G＝6.67×10－11N·m2/kg2，地球质量M＝6.0×1024kg，地球半径R＝6.4×103km。由以上数据可估算()A．“天宫二号”的质量 B．“天宫二号”的运行速度C．“天宫二号”受到的向心力 D．地球对“天宫二号”的引力解析：选B根据万有引力提供向心力，即eq\f(GMm,r2)＝meq\f(v2,r)，可知v＝eq\r(\f(GM,r))，所以可求出“天宫二号”的运行速度，在上等式中“天宫二号”的质量在两边会消去，故无法求出“天宫二号”的质量，同时其受到的向心力、引力都因为不知质量而无法求解，故B正确，A、C、D错误。8．2019年3月10日0时28分，我国在西昌卫星发射中心用长征三号乙运载火箭，成功将“中星6C”卫星发射升空，卫星进入预定轨道。“中星6C”卫星是一颗用于广播和通信的地球静止轨道通信卫星，离地面的高度为地球半径的6倍。求：“中星6C”卫星的运行速度与第一宇宙速度之比为多少？解析：设地球的半径为R，则“中星6C”卫星的轨道半径为7R。设地球的第一宇宙速度为v1，则有Geq\f(Mm,R2)＝meq\f(v12,R)设“中星6C”卫星的运行速度为v2，则有Geq\f(Mm,7R2)＝meq\f(v22,7R)，联立解得v2∶v1＝1∶eq\r(7)。答案：1∶eq\r(7)B组—重应用·体现创新9.如图所示，在圆轨道上运行的国际空间站里，一宇航员静止(相对空间舱)“站”于舱内朝向地球一侧的“地面”上，下列说法正确的是()A．宇航员此时处于受力平衡状态B．空间站的运行速度一定等于7.9km/sC．宇航员与“地面”之间无弹力作用D．若宇航员将手中一小球无初速(相对于空间舱)释放，该小球将落到“地”面解析：选C宇航员靠地球的万有引力提供向心力，做圆周运动，受力不平衡，故A错误。7.9km/s是第一宇宙速度，是贴着地球表面做匀速圆周运动的速度，根据轨道半径越大，线速度越小，空间站的运行速度小于7.9km/s，故B错误。宇航员处于完全失重状态，所以对“地面”的压力等于零，故C正确。宇航员相对于太空舱无初速释放小球，小球受地球的万有引力提供向心力，做圆周运动，故D错误。10．[多选]某同学阅读了“火星的现在、地球的未来”一文，摘录了以下资料：①根据目前被科学界普遍接受的宇宙大爆炸学说可知，引力常量在极其缓慢地减小；②火星位于地球绕太阳轨道的外侧；③由于火星与地球的自转周期几乎相同，自转轴与公转轨道平面的倾角也几乎相同，所以火星上也有四季变化。根据该同学摘录的资料和有关天体运动规律，可推断()A．太阳对地球的引力在缓慢减小B．太阳对地球的引力在缓慢增加C．火星上平均每个季节持续的时间等于3个月D．火星上平均每个季节持续的时间大于3个月解析：选AD由于引力常量在缓慢减小，根据万有引力公式得知太阳对地球的引力在缓慢减小，A正确，B错误。由于火星的轨道半径比地球的轨道半径大，由eq\f(GMm,R2)＝meq\f(4π2,T2)R，得T＝2πeq\r(\f(R3,GM))，所以火星绕太阳公转的周期比地球大，地球公转周期是一年，即12个月，则火星的公转周期大于12个月，因而火星上的每个季度要大于3个月，C错误，D正确。11．[多选]同步卫星距地心的距离为r，运行速率为v1，向心加速度为a1；近地卫星做圆周运动的速率为v2，向心加速度为a2；地球赤道上观测站的向心加速度为a3。地球的半径为R，则()A.eq\f(v1,v2)＝eq\f(r,R) B.eq\f(a1,a2)＝eq\f(R2,r2)C.eq\f(a1,a3)＝eq\f(r,R) D.eq\f(a2,a3)＝eq\f(r3,R3)解析：选BCD同步卫星和近地卫星都绕地球做匀速圆周运动，根据万有引力提供向心力Geq\f(Mm,r2)＝meq\f(v2,r)＝ma，解得：v＝eq\r(\f(GM,r))，所以eq\f(v1,v2)＝eq\r(\f(R,r))，故A错误；同步卫星与赤道观测站具有相同的角速度，根据a＝rω2，所以eq\f(a1,a3)＝eq\f(r,R)，由于a＝eq\f(GM,r2)，则有：eq\f(a1,a2)＝eq\f(R2,r2)，所以eq\f(a2,a3)＝eq\f(r3,R3)，故B、C、D正确。12．据中国气象局表示，针对我国出现的持续性雾霾天气，“风云三号”卫星能及时监测雾霾覆盖省份、覆盖面积和强度等情况。已知“风云三号”在距地球表面高度为h的轨道上做匀速圆周运动，地球的半径为R，地球表面的重力加速度为g，引力常量为G。求：(1)地球的质量；(2)“风云三号”卫星在轨道上的运