1、高中物理剖析人造卫星的运行和变轨（答题时间：20分钟）1. （泰安模拟）人造卫星在受到地球外层空间大气阻力的作用后，卫星绕地球运行的半径、角速度、速率将（）A. 半径变大，角速度变大，速率变大B. 半径变小，角速度变大，速率变大C. 半径变大，角速度变小，速率变小D. 半径变小，角速度变大，速率变小2. 假设有两颗人造地球卫星围绕地球做圆周运动，其轨道半径分别为r1、r2，向心加速度分别为a1、a2，角速度分别为1、2，则（）A. B. C. D. 3. 在航天员聂海胜的精准操控和张晓光、王亚平的密切配合下，“天宫一号”目标飞行器与“神舟十号”飞船成功实现手控交会对接，形成组合体绕地球做圆周运
2、动，速率为v0，轨道高度（距地）为340 km.“神舟十号”飞船连同三位宇航员的总质量为m，测控通信由两颗在地球同步轨道运行的“天链一号”中继卫星、陆基测控站、测量船，以及北京飞控中心完成。下列描述错误的是（）A. 组合体圆周运动的周期约1.5 hB. 组合体圆周运动的线速度约7.8 km/sC. 组合体圆周运动的角速度比“天链一号”中继卫星的角速度大D. 发射“神舟十号”飞船所需能量是mv24.（浙江六校联考）搭载着“嫦娥二号”卫星的“长征三号丙”运载火箭在西昌卫星发射中心点火发射。卫星由地面发射后，进入地月转移轨道，经多次变轨最终进入距离月球表面100公里，周期为118分钟的工作轨道，开始
3、对月球进行探测（）A. 卫星在轨道上的运动速度比月球的第一宇宙速度小B. 卫星在轨道上经过P点的加速度比在轨道上经过P点时的大C. 卫星在轨道上的运动周期比在轨道上的长D. 卫星在轨道上的机械能比在轨道上的大5. （四川高考）今年4月30日，西昌卫星发射中心发射的中圆轨道卫星，其轨道半径为2.8107 m。它与另一颗同质量的同步轨道卫星（轨道半径为4.2107 m）相比（）A. 向心力较小B. 动能较大C. 发射速度都是第一宇宙速度D. 角速度较小6. （天津理综）一人造地球卫星绕地球做匀速圆周运动，假如该卫星变轨后仍做匀速圆周运动，速率减小为原来的，不考虑卫星质量的变化，则变轨前、后卫星的（
4、）A. 向心加速度大小之比为41B. 角速度大小之比为21C. 周期之比为18D. 轨道半径之比为127. （北京理综）一物体静置在平均密度为的球形天体表面的赤道上。已知万有引力常量为G，若由于天体自转使物体对天体表面的压力恰好为零，则天体自转周期为（）A. B. C. D. 8. 我国未来将建立月球基地，并在绕月轨道上建造空间站。如图所示，关闭发动机的航天飞机A在月球引力作用下沿椭圆轨道向月球靠近，并将在椭圆的近月点B处与空间站对接。已知空间站绕月轨道半径为r，周期为T，引力常量为G，月球的半径为R。下列判断正确的是（）A. 航天飞机到达B处由椭圆轨道进入空间站轨道时必须减速B. 图中的航天
5、飞机正在加速飞向B处C. 月球的质量MD. 月球的第一宇宙速度v9. 如果把水星和金星绕太阳的运动视为匀速圆周运动，从水星与金星在一条直线上开始计时，如图所示。若天文学家测得在相同时间内水星转过的角度为1；金星转过的角度为2（1、2均为锐角），则由此条件可求得（）A. 水星和金星绕太阳运动的周期之比B. 水星和金星的密度之比C. 水星和金星到太阳的距离之比D. 水星和金星绕太阳运动的向心加速度大小之比1. B 解析：人造卫星在受到地球外层空间大气阻力时，卫星的速度减小，万有引力提供的向心力大于卫星所需向心力，卫星做近心运动，卫星再次绕地球运行时，半径变小，由Gm2rm得，由于半径变小，故角速度
6、变大，线速度变大，选项B正确。 2. AD 解析：根据万有引力提供向心力有Gm2rma，整理得，a。所以，A、D正确。 3. D 解析：根据万有引力提供向心力得，Gmrmr2，解得，T，v，又GMgR2，rR340 km6740 km，则T1.5 h，v7.8 km/s，A、B两项正确；根据组合体的运动半径小于同步卫星的运动半径可知，组合体圆周运动的角速度比“天链一号”中继卫星的角速度大，C项正确；发射“神舟十号”飞船所需能量等于飞船的势能与动能之和，D项错误。4. AD 解析：月球的第一宇宙速度对应的轨道半径等于月球的半径，半径越大，环绕速度越小，选项A正确；卫星在P点，受到的万有引力是一样
7、的，因此在P点的加速度是相同的，选项B错误；在轨道上运行的速率比在轨道上运行的速率要大，因此，卫星在轨道上运动的周期比在轨道上短，选项C错误；由于卫星从轨道进入轨道，发动机对卫星做负功，因此卫星的机械能减小，故卫星在轨道上的机械能比在轨道上大，选项D正确。5. B 解析：由题知，中圆轨道卫星的轨道半径r1小于同步卫星的轨道半径r2，卫星运行时的向心力由万有引力提供，根据F向G知，两卫星的向心力F1F2，选项A错误；根据Gm2r，得环绕速度v1v2，角速度12，两卫星质量相等，则动能，故选项B正确，选项D错误；根据能量守恒，卫星发射得越高，发射所需速度越大，第一宇宙速度是发射卫星的最小速度，因此
8、两卫星的发射速度都大于第一宇宙速度，且v01v02，选项C错误。 6. C 解析：根据Gm，得卫星变轨前、后的轨道半径之比为，选项D错误；根据Gma，得卫星变轨前、后的向心加速度大小之比为，选项A错误；根据Gm2r，得卫星变轨前、后的角速度大小之比为，选项B错误；根据T，得卫星变轨前、后的周期之比为，选项C正确。 7. D 解析：物体随天体一起自转，当万有引力全部提供向心力时，物体对天体的压力恰好为零，则Gm，又，所以T，D正确。 8. ABC 解析：航天飞机到达B处时速度比较大，如果不减速此时万有引力不足以提供向心力，这时航天飞机将做离心运动，故A正确；因为航天飞机越接近月球，受到的万有引力越大，加速度越大，所以正在加速飞向B处，故B正确；由万有引力提供空间站做圆周运动的向心力，则Gm，整理得M，故C正确；速度v是空间站在轨道r上的线速度，而不是围绕月球表面运动的第一宇宙速度，故D错误。9. ACD 解析：由知，又因为，所以，A对；由mr知r3，既然周期之比能求，则r之比同样可求，C对；由ar2知，向心加速度之比同样可求，D对；由于水星和金星的质量未知，故密度不可求，B错。