新高考2025版高考物理一轮复习微专题小练习专题28人造卫星宇宙速度

专题28人造卫星宇宙速度1．(多选)下列关于地球同步卫星的说法正确的是()A．地球同步卫星的轨道可能通过地球两极上空B．地球同步卫星的轨道只能在赤道上空C．全部在轨运行的地球同步卫星距地面的高度都相同D．全部在轨运行的地球同步卫星距地面的高度可以不相同2.[2024·广东省汕尾市质监]设想从山上水平抛出一块石头，如图所示．由于重力作用，石头会沿着弯曲的路径落到地上，并且石头的抛出速度越大，石头飞行的距离越远．由此推想，当石头抛出的速度足够大时，它将绕地球做圆周运动而不再落向地面，成为人造卫星．则这个足够大的速度是()A．v＝7.9km/sB．v<7.9km/sC．v＝11.2km/sD．v>11.2km/s3．如图所示，M是赤道上的物体在随地球自转，N是赤道平面内的一颗人造地球卫星，运行方向自西向东．已知地球同步卫星距地面高度近似为5.6倍地球半径，设地心为O，MN与ON间的夹角θ最大为eq\f(π,6)，则()A．N的轨道半径为地球半径的eq\r(3)倍B．N与M的转动周期之比为2eq\r(2)∶1C．N与M的线速度大小之比为6.6eq\r(3.3)∶1D．N与M的加速度大小之比为1∶44．[2024·江苏省淮安市调研]北斗卫星导航系统(BDS)是我国自主研发的继GPS、GLONASS之后的第三个成熟的卫星导航系统．该系统包括5颗地球同步卫星和30颗一般轨道卫星．关于其中的地球同步卫星，下列说法中正确的是()A．它运行的周期为24小时B．它运行的线速度大于第一宇宙速度C．它可以定点在淮安区文通塔的正上方D．它到地面的距离比月球到地面的距离大5．[2024·广东小潮州市质检]“祝融号”火星车的高度有185cm，重量达到240kg，设计寿命为3个火星月，相当于约92个地球日．“祝融号”火星车将在火星上开展地表成分、物质类型分布、地质结构以及火星气象环境等探测工作．已知火星直径约为地球的一半，火星质量约为地球质量的非常之一，则“祝融号”在火星上受到的重力大小最接近()A．240NB．960NC．1200ND．2400N6．[2024·四川省成都市考试]某星球和地球均可视为质量匀称分布的球体，该星球的密度是地球密度的2倍，它表面处的重力加速度是地面上重力加速度的4倍，则该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·河北省保定市模拟]宇宙中半径均为R的两颗恒星S1、S2，相距无限远．若干行星分别环绕恒星S1、S2运动的公转周期的平方T2与公转半径的立方r3的规律如图所示，不考虑两恒星的自转，下列说法正确的是()A．S1与S2的质量相等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·湖南省联考](多选)地球和月球在长期相互作用过程中，形成了“潮汐锁定”．月球总是一面正对地球，另一面背离地球，月球绕地球的运动可看成匀速圆周运动．以下说法正确的是()A．月球的公转周期与自转周期相同B．地球对月球的引力大于月球对地球的引力C．月球上远地端的向心加速度大于近地端的向心加速度D．若测得月球公转的周期和半径可估测月球质量9．[2024·湖北省部分重点中学大联考]月球绕地球沿椭圆轨道运动的示意图如图所示．有关月球的运动，下列说法正确的是()A．月球从近地点向远地点运动的过程中做离心运动，速度渐渐增大B．月球从近地点向远地点运动的过程中速度渐渐减小C．月球在近地点时受到的万有引力大于其做圆周运动所须要的向心力D．月球从近地点向远地点运动的过程中做离心运动，加速度渐渐增大10.[2024·辽宁省沈阳市模拟]如图所示，A为静止在赤道上的物体，B为近地圆轨道卫星，C为地球同步卫星．A、B、C三物体质量相同，向心加速度大小分别为aA、aB、aC，向心力大小分别为FA、FB、FC，线速度大小分别为vA、vB、vC，周期分别为TA、TB、TC，则()A．aB>aC>aAB．FA＝FB>FCC．vA>vB>vCD．TB>TA＝TC11．[2024·北京大附中期末]如图所示，甲、乙两颗卫星以相同的轨道半径分别绕质量为M和2M的行星做匀速圆周运动．下列说法正确的是()A．甲的向心加速度比乙的大B．甲的运行周期比乙的大C．甲的角速度比乙的大D．甲的线速度比乙的大12．[2024·福建省泉州市三模](多选)国产科幻大片《流浪地球2》中的“太空电梯”给观众带来了剧烈的视觉震撼．如图所示，“太空电梯”由地面基站、缆绳、箱体、同步轨道上的空间站和配重组成，缆绳相对地面静止，箱体可以沿缆绳将人和货物从地面运输到空间站．下列说法正确的是()A．地面基站可以建设在青藏高原上B．配重的线速度小于同步空间站的线速度C．箱体在上升过程中受到地球的引力越来越小D．若同步空间站和配重间的缆绳断开，配重将做离心运动专题28人造卫星宇宙速度1．BC地球卫星相对地面静止，其轨道只能在赤道上空，不行能通过地球两极上空，A错误，B正确；全部在轨运行的地球同步卫星运行的角速度都相同，依据Geq\f(Mm,r2)＝mω2r可知，全部在轨运行的地球同步卫星轨道半径都相同，即距地面的高度相同，C正确，D错误．2．A要想使物体绕地球运动而成为人造卫星，不再落回地面，则物体的速度必须要达到第一宇宙速度，即v＝7.9km/s，A正确．3．C4．A同步卫星和地球相对静止，与地球自转具有相同的转动周期，T＝24h，A正确；第一宇宙速度是卫星做圆周运动的最大环绕速度，同步卫星的速度肯定小于第一宇宙速度，B错误；同步卫星的轨道肯定在赤道上空，不能在淮安区文通塔上空，C错误；依据开普勒第三定律可知，同步卫星周期小，它到地面的距离比月球到地面的距离小，D错误．5．B物体在星球表面所受万有引力和重力近似相等，则有Geq\f(Mm,R2)＝mg，解得星球表面的重力加速度g＝Geq\f(M,R2)，所以火星与地球表面重力加速度之比为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)，“祝融号”火星车在火星上与地球上的质量相等，“祝融号”火星车在火星上受到的重力大小约为G＝mg火＝eq\f(2,5)mg地＝960N，B正确．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，可知该星球的半径是地球半径的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正确．7．D由Geq\f(Mm,r2)＝meq\f(4π2r,T2)得M＝eq\f(4π2r3,GT2)，依据题图可知S1的eq\f(r3,T2)较小，所以恒星S1的质量较小，A项错误；两恒星的半径相等，则体积相等，依据ρ＝eq\f(M,V)，可知S1的密度较小，B项错误；依据Geq\f(Mm,R2)＝meq\f(v2,R)得v＝eq\r(\f(GM,R))，则S1的第一宇宙速度较小，C项错误；依据Geq\f(Mm,R2)＝mg得g＝eq\f(GM,R2)，则S1表面的重力加速度较小，D项正确．8．AC“潮汐锁定”月球总是一面正对地球，另一面背离地球，分析可知，月球的公转周期与自转周期相同，故A正确；依据牛顿第三定律，可知地球对月球的引力等于月球对地球的引力，故B错误；由于月球总是一面正对地球，所以月球上远地端与近地端角速度相同，依据公式a＝ω2r可知，半径大向心加速度大，即月球上远地端的向心加速度大于近地端的向心加速度，故C正确；若测得月球公转的周期和半径不行估测月球质量，故D错误．9．B月球从近地点向远地点运动的过程中做离心运动，万有引力不足以供应向心力，引力做负功，动能渐渐减小，所以速度渐渐减小，A、C错误，B正确；依据万有引力供应向心力有eq\f(GMm,r2)＝ma，解得a＝eq\f(GM,r2)，月球从近地点向远地点运动的过程中轨道半径增大，加速度渐渐减小，故D错误．10．A卫星B、C均由万有引力供应向心力，有F＝eq\f(GMm,r2)＝ma，且rB<rC，解得aB>aC，FB>FC；A、C的角速度相同，由F＝mω2r，a＝ω2r，rA<rC得aC>aA，FC>FA，综上所述有aB>aC>aA，FB>FC>FA，A正确，B错误；B、C均由万有引力供应向心力，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错误；A、C角速度相同，则周期相同，即TA＝TC；B、C均为地球的卫星，依据开普勒第三定律可知TB<TC，故D错误．11．B卫星运动的向心力由万有引力供应，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错误；依据Geq\f(Mm,r2)＝meq\f(4π2,T2)r，解得T＝2πeq\r(\f(r3,GM))，由于甲的中心天体质量小于乙的中心天体质量，故甲的周期大于乙的周期，B正确；依据Geq\f(Mm,r2)＝mω2r解得ω＝eq\r(\f(GM,r3))，可推断甲的角速度小于乙的角速度，C错误；依据Geq\f(Mm,r2)＝eq\f(mv2,r)得v＝eq\r(\f(GM,r))，可推断甲的线速度小于乙的线速度，D错误．12．CD由题意可知缆绳相对地面静止，则整个同步轨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错误；依据“太空电梯”结构可知v＝ωr，配重和同步空间站的角速度相同，空间站的环绕半径小于配重的环绕半径