第02练 人造卫星　宇宙速度-2023年高考物理一轮复习小题多维练（新高考专用）

第五章　万有引力与宇宙航行 第02练　人造卫星　宇宙速度 知识目标 知识点 目标一 宇宙速度的理解和计算 目标二 卫星运行参量的比较与运算 目标三 航天器的变轨问题 1． (2022·全国·其他类型)利用引力常量和下列某一组数据，不能计算出地球质量的是(    ) A. 地球的半径及重力加速度不考虑地球自转 B. 人造卫星在地面附近绕地球做圆周运动的速度及周期 C. 月球绕地球做圆周运动的周期及月球与地球间的距离 D. 地球绕太阳做圆周运动的周期及地球与太阳间的距离 【答案】D  【知识点】不考虑自转时星球表面重力加速度、天体质量和密度的计算 【解析】解：、根据万有引力等于重力，可以计算出地球的质量，A正确； B、根据可计算出卫星的轨道半径，万有引力提供向心力，则可求出地球质量，B正确； C、根据可求出地球的质量，C正确； D、可根据则计算出太阳的质量，但无法计算地球的质量，D错误． 本题问的是不能计算出地球质量的是，所以选D． 故选：． 2．(2022·上海市市辖区·期中考试)已知地球半径为，第一宇宙速度；地球同步卫星距地面的高度为，它的飞行速度为。则与大小的比值为： A. B. C. D. 【答案】B  【知识点】卫星的运行规律、同步卫星与近地卫星、第一宇宙速度 【解析】 第一宇宙速度是沿地球表面运行的卫星的速度，由万有引力提供向心力得： 解得，地球同步卫星围绕地球运转，则有： 解得所以与大小的比值为：，故B正确，ACD错误。 故选B。   3．(2022·上海市·历年真题)木卫一和木卫二都绕木星做匀速圆周运动。它们的周期分别为和，它们的轨道半径分别为和，线速度分别为和，则(    ) A. ， B. ， C. ， D. ， 【答案】D  【知识点】卫星运行规律及应用 【解析】解：根据万有引力提供向心力可得： 解得：， 根据题目可知，木卫一的周期小于木卫二的周期，则；根据线速度的表达式可知，。故D正确，ABC错误。； 故选：。 根据万有引力公式结合周期的大小关系先得出半径的大小关系，再结合线速度的表达式分析出线速度的大小关系。 4．(2021·北京市·历年真题)年月，“天问一号”探测器成功在火星软着陆，我国成为世界上第一个首次探测火星就实现“绕、落、巡”三项任务的国家。“天问一号”在火星停泊轨道运行时，近火点距离火星表面、远火点距离火星表面，则“天问一号” A. 在近火点的运行速度比远火点的小 B. 在近火点的加速度比远火点的小 C. 在近火点的机械能比远火点的小 D. 在近火点通过减速可实现绕火星做圆周运动 【答案】D  【知识点】卫星的变轨问题、卫星的运行规律、开普勒第一定律和第二定律 【解析】 A.根据开普勒第二定律知“天问一号”在近火点的运行速度比远火点的大，故A错误； B.设火星的质量为，“天问一号”的质量为，到火星中心的距离为，根据牛顿第二定律得，得， 所以“天问一号”在近火点的加速度比远火点的大，故B错误； C.“天问一号”在火星停泊轨道运行时，只有万有引力做功，其机械能守恒，故C错误； D.“天问一号”在近火点时其所需向心力大于万有引力，在此处减速使所需要的向心力减小，而火星对它的万有引力不变，当万有引力大于向心力，则“天问一号”做近心运动，当万有引力恰好等于绕火星做圆周运动所需向心力时，就实现了绕火星做圆周运动，故D正确。 故选：。   5．(2020·全国·其他类型)若一均匀球形星体的密度为，引力常量为，则在该星体表面附近沿圆轨道绕其运动的卫星的周期是(    ) A. B. C. D. 【答案】A  【知识点】天体质量和密度的计算 【解析】 设星球的质量为，半径为，卫星的质量为，运行周期为，在该星体表面附近沿圆轨道绕其运动的卫星所需的向心力由星球对其的万有引力提供，则根据牛顿第二定律得：   星球的密度：    联立解得，故A正确，BCD错误； 故选：。   6．(2021·河北省石家庄市·期中考试)年成功发射的“东方红一号”是我国第一颗人造地球卫星，该卫星至今仍沿椭圆轨道绕地球运动，如图所示，设卫星在近地点、远地点的速度分别为、，近地点到地心的距离为，地球质量为，引力常量为。则(    ) A. ， B. ， C. ， D. 【答案】B  【知识点】卫星的变轨问题、开普勒第一定律和第二定律 【解析】 根据开普勒第二定律有：卫星从近地点到远地点速度变小，故。 若卫星绕地心做轨道半径为的圆周运动时，线速度大小为，将卫星从半径为的圆轨道变轨到图示的椭圆轨道，必须在近地点加速，所以有：，故ACD错误，B正确。 故选B。   1． (2022·江苏省·历年真题)探测器探测到土星外层上有一个环．为了判断它是土星的一部分还是土星的卫星群，可以测量环中各层的线速度与该层