第四章 第五讲　人造卫星　宇宙速度-（达标训练）【导学教程】2024旧教材老高考物理新编大一轮总复习（人教版）

[对应学生用书P374] 一、单项选择题 1．我国航天人发扬“两弹一星”精神砥砺前行，从“东方红一号”到“北斗”不断创造奇迹。“北斗”第49颗卫星的发射迈出组网的关键一步。该卫星绕地球做圆周运动。运动周期与地球自转周期相同，轨道平面与地球赤道平面成一定夹角。该卫星(　　) A．运动速度大于第一宇宙速度 B．运动速度小于第一宇宙速度 C．轨道半径大于“静止”在赤道上空的同步卫星 D．轨道半径小于“静止”在赤道上空的同步卫星 解析　因该卫星绕地球做圆周运动，有G＝m，v＝，而第一宇宙速度是卫星运动的最大环绕速度，故A错误，B正确；因同步卫星的周期等于地球自转的周期，由G＝mr可得r＝，可见只要周期相同，卫星运动的轨道半径就相同，故C、D错误。 答案　B 2．(2022·广东卷)“祝融号”火星车需要“休眠”以度过火星寒冷的冬季。假设火星和地球的冬季是各自公转周期的四分之一，且火星的冬季时长约为地球的1.88倍。火星和地球绕太阳的公转均可视为匀速圆周运动。下列关于火星、地球公转的说法正确的是(　　) A．火星公转的线速度比地球的大 B．火星公转的角速度比地球的大 C．火星公转的半径比地球的小 D．火星公转的加速度比地球的小 解析　由题意可知，火星的公转周期大于地球的公转周期 C．根据G＝mr可得T＝2π 可知火星的公转半径大于地球的公转半径，故C错误； A．根据G＝m可得v＝ 结合C选项，可知火星的公转线速度小于地球的公转线速度，故A错误； B．根据ω＝可知火星公转的角速度小于地球公转的角速度，故B错误； D．根据G＝ma可得a＝ 可知火星公转的加速度小于地球公转的加速度，故D正确。 答案　D 3．(2022·沈阳二模)2021年2月，我国“天问一号”火星探测器成功实施近火捕获制动，顺利进入环火轨道运行，成为我国发射的第一颗火星的人造卫星，如图所示。环火轨道近似看成圆形轨道，关于该次近火捕获制动，下列说法正确的是(　　) A．如果制动时间过短使速度减小得少，探测器会撞上火星 B．如果制动时间过长使速度减小得多，探测器会飞离火星 C．制动过程中由于开启发动机，探测器的机械能会增加 D．捕获成功后沿环火轨道运行，探测器的机械能保持不变 解析　如果制动时间过短使速度减小得少，探测器所受万有引力小于其做圆周运动所需的向心力，则探测器会做离心运动而飞离火星，选项A错误；同理，如果制动时间过长使速度减小得多，探测器所受万有引力大于其做圆周运动所需的向心力，则探测器会做近心运动而撞上火星，选项B错误；制动过程中开启发动机，发动机对探测器做负功，探测器的机械能减少，选项C错误；探测器沿环火轨道运行，机械能保持不变，选项D正确。 答案　D 4．2021年6月17日上午9时22分，搭载神舟十二号载人飞船的运载火箭在酒泉卫星发射中心点火升空，12分钟后船箭分离，飞船进入预定轨道。此后，飞船绕地飞行三圈，每绕飞半圈变轨一次以提升高度，于当日15时54分采用自主快速交会对接模式，成功对接于天和核心舱的前向端口，与此前已对接的天舟二号货运飞船一起构成三舱(船)组合体，以下说法正确的是(　　) A．船箭分离后，飞船绕地飞行三圈，后一圈比前一圈用时少 B．神舟十二号载人飞船的6次变轨都是通过点火加速实现 C．三舱(船)组合体的运行速度介于7.9 km/s和11.2 km/s D．三舱(船)组合体的加速度比对接前的二舱(船)组合体的加速度大 解析　A．飞船绕地飞行三圈，后一圈比前一圈的半长轴大，根据开普勒第三定律可知，后一圈比前一圈用时多，A错误；B.变轨提升高度是离心运动，必须通过加速才能实现，B正确；C.绕地飞行的卫星最大速度为7.9 km/s，C错误；D.对接后的三舱(船)组合体与对接前的二舱(船)组合体在同一轨道上，根据a＝可知，加速度大小相同，D错误。 答案　B 5.如图所示，图中a、b、c分别为中国首颗太阳探测科学技术试验卫星“羲和号”、中国空间站和地球同步卫星。“羲和号”运行于高度为517 km的太阳同步轨道，沿极地附近圆形轨道绕地球运行，中国空间站运行于高度约为389 km、倾角为41.581°的轨道平面(可近似为圆面)，地球同步卫星运行于高度大约为36 000 km的赤道平面。则(　　) A．a的向心加速度比c的大 B．a、b所受到的地球万有引力大小相等 C．三者轨道半径的三次方与周期的二次方比值都不相等 D．a的周期比c的大 解析　a、b、c均绕地球做匀速圆周运动，万有引力提供向心力，根据G＝man，解得an＝，由于a的轨道半径比c的小，所以a的向心加速度比c的大，选项A正确；根据万有引力定律可知万有引力F＝G，由于a、b的质量未知，所以无法比较a、b所受到的地球万有引力大小，选项B错误；由于a、b、c均绕地球做匀速圆周运动，根据开普勒第三定律