高中物理 专题6.5 宇宙航行（练）（基础版）新人教版必修2

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1、第六章万有引力与航天6.5宇宙航行1．中国北斗卫星导航系统(BDS)是中国自行研制的全球卫星导航系统，是继美国全球定位系统(GPS)、俄罗斯格洛纳斯卫星导航系统(GLONASS)之后第三个成熟的卫星导航系统。预计2020年左右，北斗卫星导航系统将形成全球覆盖能力。如图4所示是北斗导航系统中部分卫星的轨道示意图，已知a、b、c三颗卫星均做圆周运动，a是地球同步卫星，则(　)A.卫星a的角速度小于c的角速度B.卫星a的加速度大于b的加速度C.卫星a的运行速度大于第一宇宙速度D.卫星b的周期大于24h【答案】A2．如图所示，卫星A、B、C在相隔不远的不同轨道上，以地心为中

2、心做匀速圆周运动，且运动方向相同，若某时刻三颗卫星恰好在同一直线上，则当卫星B经过一个周期时，下列关于三颗卫星的位置说法中正确的是()A.三颗卫星的位置仍然在同一条直线上B.卫星A位置超前于B，卫星C位置滞后于BC.卫星A位置滞后于B，卫星C位置超前于BD.由于缺少条件，无法确定它们的位置关系【答案】B【解析】设地球质量为M，卫星质量为m，根据万有引力和牛顿运动定律，有：，，由于．所以，当卫星B经过一个周期时，卫星A位置超前于B，卫星C位置滞后于B，故选项B正确。点睛：本题考查万有引力定律和圆周运动知识的综合应用能力，向心力的公式选取要根据题目提供的已知物理量或所求

3、解的物理量选取应用。3．2015年7月25日，我国发射的新一代北斗导航卫星，全部使用国产微处理器芯片（CPU），圆了航天人的“中国芯”之梦，该卫星在圆形轨道运行速度v满足（　　）A.v＜7.9km/sB.7.9km/s＜v＜11.2km/sC.11.2km/s＜v＜16.7km/sD.v＞16.7km/s【答案】A4．有关人造地球卫星，下列说法正确的是（　　）A.两颗轨道不同的卫星，其周期可能相等B.周期相同的两颗卫星，其机械能一定相同C.人造卫星环绕地球的运动周期可以等于70分钟D.在椭圆轨道上运行的卫星，其机械能不守恒【答案】A【解析】根据开普勒第三定律可知，，

4、可知轨道不同，但半长轴相同的两颗卫星，其周期是相等的．故A正确；根据万有引力提供圆周运动的向心力，得 ，卫星的动能为Ek=mv2，解得，可知周期相同的两颗卫星，轨道半径可能相同，而其动能的大小与卫星的质量还有关，同时其重力势能的大小也与卫星的质量有关，所以它们的机械能不一定相同．故B错误；第一宇宙速度为7.9km/s，所以人造卫星环绕地球的运动周期最小为：，所以人造卫星环绕地球的运动周期不可能为70min．故C错误．在椭圆轨道上运行的卫星在运行的过程中，只有万有引力做功，动能与势能之间相互转化，其机械能守恒．故D错误；故选A.点睛：对于卫星问题，常常根据万有引力提供

5、圆周运动向心力，列出所求量的表达式，再进行分析．对于周期，可根据开普勒第三定律分析．5．据报道，我国自主研制的“嫦娥二号”探月飞行器环月飞行的高度距离月球表面100km，“嫦娥三号”探月飞行器落月制动前环月飞行的高度约为15km，若它们环月运行时均可视为圆周运动，则()A.“嫦娥三号”环月运行的周期比“嫦娥二号”长B.“嫦娥三号”环月运行的速度比“嫦娥二号”大C.“嫦娥三号”环月运行时向心加速度比“嫦娥二号”小D.“嫦娥三号”环月运行时角速度比“嫦娥二号”小【答案】B6．如图所示，A为静止于地球赤道上的物体，B为绕地球沿椭圆轨道运行的卫星，C为绕地球做圆周运动的卫星

6、，P为B、C两卫星轨道的交点．已知A、B、C绕地心运动的周期相同，相对于地心，下列说法中正确的是(　　)A.物体A和卫星C具有相同大小的线速度B.物体A和卫星C具有相同大小的加速度C.卫星B在P点的加速度与卫星C在该点的加速度一定不相同D.可能出现在每天的某一时刻卫星B在A的正上方【答案】D点睛：解决本题的关键抓住万有引力等于向心力，结合线速度、向心加速度与周期的关系进行比较。7．（多选）科学家预测银河系中所有行星的数量大概为2万亿-3万亿之间。若宇宙中有一颗未知行星，其半径和地球半径相同，但质量却是地球质量的两倍。若地球上的卫星a和未知行星上的卫星b距离地面的距离

7、相同，则（）A、卫星a和卫星b的线速度之比为B、卫星a和卫星b的线速度之比为C、卫星a和卫星b的周期之比为D、卫星a和卫星b的向心加速度之比为【答案】ACD【解析】根据万有引力提供向心力，则：，则：，可以知道：由于行星质量却是地球质量的两倍，所以：，故选项A正确，选项B错误；根据：，则：，可以知道：，所以：，故选项C正确；根据，则：，则卫星a和卫星b的向心加速度之比为，故选项D正确。【名师点睛】本题考查万有引力定律的应用，知道万有引力提供向心力，同时知道求一个物理量之比，我们应该把这个物理量先用已知的物理量表示出来，再进行之比。8．（多选）在太阳系中有一颗行星的