专题18卫星物理量比较模型-高考物理万有引力与航天常用模型最新模拟题精练

高考物理《万有引力与航天》常用模型最新模拟题精练

专题18.卫星物理量比较模型

一．选择题

1.（2022山东济宁期中） 金星、地球和火星绕太阳的运动均可以视为匀速圆周运动，已知它们的轨道半径，它们的向心加速度大小分别为、、，它们沿轨道运行的速率分别为、、，它们沿轨道运行的周期分别为、、。则（  )

A. >> B. >> C. >> D. >>

2. (2022天津河北区二模)甲、乙两颗人造卫星质量相等，均绕地球做圆周运动，甲轨道半径是乙的2倍。下列应用公式进行的推论正确的有（　　）

A. 由可知，甲的速度是乙的倍

B. 由可知，甲的向心加速度是乙的2倍

C. 由可知，甲的向心力是乙的

D. 由可知，甲的周期是乙的倍

3. (2022四川成都三模)如图，2022年1月22日，位于同步轨道的中国“实践21号”卫星将一颗位于同步轨道的失效的“北斗2号”卫星拖拽至距地面更远的“墓地轨道”（可视为圆轨道），此后“实践21号”又回归同步轨道，这标志着中国能够真正意义上实现“太空垃圾清理”。下列说法正确的是（　　）

A. “实践21号”拖拽“北斗2号”离开同步轨道时需要点火加速

B. “实践21号”完成拖拽任务后离开“墓地轨道”时需要点火加速

C. “北斗2号”在同步轨道的速度大于它在“墓地轨道”的速度

D. “北斗2号”在“墓地轨道”的运行周期小于24小时

4. （2022北京东城区高三下一模）8．火星和地球绕太阳的运动均可视为匀速圆周运动，火星公转轨道的半径与地球公转轨道的半径之比为，则火星与地球绕太阳运动的（　　）

A．角速度大小之比为

B．线速度大小之比为

C．周期之比为

D．向心加速度大小之比为

5. （2022福建厦门四模）1970年4月24日，中国第1颗人造地球卫星东方红一号发射成功，拉开了中国人探索宇宙奥秘，和平利用太空、造福人类的序幕，因此4月24日定为“中国航天日”。52年过去了，东方红一号仍然在太空飞行，运行在近地点441千米，远地点2286千米的椭圆轨道上，卫星质量173千克，运行周期114分钟。则（　　）

A. 东方红一号在近地点的运行速率比远地点小

B. 东方红一号在近地点受到地球的万有引力比远地点小

C. 地球位于东方红一号椭圆轨道的一个焦点上

D. 东方红一号的运行周期大于同步卫星的运行周期

6. （2022河南名校联盟大联考）2021年12月26日11时11分，长征四号丙运载火箭在太原卫星发射中心点火起飞，成功实施一箭双星发射，将资源一号02E星和一零一中学科普小卫星送人预定轨道。现假设在火箭到达预定轨道后与双星分离，随后资源一号02E星把科普小卫星向后弹射出去（弹射前后两卫星速度方向均不变），使两颗卫星都到达了与地面有一定高度的预定轨道。资源一号02E星质量大于科普小卫星，根据题中的条件，下列说法正确的是（　　）

A. 资源一号02E星和科普小卫星仍在与火箭分离前的轨道上运行

B. 资源一号02E星和科普小卫星运行速度都小于第一宇宙速度

C. 资源一号02E星的动能大于科普小卫星的动能

D. 资源一号02E星的周期大于科普小卫星的周期

7. （2022河北衡水中学一模） 2021年7月我国成功将全球首颗民用晨昏轨道气象卫星——“风云三号05星”送入预定圆轨道，轨道周期约为1.7h，被命名为“黎明星”，使我国成为国际上唯一同时拥有晨昏、上午、下午三条轨道气象卫星组网观测能力的国家，如图所示。某时刻“黎明星”正好经过赤道上P城市正上方，则下列说法正确的是（　　）

A. “黎明星”做匀速圆周运动的速度大于7.9km/s

B. 同步卫星的轨道半径约为“黎明星”的10倍

C. 该时刻后“黎明星”经过1.7h能经过P城市正上方

D. 该时刻后“黎明星”经过17天能经过P城市正上方

8. （2016·四川） 国务院批复，自2016年起将4月24日设立为“中国航天日”。1970年4月24日我国首次成功发射的人造卫星东方红一号，目前仍然在椭圆轨道上运行，其轨道近地点高度约为440 km，远地点高度约为2060 km；1984年4月8日成功发射的东方红二号卫星运行在赤道上空35786 km的地球同步轨道上。设东方红一号在远地点的加速度为a1，东方红二号的加速度为a2，固定在地球赤道上的物体随地球自转的加速度为a3，则a1、a2、a3的大小关系为（　　）

A.a2＞a1＞a3                   B. a3＞a2＞a1            

 C. a3＞a1＞a2             D. a1＞a2＞a3

9.（2020河北唐山一模）甲乙两卫星绕地球运动，卫星甲做匀速圆周运动，其轨道直径为4R，C是轨道上任意一点，卫星乙的轨道是椭圆，椭圆的长轴为6R，A、B是轨道的近地点和远地点，如图所示。下列说法正确的是

A．卫星甲的周期大于卫星乙的周期

B．两卫星与地心连线在相同时间内扫过的面积相等

C．卫星甲在C点的速度一定小于卫星乙运动到A点的速度

D．卫星甲在C点的速度一定小于卫星乙运动到B点的速度，

10. （2020浙江七彩阳光名校联盟模拟）星球GJ357d被科学家称为“超级地球”，它是绕着矮星GJ357旋转的三颗行星之一，其余两颗行星分别为GJ357b和GJ357c。已知GJ357d公转一圈为55.7个地球日，其质量约是地球的六倍；GJ357b的公转周期为3.9个地球日；矮星GJ357的质量和体积只有太阳的三分之一，温度比太阳低约40%．由上述信息可知（　　）

A. GJ357b的线速度比GJ357d的线速度小
B. GJ357d的第一宇宙速度比地球第一宇宙速度小
C. GJ357b公转的角速度比地球公转的角速度小
D. GJ357d公转的半径比地球公转的半径小

11．人造卫星a的圆形轨道离地面高度为h，地球同步卫星b离地面高度为H，h<H，两卫星共面且旋转方向相同．某时刻卫星a恰好出现在赤道上某建筑物c的正上方，设地球赤道半径为R，地面重力加速度为g，则(　　)

A．a、b线速度大小之比为

B．a、c角速度之比为

C．b、c向心加速度大小之比

D．a下一次通过c正上方所需时间等于t＝2π

12.（2023年1月湖北名校联考）据报道，2020年我国首颗“人造月亮”将完成从发射、入轨、展开到照明的整体系统演示验证。“人造月亮”是一种携带大型空间反射镜的人造空间照明卫星，将部署在距离地球500km以内的低地球轨道上，其亮度是月球亮度的8倍，可为城市提供夜间照明。假设“人造月亮”绕地球做匀速圆周运动，则“人造月亮”在轨道上运动时

A．“人造月亮”的线速度等于第一宇宙速度

B．“人造月亮”的角速度大于月球绕地球运行的角速度

C．“人造月亮”的向心加速度大于地球表面的重力加速度

D．“人造月亮”的公转周期大于月球绕地球运行的周期

13. 如图所示，A是地球的同步卫星，B是位于赤道平面内的近地卫星，C为地面赤道上的物体，已知地球半径为R，同步卫星离地面的高度为h，则(　　)

A．A、B加速度的大小之比为()2

B．A、C加速度的大小之比为1＋

C．A、B、C速度的大小关系为vA＞vB＞vC

D．要将B卫星转移到A卫星的轨道上运行至少需要对B卫星进行两次加速

14．(多选)发射地球同步卫星时，先将卫星发射至近地圆轨道1，然后经点火，使其沿椭圆轨道2运行，最后再次点火，将卫星送入同步圆轨道3，轨道1和2相切于Q点，轨道2和3相切于P点，设卫星在轨道1和轨道3正常运行的速度和加速度分别为v1、v3和a1、a3，在轨道2经过P点时的速度和加速度为v2和a2，且当卫星分别在1、2、3轨道上正常运行时周期分别为T1、T2、T3，以下说法正确的是(　　)

A．v1>v2>v3　　 B．v1>v3>v2

C．a1>a2>a3 D．T1<T2<T3

15．如图所示是在同一轨道平面上的三颗不同的人造地球卫星，关于各物理量的关系，下列说法正确的是(　　)

A．线速度vA<vB<vC 

B．万有引力FA>FB>FC

C．角速度：ωA>ωB>ωC 

D．向心加速度aA<aB<aC

16．如图所示，a、b、c是在地球大气层外圆形轨道上运动的3颗卫星，下列说法正确的是(　　)

A．b、c的线速度大小相等，且大于a的线速度

B．b、c的向心加速度大小相等，且小于a的向心加速度

C．c加速可追上同一轨道上的b，b减速可等候同一轨道上的c

D．a卫星由于某种原因，轨道半径缓慢减小，则其机械能逐渐增大

17．两颗人造卫星绕地球逆时针运动，卫星1、卫星2分别沿圆轨道、椭圆轨道运动，圆的半径与椭圆的半长轴相等，两轨道相交于A、B两点，某时刻两卫星与地球在同一直线上，如图所示，下列说法中正确的是(　　)

A．两卫星在图示位置的速度v2＝v1

B．两卫星在A处的加速度大小相等

C．两颗卫星在A或B点处可能相遇

D．两卫星永远不可能相遇

18.(2017·江苏卷，6)(多选)“天舟一号”货运飞船于2017年4月20日在文昌航天发射中心成功发射升空。与“天宫二号”空间实验室对接前，“天舟一号”在距地面约380 km的圆轨道上飞行，则其(　　)

A.角速度小于地球自转角速度

B.线速度小于第一宇宙速度

C.周期小于地球自转周期

D.向心加速度小于地面的重力加速度

　19.(多选)如图2，同步卫星与地心的距离为r，运行速率为v1，向心加速度为a1，地球赤道上的物体随地球自转的向心加速度为a2。第一宇宙速度为v2，地球半径为R，则下列比值正确的是(　　)

A.＝    B.＝()2

C.＝    D.＝

　20. 如图所示，a、b、c是地球大气层外圆形轨道上运行的三颗人造地球卫星，a、b质量相同，且小于c的质量，则(　　)

A.b所需向心力最大

B.b、c周期相等，且大于a的周期

C.b、c向心加速度相等，且大于a的向心加速度

D.b、c的线速度大小相等，且小于a的线速度

21.(多选)如图所示，两质量相等的卫星A、B绕地球做匀速圆周运动，用R、T、Ek、S分别表示卫星的轨道半径、周期、动能、与地心连线在单位时间内扫过的面积。下列关系式正确的有(　　)

A.TA>TB  　　  B.EkA>EkB

C.SA＝SB  　　  D.＝

　22. 图中的甲是地球赤道上的一个物体、乙是“神舟六号”宇宙飞船(周期约90分钟)、丙是地球的同步卫星，它们运行的轨道示意图如图所示，它们都绕地心做匀速圆周运动。下列有关说法正确的是(　　)

A.它们运动的向心加速度大小关系是a乙＞a丙＞a甲

B.它们运动的线速度大小关系是v乙＜v丙＜v甲

C.已知甲运动的周期T甲＝24 h，可计算出地球的密度ρ＝

D.已知乙运动的周期T乙及轨道半径r乙，可计算出地球质量M＝