考点19 人造卫星 宇宙速度（核心考点精讲精练）-备战2024年高考物理一轮复习考点帮（新高考专用）

考点19 人造卫星 宇宙速度 1. 3年真题考点分布 题型 选择题、解答题 高考考点 三大宇宙速度的理解应用于计算；卫星运行参数的比较与计算；三种特殊的卫星； 新高考 2023 浙江春招9题，新课标卷4题、浙江卷9题、湖南卷4题、上海卷14题、湖北卷2题、江苏卷4题、辽宁卷7题、山东卷3题、 2022 天津卷3题、重庆卷9题、江苏卷14题、海南卷9题、河北卷2题、辽宁卷9题、湖北卷2题、浙江卷6题、广东卷2题、湖南卷8题、山东卷6题、全国乙卷14题、浙江春招8题、 2021 重庆卷8题、福建卷8题、江苏卷3题、海南卷4题、湖北卷7题、辽宁卷8题、天津卷5题、北京卷6题、山东卷8题、浙江卷6题、全国甲卷18题、河北卷4题、湖南卷3题、浙江春招7题 2. 命题规律及备考策略 【命题规律】近3年新高考卷对于运动的描述考查共计37次，主要考查： 1. 三大宇宙速度的理解应用于计算； 2. 卫星运行参数的比较与计算； 3.三种特殊的卫星。 【备考策略】熟练掌握利用万有引力定律提供卫星做圆周运动的向心力求解各种运动参量；熟练掌握同步问题的相关问题，熟记同步卫星的相关数据，如周期、线速度、角速度、半径、高度等。 【命题预测】近三年本节内容在高考中出现的频率之大，绝大多数高考连续3年均出现了本节考点，要求2024年考生本节的内容必须要掌握。本节内容常以我国航空航天技术的发展成果为背景，以中心天体为模型，考查地球人造卫星的各种运动参量的求解，以地球为模型，推广到太阳系的其他天体中求解其他行星的各种运动参量。 考法1 宇宙速度 1. 第一宇宙速度 （1）第一宇宙速度又叫 速度，其数值为 km/s。 （2）第一宇宙速度是物体在 附近绕地球做匀速圆周运动时的速度。 （3）第一宇宙速度是人造卫星的 速度，也是人造卫星的 速度。 （4）第一宇宙速度的计算方法 法一：由G＝m得v1＝ ＝ m/s≈7.9×103 m/s。 法二：由mg＝m得v1＝＝ m/s≈7.9×103 m/s。第一宇宙速度是发射人造卫星的最小速度，也是人造卫星的最大环绕速度，此时它的运行周期最短，Tmin＝2π≈5075 s≈85 min。 2. 第二宇宙速度 使物体挣脱 引力束缚的最小发射速度，其数值为 km/s。 3. 第三宇宙速度 使物体挣脱 引力束缚的最小发射速度，其数值为 km/s。 4．宇宙速度与运动轨迹的关系 （1）v发＝7.9 km/s时，卫星绕地球做匀速圆周运动。 （2）7.9 km/s＜v发＜11.2 km/s，卫星绕地球运动的轨迹为椭圆。 （3）11.2 km/s≤v发＜16.7 km/s，卫星绕太阳做椭圆运动。 （4）v发≥16.7 km/s，卫星将挣脱太阳引力的束缚，飞到太阳系以外的空间。 【典例1】（2023·湖南·统考高考真题）根据宇宙大爆炸理论，密度较大区域的物质在万有引力作用下，不断聚集可能形成恒星。恒星最终的归宿与其质量有关，如果质量为太阳质量的倍将坍缩成白矮星，质量为太阳质量的倍将坍缩成中子星，质量更大的恒星将坍缩成黑洞。设恒星坍缩前后可看成质量均匀分布的球体，质量不变，体积缩小，自转变快．不考虑恒星与其它物体的相互作用．已知逃逸速度为第一宇宙速度的倍，中子星密度大于白矮星。根据万有引力理论，下列说法正确的是（    ） A．同一恒星表面任意位置的重力加速度相同 B．恒星坍缩后表面两极处的重力加速度比坍缩前的大 C．恒星坍缩前后的第一宇宙速度不变 D．中子星的逃逸速度小于白矮星的逃逸速度 【典例2】（2023·广东汕头·统考三模）2023年4月11日至12日，“夸父一号”卫星观测数据向国内外试开放，这有助于国内外太阳物理学家广泛使用“夸父一号”卫星观测数据开展太阳物理前沿研究。如图所示，该卫星是我国2022年10月发射升空的，它绕地球的运动可看成匀速圆周运动，距离地球表面约720千米，运行周期约99分钟，下列说法正确的是（　　）    A．“夸父一号”有可能静止在汕头市的正上方 B．若已知万有引力常量，利用题中数据可以估算出太阳的质量 C．“夸父一号”的发射速度大于第二宇宙速度 D．“夸父一号”的角速度大于地球自转的角速度 1.（多选）（2022·海南·高考真题）火星与地球的质量比为a，半径比为b，则它们的第一宇宙速度之比和表面的重力加速度之比分别是（　　） A． B． C． D． 2．（多选）（2023·天津·模拟预测）我国从2020年开始执行天问一号火星探测任务，质量为的着陆都在着陆火星前，会在火星表面用近经历一个时长为，速度由减速到零的过程，忽略火星大气阻力，若该减速过程可视