6、號”.設(shè)該衛(wèi)星的軌道是圓形的，且貼近月球表面.已知月球的質(zhì)量約為地球質(zhì)量的，月球的半徑約為地球半徑的，地球上的第一宇宙速度約為7.9 km/s，則該探月衛(wèi)星繞月運(yùn)行的最大速率約為( )
A.0.4 km/s B.1.8 km/s
C.11 km/s D.36 km/s
答案 B
解析 星球的第一宇宙速度即為圍繞星球做圓周運(yùn)動(dòng)的軌道半徑為該星球半徑時(shí)的環(huán)繞速度，由萬有引力提供向心力即可得出這一最大環(huán)繞速度.
衛(wèi)星所需的向心力由萬有引力提供，
G＝m，得v＝，
又由＝，＝，
故月球和地球上第一宇宙速度之比＝，
故v月＝7.9× km/s≈1.8 km/s，
因此B項(xiàng)正
7、確.
【考點(diǎn)】第一宇宙速度的計(jì)算
【題點(diǎn)】用萬有引力提供向心力求解第一宇宙速度
“最小發(fā)射速度”與“最大繞行速度”
1.“最小發(fā)射速度”：向高軌道發(fā)射衛(wèi)星比向低軌道發(fā)射衛(wèi)星困難，因?yàn)榘l(fā)射衛(wèi)星要克服地球?qū)λ囊?所以近地軌道的發(fā)射速度(第一宇宙速度)是發(fā)射人造衛(wèi)星的最小速度.
2.“最大繞行速度”：由G＝m可得v＝，軌道半徑越小，線速度越大，所以近地衛(wèi)星的線速度(第一宇宙速度)是最大繞行速度.
針對訓(xùn)練1 假設(shè)地球的質(zhì)量不變，而地球的半徑增大到原來半徑的2倍，那么從地球發(fā)射人造衛(wèi)星的第一宇宙速度的大小應(yīng)為原來的( )
A. B.
C. D.2
答案 B
解
8、析 因第一宇宙速度即為地球的近地衛(wèi)星的線速度，此時(shí)衛(wèi)星的軌道半徑近似的認(rèn)為等于地球的半徑，且地球?qū)πl(wèi)星的萬有引力提供向心力.故公式G＝成立，解得v＝ ，因此，當(dāng)M不變，R增大為2R時(shí)，v減小為原來的，即選項(xiàng)B正確.
例2 某人在一星球上以速率v豎直上拋一物體，經(jīng)時(shí)間t后，物體以速率v落回手中.已知該星球的半徑為R，求該星球的第一宇宙速度.(忽略該星球的自轉(zhuǎn)且物體僅受該星球的引力作用)
答案
解析 根據(jù)勻變速直線運(yùn)動(dòng)的規(guī)律可得，該星球表面的重力加速度為g＝，該星球的第一宇宙速度即為衛(wèi)星在其表面附近繞其做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的線速度，該星球?qū)πl(wèi)星的引力(重力)提供衛(wèi)星做圓周運(yùn)動(dòng)的向心力，則mg＝
9、，該星球的第一宇宙速度為v1＝＝.
二、人造地球衛(wèi)星
1.人造地球衛(wèi)星的軌道特點(diǎn)
衛(wèi)星繞地球運(yùn)動(dòng)的軌道可以是橢圓軌道，也可以是圓軌道.
(1)衛(wèi)星繞地球沿橢圓軌道運(yùn)動(dòng)時(shí)，地心是橢圓的一個(gè)焦點(diǎn)，衛(wèi)星的周期和半長軸的關(guān)系遵循開普勒第三定律.
(2)衛(wèi)星繞地球沿圓軌道運(yùn)動(dòng)時(shí)，因?yàn)榈厍驅(qū)πl(wèi)星的萬有引力提供了衛(wèi)星繞地球運(yùn)動(dòng)的向心力，而萬有引力指向地心，所以地心必定是衛(wèi)星圓軌道的圓心.
(3)衛(wèi)星的軌道平面可以在赤道平面內(nèi)(如同步衛(wèi)星)，可以通過兩極上空(極地軌道)，也可以和赤道平面成任一角度，如圖2所示.
圖2
2.地球同步衛(wèi)星
地球同步衛(wèi)星位于地球赤道上方，相對于地面靜止不動(dòng)，它
10、跟地球的自轉(zhuǎn)角速度相同，廣泛應(yīng)用于通信，又叫同步通信衛(wèi)星.
地球同步衛(wèi)星的特點(diǎn)見下表：
周期一定
與地球自轉(zhuǎn)周期相同，即T＝24 h＝86 400 s
角速度一定
與地球自轉(zhuǎn)的角速度相同
高度一定
衛(wèi)星離地面高度h＝r－R≈6R≈3.6×104 km(為恒量)
速度大小一定
v＝＝3.07 km/s(為恒量)，環(huán)繞方向與地球自轉(zhuǎn)方向相同
向心加速度大小一定
an＝0.23 m/s2
軌道平面一定
軌道平面與赤道平面共面
例3 關(guān)于地球的同步衛(wèi)星，下列說法正確的是( )
A.同步衛(wèi)星的軌道和北京所在緯度圈共面
B.同步衛(wèi)星的軌道必須和地球赤道共面
C.所有
11、同步衛(wèi)星距離地面的高度不一定相同
D.所有同步衛(wèi)星的質(zhì)量一定相同
答案 B
解析 同步衛(wèi)星所受向心力指向地心，與地球自轉(zhuǎn)同步，故衛(wèi)星所在軌道與赤道共面，故A項(xiàng)錯(cuò)誤，B項(xiàng)正確；同步衛(wèi)星距地面高度一定，但衛(wèi)星的質(zhì)量不一定相同，故C、D項(xiàng)錯(cuò)誤.
解決本題的關(guān)鍵是掌握同步衛(wèi)星的特點(diǎn)：同步衛(wèi)星定軌道(在赤道上方)、定周期(與地球的自轉(zhuǎn)周期相同)、定速率、定高度.
針對訓(xùn)練2 (2018·杭西高高一4月測試)據(jù)新華社消息，2015年12月29日0時(shí)04分，中國在西昌衛(wèi)星發(fā)射中心用“長征三號”乙運(yùn)載火箭成功發(fā)射“高分四號”地球同步軌道衛(wèi)星.關(guān)于“高分四號”衛(wèi)星(如圖3所示)，以下說法正確的是(
12、 )
圖3
A.“高分四號”衛(wèi)星可定位在青島正上方，遙感觀測附近海洋上的漁船
B.“高分四號”衛(wèi)星比“神舟十號”近地環(huán)繞飛船運(yùn)行高度低
C.“高分四號”衛(wèi)星的運(yùn)行速度大于7.9 km/s
D.“高分四號”衛(wèi)星的運(yùn)行周期是24 h，距地球表面的高度大約是36 000 km
答案 D
解析 因“高分四號”衛(wèi)星是地球同步軌道衛(wèi)星，故其一定在赤道上空，運(yùn)行周期為24小時(shí)，離地高度約36 000 km，遠(yuǎn)高于“神舟十號”近地環(huán)繞高度，運(yùn)行速度小于第一宇宙速度7.9 km/s，故A、B、C錯(cuò)誤，D正確.
三、人造衛(wèi)星的發(fā)射、變軌與對接
1.發(fā)射問題
要發(fā)射人造衛(wèi)星，動(dòng)力裝置在地面
13、處要給衛(wèi)星一很大的發(fā)射初速度，且發(fā)射速度v＞v1＝7.9 km/s，人造衛(wèi)星做離開地球的運(yùn)動(dòng)；當(dāng)人造衛(wèi)星進(jìn)入預(yù)定軌道區(qū)域后，再調(diào)整速度，使F引＝F向，即G＝m，從而使衛(wèi)星進(jìn)入預(yù)定軌道.
2.衛(wèi)星的變軌問題
衛(wèi)星變軌時(shí)，先是線速度v發(fā)生變化導(dǎo)致需要的向心力發(fā)生變化，進(jìn)而使軌道半徑r發(fā)生變化.
①當(dāng)衛(wèi)星減速時(shí)，衛(wèi)星所需的向心力F向＝m減小，萬有引力大于所需的向心力，衛(wèi)星將做近心運(yùn)動(dòng)，向低軌道變遷.
②當(dāng)衛(wèi)星加速時(shí)，衛(wèi)星所需的向心力F向＝m增大，萬有引力不足以提供衛(wèi)星所需的向心力，衛(wèi)星將做離心運(yùn)動(dòng)，向高軌道變遷.
以上兩點(diǎn)是比較橢圓和圓軌道切點(diǎn)速度的依據(jù).
3.飛船對接問題
(1)低軌
14、道飛船與高軌道空間站對接如圖4甲所示，低軌道飛船通過合理地加速，沿橢圓軌道(做離心運(yùn)動(dòng))追上高軌道空間站與其完成對接.
圖4
(2)同一軌道飛船與空間站對接
如圖乙所示，后面的飛船先減速降低高度，再加速提升高度，通過適當(dāng)控制，使飛船追上空間站時(shí)恰好具有相同的速度.
例4 如圖5所示為衛(wèi)星發(fā)射過程的示意圖，先將衛(wèi)星發(fā)射至近地圓軌道1，然后經(jīng)點(diǎn)火，使其沿橢圓軌道2運(yùn)行，最后再一次點(diǎn)火，將衛(wèi)星送入圓軌道3.軌道1、2相切于Q點(diǎn)，軌道2、3相切于P點(diǎn)，則當(dāng)衛(wèi)星分別在1、2、3軌道上正常運(yùn)行時(shí)，以下說法中正確的是( )
圖5
A.衛(wèi)星在軌道3上的速率大于在軌道1上的速率
B.衛(wèi)星
15、在軌道3上的周期大于在軌道2上的周期
C.衛(wèi)星在軌道1上經(jīng)過Q點(diǎn)時(shí)的速率大于它在軌道2上經(jīng)過Q點(diǎn)時(shí)的速率
D.衛(wèi)星在軌道2上經(jīng)過P點(diǎn)時(shí)的加速度小于它在軌道3上經(jīng)過P點(diǎn)時(shí)的加速度
答案 B
解析 衛(wèi)星在圓軌道上做勻速圓周運(yùn)動(dòng)時(shí)有：
G?＝m，v＝
因?yàn)閞1＜r3，所以v1＞v3，A項(xiàng)錯(cuò)誤，
由開普勒第三定律知T3>T2，B項(xiàng)正確；
在Q點(diǎn)從軌道1到軌道2需要做離心運(yùn)動(dòng)，故需要加速.
所以在Q點(diǎn)v2Q>v1Q，C項(xiàng)錯(cuò)誤.
在同一點(diǎn)P，由＝ma知，衛(wèi)星在軌道2上經(jīng)過P點(diǎn)的加速度等于它在軌道3上經(jīng)過P點(diǎn)的加速度，D項(xiàng)錯(cuò)誤.
【考點(diǎn)】衛(wèi)星、飛船的對接和變軌問題
【題點(diǎn)】衛(wèi)星、飛船
16、的對接和變軌問題
判斷衛(wèi)星變軌時(shí)速度、加速度變化情況的思路：
(1)判斷衛(wèi)星在不同圓軌道的運(yùn)行速度大小時(shí)，可根據(jù)“越遠(yuǎn)越慢”的規(guī)律判斷.
(2)判斷衛(wèi)星在同一橢圓軌道上不同點(diǎn)的速度大小時(shí)，可根據(jù)開普勒第二定律判斷，即離中心天體越遠(yuǎn)，速度越小.
(3)判斷衛(wèi)星由圓軌道進(jìn)入橢圓軌道或由橢圓軌道進(jìn)入圓軌道時(shí)的速度大小如何變化時(shí)，可根據(jù)離心運(yùn)動(dòng)或近心運(yùn)動(dòng)的條件進(jìn)行分析.
(4)判斷衛(wèi)星的加速度大小時(shí)，可根據(jù)a＝＝G?判斷.
1.(對宇宙速度的理解)下列關(guān)于三種宇宙速度的說法中正確的是( )
A.第一宇宙速度v1＝7.9 km/s，第二宇宙速度v2＝11.2 km/s，則人造衛(wèi)星
17、繞地球在圓軌道上運(yùn)行時(shí)的速度大于等于v1，小于v2
B.美國發(fā)射的“鳳凰號”火星探測衛(wèi)星，其發(fā)射速度大于第三宇宙速度
C.第二宇宙速度是在地面附近使物體可以掙脫地球引力束縛，成為繞太陽運(yùn)行的人造行星的最小發(fā)射速度
D.第一宇宙速度7.9 km/s是人造地球衛(wèi)星繞地球做圓周運(yùn)動(dòng)的最小運(yùn)行速度
答案 C
解析 根據(jù)v＝可知，衛(wèi)星的軌道半徑r越大，即距離地面越遠(yuǎn)，衛(wèi)星的環(huán)繞速度越小，v1＝7.9 km/s是人造地球衛(wèi)星繞地球做圓周運(yùn)動(dòng)的最大運(yùn)行速度，D錯(cuò)誤；實(shí)際上，由于人造衛(wèi)星的軌道半徑都大于地球半徑，故衛(wèi)星繞地球在圓軌道上運(yùn)行時(shí)的速度都小于第一宇宙速度，選項(xiàng)A錯(cuò)誤；美國發(fā)射的“鳳凰號”火
18、星探測衛(wèi)星，仍在太陽系內(nèi)，所以其發(fā)射速度小于第三宇宙速度，選項(xiàng)B錯(cuò)誤；第二宇宙速度是使物體掙脫地球引力束縛而成為繞太陽運(yùn)行的人造行星的最小發(fā)射速度，選項(xiàng)C正確.
2.(第一宇宙速度的計(jì)算)若取地球的第一宇宙速度為8 km/s，某行星的質(zhì)量是地球質(zhì)量的6倍，半徑是地球半徑的1.5倍，此行星的第一宇宙速度約為( )
A.16 km/s B.32 km/s
C.4 km/s D.2 km/s
答案 A
【考點(diǎn)】第一宇宙速度的計(jì)算
【題點(diǎn)】用萬有引力提供向心力求解第一宇宙速度
3.(對同步衛(wèi)星的認(rèn)識)(2018·浙江省名校協(xié)作體第二學(xué)期考試)如圖6所示，中國計(jì)劃2020年左右建
19、成覆蓋全球的北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng).北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)由5顆靜止軌道同步衛(wèi)星、27顆中地球軌道衛(wèi)星(離地高度約21 000 km)及其他軌道衛(wèi)星共35顆組成.則( )
圖6
A.靜止軌道衛(wèi)星指相對地表靜止，其可定位在北京正上空
B.中地球軌道衛(wèi)星比同步衛(wèi)星運(yùn)行速度更快
C.中地球軌道衛(wèi)星周期大于24小時(shí)
D.靜止軌道衛(wèi)星的發(fā)射速度小于第一宇宙速度
答案 B
解析 靜止軌道衛(wèi)星即同步衛(wèi)星，離地面高度約36 000 km，周期為24 h，它的軌道半徑比中地球軌道衛(wèi)星的大，故靜止軌道衛(wèi)星的線速度比中地球軌道衛(wèi)星小，周期比中地球軌道衛(wèi)星大，B正確，C錯(cuò)誤.靜止軌道衛(wèi)星只能定位在赤道上空，A
20、項(xiàng)錯(cuò)誤.第一宇宙速度是近地衛(wèi)星的發(fā)射速度，靜止軌道衛(wèi)星的發(fā)射速度大于第一宇宙速度，D錯(cuò)誤.
4.(對衛(wèi)星的認(rèn)識)(2017·浙江11月選考科目考試)如圖7所示是小明同學(xué)畫的人造地球衛(wèi)星軌道的示意圖，則衛(wèi)星( )
圖7
A.在a軌道運(yùn)行的周期為24 h
B.在b軌道運(yùn)行的速度始終不變
C.在c軌道運(yùn)行的速度大小始終不變
D.在c軌道運(yùn)行時(shí)受到的地球引力大小是變化的
答案 D
解析 a軌道的半徑不確定，無法確定周期，選項(xiàng)A錯(cuò)誤；b軌道上的衛(wèi)星的速度方向不斷變化，所以速度不斷變化，選項(xiàng)B錯(cuò)誤；地球在c軌道的其中一個(gè)焦點(diǎn)上，因此在近地點(diǎn)時(shí)衛(wèi)星速度要快，遠(yuǎn)地點(diǎn)速度要慢，選項(xiàng)
21、C錯(cuò)誤；在c軌道上，衛(wèi)星離地球的距離不斷變化，所以根據(jù)F＝可以看出衛(wèi)星受地球的引力大小不斷變化，D正確.
5.(衛(wèi)星的變軌問題)(2018·臺(tái)州中學(xué)第四次統(tǒng)練)如圖8所示，2017年6月19日，我國在西昌衛(wèi)星發(fā)射中心發(fā)射“中星9A”廣播電視直播衛(wèi)星，按預(yù)定計(jì)劃，“中星9A”應(yīng)該首先被送入近地點(diǎn)約為200公里，遠(yuǎn)地點(diǎn)約為3.6萬公里的轉(zhuǎn)移軌道Ⅱ(橢圓)，然后通過在遠(yuǎn)地點(diǎn)變軌，進(jìn)入最終同步軌道Ⅲ(圓形).但是由于火箭故障，衛(wèi)星實(shí)際入軌后初始軌道Ⅰ遠(yuǎn)地點(diǎn)只有1.6萬公里.科技人員沒有放棄，通過精心操作，利用衛(wèi)星自帶燃料在近地點(diǎn)點(diǎn)火，盡量抬高遠(yuǎn)地點(diǎn)的高度，經(jīng)過10次軌道調(diào)整，終于在7月5日成功定點(diǎn)于
22、預(yù)定軌道.下列說法正確的是( )
圖8
A.“中星9A”發(fā)射失利原因可能是發(fā)射速度沒有達(dá)到7.9 km/s
B.衛(wèi)星在軌道Ⅲ經(jīng)過Q點(diǎn)時(shí)和在軌道Ⅱ經(jīng)過Q點(diǎn)時(shí)速度相同
C.衛(wèi)星在軌道Ⅱ經(jīng)過Q點(diǎn)的加速度大于它經(jīng)過P點(diǎn)時(shí)的加速度
D.衛(wèi)星從軌道Ⅰ的P點(diǎn)進(jìn)入軌道Ⅱ后速度增加
答案 D
解析 “中星9A”已經(jīng)成功發(fā)射至遠(yuǎn)地點(diǎn)1.6萬公里的橢圓軌道上.其發(fā)射速度大于第一宇宙速度，A項(xiàng)錯(cuò)誤；在Q點(diǎn)從軌道Ⅱ到軌道Ⅲ要加速，所以vⅢ＞vⅡ，B項(xiàng)錯(cuò)誤；由a＝知aP＞aQ，C項(xiàng)錯(cuò)誤；在P點(diǎn)從軌道Ⅰ進(jìn)入軌道Ⅱ要加速，D項(xiàng)正確.
一、選擇題
考點(diǎn)一 宇宙速度的理解及第一宇宙速度的計(jì)算
1.2
23、013年6月11日17時(shí)38分，“神舟十號”飛船在酒泉衛(wèi)星發(fā)射中心發(fā)射升空，航天員王亞平進(jìn)行了首次太空授課.在飛船進(jìn)入離地面343 km的圓形軌道環(huán)繞地球飛行時(shí)，它的線速度大小( )
A.等于7.9 km/s
B.介于7.9 km/s和11.2 km/s之間
C.小于7.9 km/s
D.介于7.9 km/s和16.7 km/s之間
答案 C
解析 衛(wèi)星在圓形軌道上運(yùn)行的速度v＝.由于軌道半徑r＞地球半徑R，所以v＜ ＝7.9 km/s，C正確.
【考點(diǎn)】三個(gè)宇宙速度的理解
【題點(diǎn)】三個(gè)宇宙速度的理解
2.中俄曾聯(lián)合實(shí)施探測火星計(jì)劃，由中國負(fù)責(zé)研制的“螢火一號”火星探測器與
24、俄羅斯研制的“福布斯—土壤”火星探測器一起由俄羅斯“天頂”運(yùn)載火箭發(fā)射前往火星.由于火箭故障未能成功，若發(fā)射成功，且已知火星的質(zhì)量約為地球質(zhì)量的，火星的半徑約為地球半徑的.下列關(guān)于火星探測器的說法中正確的是( )
A.發(fā)射速度只要大于第一宇宙速度即可
B.發(fā)射速度只有達(dá)到第三宇宙速度才可以
C.發(fā)射速度應(yīng)大于16.7 km/s
D.火星探測器環(huán)繞火星運(yùn)行的最大速度約為地球第一宇宙速度的
答案 D
解析 火星探測器前往火星，脫離地球引力束縛，還在太陽系內(nèi)，發(fā)射速度應(yīng)大于第二宇宙速度、小于第三宇宙速度，選項(xiàng)A、B、C錯(cuò)誤；由＝m得，v＝.已知火星的質(zhì)量約為地球質(zhì)量的，火星的半徑約為地
25、球半徑的，可得火星的第一宇宙速度與地球第一宇宙速度之比＝＝＝，選項(xiàng)D正確.
【考點(diǎn)】第一宇宙速度的計(jì)算
【題點(diǎn)】用萬有引力提供向心力求解第一宇宙速度
3.一顆人造地球衛(wèi)星以初速度v發(fā)射后，可繞地球做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，若使發(fā)射速度增大為2v，則該衛(wèi)星可能( )
①繞地球做勻速圓周運(yùn)動(dòng)
②繞地球運(yùn)動(dòng)，軌道變?yōu)闄E圓
③不繞地球運(yùn)動(dòng)，成為太陽的人造行星
④掙脫太陽引力的束縛，飛到太陽系以外的宇宙
A.① B.②
C.③④ D.②③④
答案 C
解析 以初速度v發(fā)射后能成為人造地球衛(wèi)星，可知發(fā)射速度v一定大于或等于第一宇宙速度7.9 km/s，當(dāng)以2v速度發(fā)射時(shí)，發(fā)射速度一定
26、大于或等于15.8 km/s，已超過了第二宇宙速度11.2 km/s，也可能超過第三宇宙速度16.7 km/s，所以此衛(wèi)星不再繞地球運(yùn)行，可能繞太陽運(yùn)行，或者飛到太陽系以外的宇宙，故選項(xiàng)C正確.
【考點(diǎn)】三個(gè)宇宙速度的理解
【題點(diǎn)】三個(gè)宇宙速度的理解
4.已知某星球的平均密度是地球的n倍，半徑是地球的k倍，地球的第一宇宙速度為v，則該星球的第一宇宙速度為( )
A.v B.kv
C.nk D.
答案 B
解析 由G＝m，得v＝，將M＝πr3ρ代入，可得v∝r，所以該星球的第一宇宙速度是地球第一宇宙速度的k倍，選項(xiàng)B正確.
考點(diǎn)二 人造衛(wèi)星 同步衛(wèi)星
5.下列關(guān)于我國
27、發(fā)射的“亞洲一號”地球同步通信衛(wèi)星的說法，正確的是( )
A.若其質(zhì)量加倍，則軌道半徑也要加倍
B.它在北京上空運(yùn)行，故可用于我國的電視廣播
C.它以第一宇宙速度運(yùn)行
D.它運(yùn)行的角速度與地球自轉(zhuǎn)角速度相同
答案 D
解析 由G＝m得r＝，可知軌道半徑與衛(wèi)星質(zhì)量無關(guān)，A錯(cuò)；同步衛(wèi)星的軌道平面必須與赤道平面重合，即在赤道上空運(yùn)行，不能在北京上空運(yùn)行，B錯(cuò)；第一宇宙速度是衛(wèi)星在最低圓軌道上運(yùn)行的速度，而同步衛(wèi)星在高軌道上運(yùn)行，其運(yùn)行速度小于第一宇宙速度，C錯(cuò)；所謂“同步”就是衛(wèi)星保持與赤道上某一點(diǎn)相對靜止，所以同步衛(wèi)星的角速度與地球自轉(zhuǎn)角速度相同，D對.
6.我國“中星11號”商業(yè)
28、通信衛(wèi)星是一顆同步衛(wèi)星，它定點(diǎn)于東經(jīng)98.2度的赤道上空，關(guān)于這顆衛(wèi)星的說法正確的是( )
A.運(yùn)行速度大于7.9 km/s
B.離地面高度一定，相對地面靜止
C.繞地球運(yùn)行的角速度比月球繞地球運(yùn)行的角速度小
D.向心加速度與靜止在赤道上物體的向心加速度大小相等
答案 B
解析 “中星11號”是地球同步衛(wèi)星，距地面有一定的高度，運(yùn)行速度要小于7.9 km/s，A錯(cuò).其位置在赤道上空，高度一定，且相對地面靜止，B正確.其運(yùn)行周期為24小時(shí)，小于月球的繞行周期，由ω＝知，其繞地球運(yùn)行的角速度比月球繞地球運(yùn)行的角速度大，C錯(cuò).同步衛(wèi)星與靜止在赤道表面的物體具有相同的角速度，但半徑不同，
29、由an＝rω2知，同步衛(wèi)星的向心加速度大，D錯(cuò).綜上分析，正確選項(xiàng)為B.
7.(2018·桐鄉(xiāng)市選考基礎(chǔ)測試)中國“快遞小哥”天舟一號于2017年4月20日成功發(fā)射.天舟一號與天宮二號對接后(如圖1所示)，其中一項(xiàng)任務(wù)是為天宮二號補(bǔ)加推進(jìn)劑，另一項(xiàng)任務(wù)是將天宮二號推至更高軌道運(yùn)行.若天舟一號與天宮二號繞地球做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，下列說法正確的是( )
圖1
A.天舟一號對接時(shí)的速度大于7.9 km/s
B.補(bǔ)加推進(jìn)劑后，天宮二號受到的地球引力減小
C.補(bǔ)加推進(jìn)劑后，天宮二號運(yùn)行的周期減小
D.天宮二號在高軌道運(yùn)行時(shí)的速度比低軌道小
答案 D
8.(2018·溫州市六校協(xié)作體高三
30、上學(xué)期期末聯(lián)考)2017年11月15日，我國第二代極軌氣象衛(wèi)星“風(fēng)云三號D”成功發(fā)射，順利進(jìn)入預(yù)定軌道.極軌氣象衛(wèi)星圍繞地球南北兩極運(yùn)行，其軌道在地球上空650～1 500 km之間，低于地球靜止軌道衛(wèi)星(高度約為36 000 km)，可以實(shí)現(xiàn)全球觀測.有關(guān)“風(fēng)云三號D”，下列說法中正確的是( )
A.“風(fēng)云三號D”軌道平面為赤道平面
B.“風(fēng)云三號D”的發(fā)射速度可能小于7.9 km/s
C.“風(fēng)云三號D”的周期小于地球靜止軌道衛(wèi)星的周期
D.“風(fēng)云三號D”的加速度小于地球靜止軌道衛(wèi)星的加速度
答案 C
考點(diǎn)三 衛(wèi)星的變軌問題
9.如圖2所示，航天飛機(jī)在完成太空任務(wù)后，在A點(diǎn)從
31、圓形軌道Ⅰ進(jìn)入橢圓軌道Ⅱ，B為軌道Ⅱ上的近地點(diǎn)，關(guān)于航天飛機(jī)的運(yùn)動(dòng)，下列說法中正確的有( )
圖2
A.在軌道Ⅱ上經(jīng)過A的速度大于經(jīng)過B的速度
B.在軌道Ⅱ上經(jīng)過A的速度大于在軌道Ⅰ上經(jīng)過A的速度
C.在軌道Ⅱ上運(yùn)動(dòng)的周期小于在軌道Ⅰ上運(yùn)動(dòng)的周期
D.在軌道Ⅱ上經(jīng)過A的加速度小于在軌道Ⅰ上經(jīng)過A的加速度
答案 C
【考點(diǎn)】衛(wèi)星、飛船的對接和變軌問題
【題點(diǎn)】衛(wèi)星、飛船的發(fā)射和變軌問題
二、非選擇題
10.(第一宇宙速度的計(jì)算)宇航員在月球上做自由落體實(shí)驗(yàn)，將某物體由距月球表面高h(yuǎn)處由靜止釋放，經(jīng)時(shí)間t后物體落到月球表面(設(shè)月球半徑為R).根據(jù)上述信息計(jì)算月球的第一宇宙
32、速度.
答案
解析 設(shè)月球表面的重力加速度為g′，由物體“自由落體”可得h＝g′t2①
由第一宇宙速度等于近月環(huán)繞速度可得G??＝m??②
在月球表面mg′＝G??③
由①②③得：v＝.
11.(人造衛(wèi)星的運(yùn)動(dòng)參量)據(jù)報(bào)道：某國發(fā)射了一顆質(zhì)量為100 kg、周期為1 h的人造環(huán)月衛(wèi)星，一位同學(xué)記不住引力常量G的數(shù)值，且手邊沒有可查找的資料，但他記得月球半徑為地球半徑的，月球表面重力加速度為地球表面重力加速度的，經(jīng)過推理，他認(rèn)定該報(bào)道是則假新聞，試寫出他的論證方案.(地球半徑約為6.4×103 km，g地取9.8 m/s2)
答案 見解析
解析 對環(huán)月衛(wèi)星，根據(jù)萬有引力定律和牛頓第二定律得＝mr，解得T＝2π
則r＝R月時(shí)，T有最小值，又＝g月
故Tmin＝2π＝2π＝2π
代入數(shù)據(jù)解得Tmin≈1.73 h
環(huán)月衛(wèi)星最小周期為1.73 h，故該報(bào)道是則假新聞.
（浙江專用）2022-2023學(xué)年高中物理 第六章 萬有引力與航天 5 宇宙航行學(xué)案 新人教版必修2
