1、专题36人造卫星、宇宙速度12019全国卷(多选)金星、地球和火星绕太阳的公转均可视为匀速圆周运动，它们的向心加速度大小分别为a金、a地、a火，它们沿轨道运行的速率分别为v金、v地、v火已知它们的轨道半径R金R地a地a火Ba火a地a金Cv地v火v金 Dv火v地v金22020荆州中学测试(多选)气象卫星是用来拍摄云层照片，观测气象资料和测量气象数据的我国先后自行成功研制和发射了“风云号”和“风云号”两颗气象卫星，“风云号”卫星轨道与赤道平面垂直并且通过两极，称为“极地圆轨道”，每12 h巡视地球一周“风云号”气象卫星轨道平面在赤道平面内，称为“地球同步轨道”，每24 h巡视地球一周，则“风云号”
2、卫星比“风云号”卫星()A角速度小B线速度大C万有引力大 D向心加速度大32020安徽皖南八校联考2019年5月17日，我国在西昌卫星发射中心用“长征三号丙”运载火箭，成功发射了第四十五颗北斗导航卫星该卫星属于地球静止轨道卫星北斗卫星导航系统空间段计划有5颗地球静止轨道卫星，若地球的自转周期为T，这些卫星在轨运行的线速度大小为v，关于这些地球静止轨道卫星，下列说法正确的是()A在赤道上空自东向西运动B运动的加速度大小均为C离地的高度均为D它们的角速度，向心加速度和向心力的大小都相等42020云南玉溪一中月考中国计划在2020年左右建成覆盖全球的北斗卫星导航系统北斗卫星导航系统由静止轨道卫星(离
3、地面高度约为36 000 km)、中圆地球轨道卫星(离地面高度约21 000 km)及其他轨道卫星组成则()A静止轨道卫星指相对地表静止，其可定位在北京正上空B中圆地球轨道卫星比地球同步卫星的运行速度更小C中圆地球轨道卫星运行周期大于24 hD静止轨道卫星的发射速度大于第一宇宙速度52020衡水中学调研(多选)使物体成为卫星的最小发射速度称为第一宇宙速度v1，而使物体脱离星球引力所需要的最小发射速度称为第二宇宙速度v2，v2与v1的关系是v2v1，已知某星球半径是地球半径R的，其表面的重力加速度是地球表面重力加速度g的，地球的平均密度为，不计其他星球的影响，则()A该星球上的第一宇宙速度为B该
4、星球上的第二宇宙速度为C该星球的平均密度为D该星球的质量为62020唐山市测试(多选)2018年2月12日13时03分，我国在西昌卫星发射中心成功发射第五、六颗“北斗三号”全球组网卫星，完成了农历鸡年中国航天的“收官之战”北斗导航系统中，某颗卫星绕地球做圆周运动，其向心加速度大小为a，线速度大小为v，万有引力常数为G，由以上数据可知()A该卫星轨道半径为 B该卫星角速度大小为C该卫星的周期大小为 D该卫星的质量为72020湖南师大附中摸底2017年11月5日19时45分，中国在西昌卫星发射中心用长征三号乙运载火箭，以“一箭双星”方式成功发射第二十四、二十五颗北斗导航卫星北斗卫星导航系统(Bei
5、Dou Navigation Satellite System BDS)是中国自行研制的全球卫星导航系统北斗卫星导航系统空间段由35颗卫星组成，其中5颗是地球同步卫星关于同步卫星绕地球运动的相关物理量，下列说法正确的是()A角速度等于地球自转的角速度B向心加速度大于地球表面的重力加速度C线速度大于第一宇宙速度D运行周期一定大于月球绕地球运动的周期82019天津卷2018年12月8日，肩负着亿万中华儿女探月飞天梦想的嫦娥四号探测器成功发射，“实现人类航天器首次在月球背面巡视探测，率先在月背刻上了中国足迹”已知月球的质量为M、半径为R，探测器的质量为m，引力常量为G，嫦娥四号探测器围绕月球做半径为
6、r的匀速圆周运动时，探测器的()A周期为 B动能为C角速度为 D向心加速度为92020保定摸底(多选)某半径为R的星球上，两极点处的重力加速度为g，是赤道上重力加速度的n倍，下列说法中正确的是()A星球自转周期为2 B星球自转周期为2 C星球的第一宇宙速度vD星球的第一宇宙速度v102020江淮十校联考理论研究表明地球上的物体速度达到第二宇宙速度11.2 km/s时，物体就能脱离地球，又知第二宇宙速度是第一宇宙速度的倍现有某探测器完成了对某未知星球的探测任务悬停在该星球表面通过探测到的数据得到该星球的有关参量：(1)其密度基本与地球密度一致(2)其半径约为地球半径的2倍若不考虑该星球自转的影响
7、，欲使探测器脱离该星球，则探测器从该星球表面的起飞速度至少约为()A7.9 km/s B11.2 km/sC15.8 km/s D22.4 km/s112020南宁三中测试科学家发现了一颗距离地球14光年的“另一个地球”沃尔夫，它是迄今为止在太阳系外发现的距离最近的宜居星球沃尔夫的质量为地球的4倍，它围绕红矮星运行的周期为18天设想从地球发射一颗科学探测卫星围绕沃尔夫表面运行已知万有引力常量为G，天体的环绕运动可看作匀速圆周运动则下列说法正确的是()A从地球发射该探测卫星的速度应该小于第三宇宙速度B根据沃尔夫围绕红矮星运行的运动周期可求出红矮星的密度C若已知围绕沃尔夫表面运行的探测卫星的周期和
8、地球的质量，可近似求沃尔夫半径D沃尔夫绕红矮星公转和地球绕太阳公转的轨道半径的三次方之比等于2122020银川一中(多选)假设若干年后，地球的半径变小了，但地球的质量不变、自转周期不变，则相对于现在()A地球表面的重力加速度变小了B卫星的最小发射速度变小了C地球同步卫星的高度变大了D地球同步卫星绕地球做圆周运动的线速度大小不变13(多选)同步卫星与地心的距离为r，运行速度为v1，加速度为a1；地球赤道上的物体随地球自转的加速度为a2，第一宇宙速度为v2，地球半径为R，则下列各式正确的是()A. B.2C. D.142020江西红色六校联盟模拟地球赤道上有一物体随地球的自转而做圆周运动，所受的向
9、心力为F1，向心加速度为a1，线速度为v1，角速度为1；绕地球表面附近做圆周运动的人造卫星(高度忽略)所受的向心力为F2，向心加速度为a2，线速度为v2，角速度为2；地球同步卫星所受的向心力为F3，向心加速度为a3，线速度为v3，角速度为3；地球表面重力加速度为g，第一宇宙速度为v，假设三者质量相等，则()AF1F2F3 Ba1a2ga3Cv1v2vv3 D132152020全国卷火星的质量约为地球质量的1/10，半径约为地球半径的1/2，则同一物体在火星表面与在地球表面受到的引力的比值约为()A0.2 B0.4C2.0 D2.5162020西安中学模拟(多选)如图所示，太阳系各行星可近似看成
10、在同一平面内沿同一方向绕太阳做匀速圆周运动设天王星公转周期为T1，公转半径为R1；地球公转周期为T2，公转半径为R2.不计两行星之间的引力作用，万有引力常量为G，当地球和天王星运行到太阳两侧，且三者排成一条直线时，下列说法正确的是()A太阳的质量为B天王星公转速度大于地球公转速度C地球与天王星相距最近至少需经历D天王星公转的向心加速度与地球公转的向心加速度之比为172020石家庄质检如图所示，a、b、c、d为四颗地球卫星，a静止在地球赤道表面还未发射，b是近地轨道卫星，c是地球同步卫星，d是高空探测卫星若b、c、d的运动均可看作匀速圆周运动，下列说法正确的是()Aa的向心加速度小于a所在处的重
11、力加速度B在相同时间内b、c、d转过的弧长相等Cc在4小时内转过的圆心角为Dd的运动周期可能为20小时182019北京卷2019年5月17日，我国成功发射第45颗北斗导航卫星，该卫星属于地球静止轨道卫星(同步卫星)该卫星()A入轨后可以位于北京正上方B入轨后的速度大于第一宇宙速度C发射速度大于第二宇宙速度D若发射到近地圆轨道所需能量较少专题36人造卫星、宇宙速度1A本题考查万有引力定律和匀速圆周运动，体现了物理模型建构、科学推理等核心素养行星绕太阳做匀速圆周运动，万有引力提供向心力，即Gma向m，解得a向G，v，由于R金R地a地a火，v金v地v火，选项A正确2BD3B地球静止轨道卫星即为同步卫
12、星，与地球的自转同步，则地球静止轨道卫星在赤道上空自西向东运动，A错误；地球静止轨道卫星运动的加速度大小为av，B正确；轨道半径为r，因此地球静止轨道卫星离地的高度为hR(R为地球半径)，要小于，C错误；所有地球静止轨道卫星的角速度、向心加速度大小都相等，但是质量不一定相等，所以向心力大小不一定相等，D错误4D静止轨道卫星，即地球同步卫星，其轨道平面在赤道平面，故不可能定位在北京正上空，A错误；由题述知，中圆地球轨道卫星的轨道半径小于地球同步卫星的轨道半径，根据万有引力提供向心力可得Gm解得v，可知中圆地球轨道卫星比同步卫星运行速度更大，B错误；根据Gmr，解得T2，因中圆地球轨道卫星的轨道半
13、径小于地球同步卫星的轨道半径，故中圆地球轨道卫星的运行周期小于地球同步卫星的运行周期，即T中a，B错误；由得v，r大v小，同步卫星的线速度小于第一宇宙速度，C错误；同步卫星的周期为24 h，月球的周期为30天，故D错误8A本题为天体运动中的人造卫星运动问题，考查了考生应用万有引力定律和圆周运动知识进行分析推理的能力物理核心素养中的模型建构、运动与相互作用观念等要素在本题中均有体现题目以嫦娥四号探测器的发射与运行为背景，厚植着深深的爱国情怀探测器围绕月球做匀速圆周运动，月球对探测器的引力充当向心力，则Gmm2rmrma向，解得a向G，T2 ，Ekmv2，故A项正确9AC在两极处有mg，在赤道上有
14、mm2R，解得T2，A正确，B错误；星球的第一宇宙速度为物体近地飞行时的速度由mg，得v，C正确，D错误10D11.C12.CD13.AD14.D15B设物体的质量为m，地球的质量为M地，地球半径为R地，地球对该物体的引力大小为F地，火星的质量为M火，火星半径为R火，火星对该物体的引力大小为F火根据万有引力定律得F地，F火，根据题意知，R地2R火，M地10M火，联立解得0.4，故B正确，A、C、D项错误16CD17A在地球赤道上随地球自转的物体a的自转周期与同步卫星的自转周期相同，根据a2r可知，a的向心加速度比同步卫星c的向心加速度小，因为同步卫星c的轨道半径r36 000 km6 400
15、km42 400 km，周期T24 h代入得向心加速度约为0.23 m/s2，所以a的向心加速度小于a所在处的重力加速度(约为9.8 m/s2)，故A正确；卫星具有“高轨、低速、大周期”的特点，所以相同的时间内b转过的弧长最大，d转过的孤长最小，故B错误；c的周期为24 h，在4 h内转过的圆心角为，故C错误；d的运动周期大于24小时，故D错误18D本题考查了有关人造卫星、宇宙航行的知识以及万有引力定律在航天中的应用，体现了对考生综合分析能力和科学推理能力的考查 因地球静止轨道卫星(同步卫星)的运行轨道在地球赤道正上方，故该北斗导航卫星入轨后不能位于北京正上方，选项A错误；第一宇宙速度在数值上等于地球近地卫星的线速度，由万有引力提供向心力，可得v，同步卫星的轨道半径大于近地卫星的轨道半径，则同步卫星入轨后的速度小于第一宇宙速度，故选项B错误；地球卫星的发射速度应大于等于第一宇宙速度，小于第二宇宙速度，选项C错误；近地卫星的高度小，发射时所需的能量较少，故选项D正确
