第15讲 人造卫星、近地卫星、同步卫星-【高途】2022新版高考物理考前冲刺模拟100题

参考答案 21 第 14 讲  卫星的变轨问题 真题研习 研习 C 【解析】 忽略火星自转，则 GMm R2 = mg ①，可 知 GM gR= 2 ，设与周期为 1.8×105 s 的椭圆 形停泊轨道周期相同的圆形轨道半径为 r ，由 万有引力提供向心力可知 GMm r T2 2 = m r4π 2 ②， 设近火点到火星中心的距离为 R R d1 1= + ③， 设远火点到火星中心的距离 R R d2 2= + ④，由 开普勒第三定律可知 T T r3 2 2= ( )R R1 2+ 2 3 ⑤，联系 以上各式可得 d2 ≈ ×6 10 m 7 ，故选项 C 正确。 【思路探寻】 以“三次近火制动”进入特 定轨道作为题目情景，考查椭圆轨道开普勒 定律，以及外星球表面上问题，归结为“天 上”和“地上”问题。 【方法技巧】 将变轨作为题目情景，题目 核心是“天上”和“地上”。若是“天上”则 列出万有引力充当向心力方程；若是“地上” 则列出万有引力等于重力方程。由于涉及椭 圆轨道和求轨道距离中心天体最远距离，列 出开普勒第三定律方程可求解。 考法精练 25. BC 【解析】 “天上”为 G m R (4 ) Mm R T2 2 = ⋅ 4π2 4 ，“地 上 ” 为 G mgMm R2 = 月 ， 联 立 以 上 两 式 得 T =16π g R 月 ，由开普勒第三定律有 (4 ) T R 2 3 = (2.5 ) T1 2 R 3 ， 解 得 T1 =10π 8 5 g R 月 ， 故 选 项 B、 C 正确。 第 15 讲  人造卫星、近地卫星、同步卫星 真题研习 研习 D 【解析】 绕中心天体做圆周运动，根据万有 引 力 提 供 向 心 力， 可 得 GMm R T2 2 = m R4π 2 ， 则 T = 4π GM 2 3R 、 R = 3 GMT 4π2 2 ， 由 于 一 个 火星日的时长约为一个地球日，火星质量 约为地球质量的 0.1，则飞船的轨道半径为 R飞 = = 3 2GM T 4π 4π 火 (2 ) 2 2= 3 G M× × ×0.1 4地 4π GM 2 3R 地 同 3 5 2R同 ，则 R R同 飞 = 3 5 2 ，故选项 D 正确。 【思路探寻】 这类比值类问题的核心在于 先把公式求出来，也就是利用基础公式，表 示出半径之比，然后根据半径之比，判断大 小关系和比值关系。 100考前 题  高考物理22 考法精练 26. AC 【解析】 对于轨道 a 的卫星有 GMm R2 = mg ，所 以万有引力全部提供向心力，选项 A 正确； 注意与物体 e 做对比 GMm R2 - =mg ma 。根据 开普勒第二定律，只有相同轨道，单位时间 内扫过的面积才相等，无论是椭圆轨道还是 圆轨道，所以选项 B 错误。根据高轨低速， 可判断选项 C 正确。注意只有三者同为卫星 才能比较。根据开普勒第三定律，对于同一 中心天体，轨道的周期平方与半径三次方之 比为一定值，可以确定轨道半径 R R Rc b a> > ， 因此周期之比为 T T Tc b a> > ，选项 D 错误。 第 16 讲  新型信息题（追遇、冲日、双星与多星、遮挡、拉 格朗日点等） 真题研习 研习 A 【解析】 根 据 G m ( ) ( )R H R H Mm v + +2 = 2 ， 可 得 卫星做圆周运动的线速度 v = R H GM + ，根据 右手定则可知，导体绳产生的感应电动势相 当于上端为正极的电源，其大小为 E BLv′ = ， 因导线绳所受阻力 f 与安培力 F 平衡，则安 培力方向与速度方向相同，可知导线绳中的 电流方向向下，即电池电动势大于导线绳切 割磁感线产生的电动势，可得 f B L= E E- r ′ ， 解得 E BL= + R H BL GM fr + ，故选项 A 正确。 【思路探寻】 信息题看起来很难入手，实 际读完题发现，这类信息题属于综合考查类 型，复合考查卫星模型与电磁感应模型，对 卫星模型有 GMm v r r2 = m 2 ，同时结合电磁感应 电动势 E=BLv，找有效电动势 E 即可。 考法精练 27. C 【解析】 地球自转周期与角速度的关系为 ω = 2π T ，由题意知 T 变大，则自转的角速 度 ω 变小，选项 A 错误；在赤道处万有引力 提供向心力和重力，有 G mR mgMm R2 = +ω 2 ， 若地球自转变慢，即角速度 ω 变小，则重力 加 速 度 会 变 大， 选 项 B 错 误； 由 m1ωr1 2 + m2ωr2 2 +…+miωri 2 = 常量知，质心下降，会 使 ω 变大，T 变小，选项 C 正确；若 B 处板 块向