微专题Ⅵ 天体运动热点题型分析-【起飞计划】2023-2024学年高一物理同步讲练（人教版2019必修第二册）

微专题Ⅵ 天体运动热点题型分析 知识点一 卫星运行参量的分析 （1）．卫星的各物理量随轨道半径变化的规律 类型1 卫星运行参量与轨道半径的关系 [例题1] 假设在宇宙中存在这样三个天体A、B、C，它们在一条直线上，天体A离天体B的高度为某值时，天体A和天体B就会以相同的角速度共同绕天体C运转，且天体A和天体B绕天体C运动的轨道都是圆轨道，如图所示，以下说法正确的是（　　） A．天体A做圆周运动的速度小于天体B做圆周运动的速度 B．天体A做圆周运动的加速度大于天体B做圆周运动的加速度 C．天体B做圆周运动的向心力大于天体C对它的万有引力 D．天体B做圆周运动的向心力等于天体C对它的万有引力 [例题2] 木星是太阳系中拥有最多卫星的行星，多达92颗，其中木卫一、木卫二、木卫三、木卫四是意大利天文学家伽利略在1610年用自制的望远镜发现的，这四颗卫星被后人称为伽利略卫星。木卫一、木卫四绕木星做匀速圆周运动的周期之比为1：9。则木卫一、木卫四绕木星做匀速圆周运动的线速度之比为（　　） A． B．3：1 C． D．9：1 [例题3] 由于卫星的发射场不在赤道上，同步卫星发射后需要从转移轨道经过调整再进入地球同步轨道。发射过程简化为如图所示：火箭先把卫星送至椭圆轨道1，该轨道的近地点为Q，远地点为P；卫星在P点时变轨，使卫星沿圆轨道2运行；当卫星在轨道2上飞经赤道上空时再进行变轨，使卫星沿同步轨道3运行，轨道1、2相切与P点，轨道2、3相交于M、N两点，忽略卫星质量变化，下列说法正确的是（　　） A．卫星在P点由轨道1变为轨道2前后机械能守恒 B．轨道1在Q点的线速度小于轨道3的线速度 C．卫星在轨道1经过P点时的加速度大于在轨道2经过P点时的加速度 D．卫星一旦进入轨道2，其最终定位于赤道的经度就已经确定了 类型2 同步卫星、近地卫星及赤道上物体的比较 [例题4] 如图所示，有a、b、c、d四颗地球卫星，a还未发射，在地球赤道上随地球一起转动，b是近地卫星，c是地球同步卫星，d是高空探测卫星，下列说法正确的是（　　） A．卫星a放在此位置时受到的重力比放在南极时大 B．卫星c所需的向心力比卫星b所需的向心力要小 C．卫星c的发射速度一定大于卫星b的发射速度 D．卫星d的角速度是四颗卫星中最大的 [例题5] 电影《流浪地球2》中的太空电梯令人震撼。太空电梯的结构设计如右图所示，地球半径约6400km，太空电梯空间站位于离地面约36000km的地球同步轨道上，其上方约54000km高度有平衡锤，空间站上、下方均用缆绳分别连接地面和平衡锤，运载仓与缆绳间的作用力可忽略。下列说法正确的是（　　） A．运载仓由地面上升至空间站的过程中始终处于失重状态 B．连接空间站的上、下两根缆绳对空间站的拉力大小相等 C．平衡锤、空间站的加速度a锤、a站与地球表面重力加速度g的大小关系为a锤＞g＞a站 D．若平衡锤下方的缆绳突然断裂，则平衡锤将做近心运动跌落至地球表面 [例题6] 四颗人造地球卫星a、b、c、d的位置如图所示，其中a是静止在地球赤道上还未发射的卫星，b是近地轨道卫星，c是地球同步卫星，d是高空探测卫星，四颗卫星相比较（　　） A．a的向心加速度最大 B．相同时间内d转过的弧长最长 C．c相对于a静止 D．d的运动周期可能是23h 类型3 宇宙速度 [例题7] 2023年5月30日上午，神舟十六号载人飞船在酒泉卫星发射中心发射升空！进入预定轨道后，航天员景海鹏、朱杨柱、桂海潮状态良好，发射取得圆满成功！关于神舟十六号载人飞船的发射速度v，下面说法中正确的是（　　） A．v＜7.9km/s B．v＝11.2km/s C．7.9km/s≤v＜11.2km/s D．11.2km/s≤v＜16.7km/s [例题8] 截止到2023年3月，嫦娥五号探测器已取得多项科研成果。已知地球质量为月球质量的k倍，地球半径R为月球半径的p倍，地球表面的重力加速度为g，则嫦娥五号探测器在近月圆形轨道的线速度大小约为（　　） A． B． C． D． [例题9] 2020年4月24日是第五个“中国航天日”，备受关注的中国首次火星探测的任务名称、任务标识在2020“中国航天日”启动仪式上公布。中国行星探测任务被命名为“天问”系列，首次火星探测任务被命名为“天问一号”。已知火星的质量和半径分别为地球的和，地球表面的重力加速度为g，火星的公转半径大于地球的公转半径，下列有关说法正确的是（　　） A．从地球上发射卫星探测火星，发射速度要大于16.7km/s B．地球的公转速度、公转周期均小于火星的 C．火星表面的重力加速度约为 D．火星的第一宇宙速度为地球的 知识点二 卫星变轨问题 1．当卫星的速度突然增大时，G<m，即万有引力不足以