13、間內(nèi)掃過(guò)的面積S不等，選項(xiàng)C錯(cuò)誤。由開(kāi)普勒定律可知，，選項(xiàng)D正確。
【2年模擬再現(xiàn)】
1.（2018南寧高三摸底考試）中國(guó)北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)(BDS)是中國(guó)自行研制的全球衛(wèi)星導(dǎo)軌系統(tǒng)，是繼美國(guó)全球定位系統(tǒng)(GPS)、俄羅斯格洛納斯衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)(GLONASS)之后第三個(gè)成熟的衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)。預(yù)計(jì)2020年左右，北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)將形成全球覆蓋能力。如圖所示是北斗導(dǎo)航系統(tǒng)中部分衛(wèi)星的軌道示意圖，已知a、b、c三顆衛(wèi)星均做圓周運(yùn)動(dòng)，a是地球同步衛(wèi)星，則( )
A．衛(wèi)星a的角速度小于c的角速度 B．衛(wèi)星a的加速度大于b的加速度
C．衛(wèi)星a的運(yùn)行速度大于第一宇宙速度
14、 D．衛(wèi)星b的周期等于24 h
【參考答案】.AD
【命題意圖】 本題考查萬(wàn)有引力定律和衛(wèi)星的運(yùn)動(dòng)、第一宇宙速度及其相關(guān)的知識(shí)點(diǎn)。
【名師解析】根據(jù)萬(wàn)有引力等于向心力，由G= mrω2可得角速度ω=，可知軌道半徑r越大，角速度ω越小。由于a的軌道半徑大于c的軌道半徑，所以同步衛(wèi)星a的角速度小于衛(wèi)星c的角速度，選項(xiàng)A正確；由G=ma，可得向心加速度a=.。由于衛(wèi)星a的軌道半徑與衛(wèi)星b的軌道半徑相等，所以衛(wèi)星a的向心加速度等于b的向心加速度，選項(xiàng)B錯(cuò)誤；由G=m可得線速度與半徑的關(guān)系：v=，軌道半徑r越大，速率v越小。而第一宇宙速度為軌道半徑等于地球半徑是環(huán)繞地球運(yùn)動(dòng)的衛(wèi)星速度
15、，所以衛(wèi)星a的運(yùn)行速度一定小于第一宇宙速度，選項(xiàng)C錯(cuò)誤；由G=mr()2，可得周期T=2π，而衛(wèi)星a的軌道半徑與衛(wèi)星b的軌道半徑相等，所以衛(wèi)星b的周期等于同步衛(wèi)星的運(yùn)行周期，即等于地球自轉(zhuǎn)周期24h，選項(xiàng)D正確。
2.（2018天星金考卷）目前，在地球周?chē)性S多人造地球衛(wèi)星繞著它運(yùn)轉(zhuǎn)，其中一些衛(wèi)星的軌道可近似為圓，且軌道半徑逐漸變?。粜l(wèi)星在軌道半徑逐漸變小的過(guò)程中，只受到地球引力和稀薄氣體阻力的作用，則下列判斷正確的是( )
A．衛(wèi)星的動(dòng)能逐漸減小
B．由于地球引力做正功，引力勢(shì)能一定減小
C．由于氣體阻力做負(fù)功，地球引力做正功，機(jī)械能保持不變
D．衛(wèi)星克服氣體阻力做的功小于引力
16、勢(shì)能的減小
【參考答案】.BD
【命題意圖】 本題考查衛(wèi)星的運(yùn)動(dòng)，功能關(guān)系及其相關(guān)的知識(shí)點(diǎn)。
【名師解析】衛(wèi)星在軌道半徑逐漸變小的過(guò)程中，由于地球引力做正功，引力勢(shì)能一定減小，衛(wèi)星的動(dòng)能增大，選項(xiàng)A錯(cuò)誤B正確；由于氣體阻力做負(fù)功，地球引力做正功，根據(jù)功能關(guān)系，機(jī)械能（引力勢(shì)能和動(dòng)能之和）減小，選項(xiàng)C錯(cuò)誤；由于衛(wèi)星的動(dòng)能增大，地球引力做的正功等于引力勢(shì)能的減小，所以衛(wèi)星克服氣體阻力做的功小于引力勢(shì)能的減小，選項(xiàng)D正確。
3．(2019·天津六校聯(lián)考)如圖所示，a、b、c是在地球大氣層外圓形軌道上運(yùn)動(dòng)的3顆衛(wèi)星，下列說(shuō)法正確的是( )
A．b、c的線速度大小相等，且大于a的線速度
17、
B．b、c的向心加速度大小相等，且小于a的向心加速度
C．c加速可追上同一軌道上的b，b減速可等候同一軌道上的c
D．a(chǎn)衛(wèi)星由于某種原因，軌道半徑緩慢減小，則其機(jī)械能逐漸增大
【參考答案】B
【名師解析】衛(wèi)星繞地球做圓周運(yùn)動(dòng)，萬(wàn)有引力提供向心力G＝m，得v＝ ，b、c的軌道半徑相等，故b、c的線速度大小相等但小于a的線速度，A錯(cuò)誤．根據(jù)萬(wàn)有引力提供向心力G＝ma，得a＝，由此可知，軌道半徑越小，加速度越大，故a的向心加速度大于b、c的向心加速度，B正確．c加速，萬(wàn)有引力不夠提供向心力，做離心運(yùn)動(dòng)，離開(kāi)原軌道，所以不會(huì)與同軌道上的衛(wèi)星相遇，C錯(cuò)誤．衛(wèi)星由于某種原因，軌道半徑緩慢減小，
18、萬(wàn)有引力以外的力做負(fù)功，機(jī)械能減小，D錯(cuò)誤．
4．(2019·湖南邵陽(yáng)月考)兩顆人造衛(wèi)星繞地球逆時(shí)針運(yùn)動(dòng)，衛(wèi)星1、衛(wèi)星2分別沿圓軌道、橢圓軌道運(yùn)動(dòng)，圓的半徑與橢圓的半長(zhǎng)軸相等，兩軌道相交于A、B兩點(diǎn)，某時(shí)刻兩衛(wèi)星與地球在同一直線上，如圖所示，下列說(shuō)法中正確的是( )
A．兩衛(wèi)星在圖示位置的速度v2＝v1 B．兩衛(wèi)星在A處的加速度大小相等
C．兩顆衛(wèi)星在A或B點(diǎn)處可能相遇 D．兩衛(wèi)星永遠(yuǎn)不可能相遇
【參考答案】BD
【名師解析】v2為橢圓軌道的遠(yuǎn)地點(diǎn)速度，速度最小，v1表示做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的速度，v1>v2，故A錯(cuò)誤；兩個(gè)軌道上的衛(wèi)星運(yùn)動(dòng)到A點(diǎn)時(shí)
19、，所受的萬(wàn)有引力產(chǎn)生加速度a＝GM/r2，加速度相同．故B正確；橢圓的半長(zhǎng)軸與圓軌道的半徑相同，根據(jù)開(kāi)普勒第三定律知，兩顆衛(wèi)星的運(yùn)動(dòng)周期相等，則不會(huì)相遇，故D正確，C錯(cuò)誤．
考點(diǎn)二：空間站問(wèn)題
【3年真題鏈接】
1．（2019海南物理·4）.2019年5月，我國(guó)第45顆北斗衛(wèi)星發(fā)射成功。已知該衛(wèi)星軌道距地面的高度約為36000km，是“天宮二號(hào)”空間實(shí)驗(yàn)室軌道高度的90倍左右，則（ ）
A. 該衛(wèi)星的速率比“天宮二號(hào)”的大 B. 該衛(wèi)星的周期比“天宮二號(hào)”的大
C. 該衛(wèi)星的角速度比“天宮二號(hào)”的大 D. 該衛(wèi)星的向心加速度比“天宮二號(hào)”的大
20、【參考答案】B
【名師解析】由G=m，解得v=，由此可知第45顆北斗衛(wèi)星的速率比“天宮二號(hào)”的小，選項(xiàng)A錯(cuò)誤；由G=mr（）2，解得T=2π，由此可知第45顆北斗衛(wèi)星的周期比“天宮二號(hào)”的大，選項(xiàng)B正確；由G=mω2r，解得ω=，由此可知第45顆北斗衛(wèi)星的角速度比“天宮二號(hào)”的小，選項(xiàng)C錯(cuò)誤；由G=ma，解得a=，由此可知第45顆北斗衛(wèi)星的加速度比“天宮二號(hào)”的小，選項(xiàng)D錯(cuò)誤。
2，（2017全國(guó)III卷·14）2017年4月，我國(guó)成功發(fā)射的天舟一號(hào)貨運(yùn)飛船與天宮二號(hào)空間實(shí)驗(yàn)室完成了首次交會(huì)對(duì)接，對(duì)接形成的組合體仍沿天宮二號(hào)原來(lái)的軌道（可視為圓軌道）運(yùn)動(dòng)。與天宮二號(hào)單獨(dú)運(yùn)行時(shí)相比，組合體運(yùn)
21、行的（ ）
A．周期變大 B．速率變大 C．動(dòng)能變大 D．向心加速變大
【參考答案】C
【名師解析】由萬(wàn)有引力等于向心力可得：組合體運(yùn)行周期，運(yùn)行速率，運(yùn)行的加速度。由于對(duì)接形成的組合體仍沿天宮二號(hào)原來(lái)的軌道運(yùn)動(dòng)，軌道半徑R不變，所以組合體運(yùn)行的T不變，速率v不變，向心加速度a不變，選項(xiàng)ABD錯(cuò)誤；根據(jù)動(dòng)能的公式，可知，速率不變，組合體質(zhì)量變大，故動(dòng)能變大，選項(xiàng)C正確。
【2年模擬再現(xiàn)】
1.（2019年1月湖北黃岡調(diào)研）據(jù)報(bào)道，2020年我國(guó)首顆“人造月亮”將完成從發(fā)射、入軌、展開(kāi)到照明的整體系統(tǒng)演示驗(yàn)證?！叭嗽煸铝痢笔且环N攜帶大型空間反射鏡的人造空間
22、照明衛(wèi)星，將部署在距離地球500km以?xún)?nèi)的低地球軌道上，其亮度是月球亮度的8倍，可為城市提供夜間照明。假設(shè)“人造月亮”繞地球做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，則“人造月亮”在軌道上運(yùn)動(dòng)時(shí)（ ）
A．“人造月亮”的線速度等于第一宇宙速度
B．“人造月亮”的角速度大于月球繞地球運(yùn)行的角速度
C．“人造月亮”的向心加速度大于地球表面的重力加速度
D．“人造月亮”的公轉(zhuǎn)周期大于月球繞地球運(yùn)行的周期
【參考答案】B
【名師解析】根據(jù)第一宇宙速度的意義可知，繞地球表面運(yùn)行的衛(wèi)星的線速度等于第一宇宙速度，由G=m可得v=，“人造月亮” 在距離地球500km以?xún)?nèi)的低地球軌道上運(yùn)動(dòng)，r>R,
23、，其“人造月亮”的線速度小于第一宇宙速度，選項(xiàng)A錯(cuò)誤；由G=mrω2可得ω=。由于“人造月亮”繞地球運(yùn)動(dòng)的軌道半徑r遠(yuǎn)小于月球繞地球運(yùn)動(dòng)的軌道半徑，所以“人造月亮”的角速度大于月球繞地球運(yùn)行的角速度，選項(xiàng)B正確；由G=ma和G=mg可知，“人造月亮”的向心加速度小于地球表面的重力加速度，選項(xiàng)C錯(cuò)誤；由G=mr()2可得T=2π。由于“人造月亮”繞地球運(yùn)動(dòng)的軌道半徑r遠(yuǎn)小于月球繞地球運(yùn)動(dòng)的軌道半徑，所以“人造月亮”繞地球運(yùn)動(dòng)的周期小于月球繞地球運(yùn)行的周期，選項(xiàng)D錯(cuò)誤。
【名師點(diǎn)評(píng)】本題以即將發(fā)射的“人造月亮”為情景，意在考查靈活運(yùn)用萬(wàn)有引力提供向心力分析解決問(wèn)題的能力。解答衛(wèi)星相關(guān)問(wèn)題時(shí)，若涉
24、及線速度，其向心力可用公式F= m；若涉及角速度，其向心力可用公式F= mrω2；若涉及周期，其向心力可用公式F= mr()2。
預(yù)測(cè)考點(diǎn)一：衛(wèi)星的運(yùn)動(dòng)
【2年模擬再現(xiàn)】
1.（2019安徽名校智慧聯(lián)盟5月模擬）在發(fā)射人造衛(wèi)星時(shí)，可利用地球的自轉(zhuǎn)讓衛(wèi)星發(fā)射前就獲得相對(duì)地心的速度，設(shè)地球表面的重力加速度在兩極的大小為go，在赤道的大小為g；地球自轉(zhuǎn)的周期為T(mén)，將地球視為質(zhì)量均勻分布的球體，則衛(wèi)星利用地球自轉(zhuǎn)能獲得相對(duì)地心的最大速度為（ ?。?
A. B. C. D.
【參考答案】A
【名師解析】地球表面兩極處的物體??? ①
而赤道處的物體受力滿(mǎn)足??????
25、②
由①②兩式可解得地球半徑為：R=
故赤道處物體線速度大小為：v=Rω==
所以A正確，BCD錯(cuò)誤
2.（2018湖南懷化期中聯(lián)考）2017年6月19號(hào)，長(zhǎng)征三號(hào)乙遙二十八火箭發(fā)射中星9A衛(wèi)星過(guò)程中出現(xiàn)變故，由于運(yùn)載火箭的異常，致使衛(wèi)星沒(méi)有按照原計(jì)劃進(jìn)入預(yù)定軌道。經(jīng)過(guò)航天測(cè)控人員的配合和努力，通過(guò)多次軌道調(diào)整，衛(wèi)星成功變軌進(jìn)入同步衛(wèi)星軌道。衛(wèi)星變軌原理圖如圖所示，衛(wèi)星從橢圓軌道Ⅰ遠(yuǎn)地點(diǎn)Q改變速度進(jìn)入地球同步軌道Ⅱ，P點(diǎn)為橢圓軌道近地點(diǎn)。下列說(shuō)法正確的是（ ?。?
A. 衛(wèi)星在橢圓軌道Ⅰ運(yùn)行時(shí)，在P點(diǎn)的速度等于在Q點(diǎn)的速度
B. 衛(wèi)星耗盡燃料后，在微小阻力的作用下，機(jī)械能減小，軌
26、道半徑變小，動(dòng)能變小
C. 衛(wèi)星在橢圓軌道Ⅰ的Q點(diǎn)加速度大于在同步軌道Ⅱ的Q點(diǎn)的加速度
D. 衛(wèi)星在橢圓軌道Ⅰ的Q點(diǎn)速度小于在同步軌道Ⅱ的Q點(diǎn)的速度
【參考答案】.D
【名師解析】解析：根據(jù)衛(wèi)星在橢圓軌道上運(yùn)動(dòng)時(shí)機(jī)械能保持不變，可知衛(wèi)星在橢圓軌道Ⅰ運(yùn)行時(shí)，在P點(diǎn)的速度大于在Q點(diǎn)的速度，選項(xiàng)A錯(cuò)誤；衛(wèi)星耗盡燃料后，在微小阻力的作用下，機(jī)械能減小，軌道半徑變小，重力勢(shì)能減小，但是速度變大，動(dòng)能變大，選項(xiàng)B錯(cuò)誤；在同一Q點(diǎn)，衛(wèi)星所受萬(wàn)有引力相同，根據(jù)牛頓第二定律，衛(wèi)星在橢圓軌道Ⅰ的Q點(diǎn)加速度等于在同步軌道Ⅱ的Q點(diǎn)的加速度，選項(xiàng)C錯(cuò)誤；衛(wèi)星在橢圓軌道Ⅰ上運(yùn)動(dòng)到Q點(diǎn)需要增大速度，才能變軌到同步軌
27、道Ⅱ，所以衛(wèi)星在橢圓軌道Ⅰ的Q點(diǎn)速度小于在同步軌道Ⅱ的Q點(diǎn)的速度，選項(xiàng)D正確。
3.（2018成都一診）2016年8月16日，我國(guó)成功發(fā)射世界首顆量子科學(xué)實(shí)驗(yàn)衛(wèi)星“墨子號(hào)”，該衛(wèi)星的發(fā)射將使我國(guó)在國(guó)際上率先實(shí)現(xiàn)高速量子通信，初步構(gòu)建量子通信網(wǎng)絡(luò)?！澳犹?hào)”衛(wèi)星的質(zhì)量為m（約64okg），運(yùn)行在高度為h（約500km）的極地軌道上，假定該衛(wèi)星的軌道是圓，地球表面的重力加速度為g，地球半徑為R。則關(guān)于運(yùn)行在軌道上的該衛(wèi)星，下列說(shuō)法正確的是（ ?。?
A．運(yùn)行的速度大小為 B．運(yùn)行的向心加速度大小為g
C．運(yùn)行的周期為2π D．運(yùn)行的動(dòng)能
28、為
【參考答案】D
【命題意圖】本題考查萬(wàn)有引力定律、勻速圓周運(yùn)動(dòng)、牛頓運(yùn)動(dòng)定律、動(dòng)能及其相關(guān)的知識(shí)點(diǎn)。
【名師解析】由萬(wàn)有引力等于向心力，G=m，在地球表面，萬(wàn)有引力等于重力，G=mg，聯(lián)立解得衛(wèi)星運(yùn)行的速度：v=，選項(xiàng)A錯(cuò)誤；根據(jù)牛頓第二定律，由萬(wàn)有引力等于向心力，G=ma，G=mg，聯(lián)立解得向心加速度a=，選項(xiàng)B錯(cuò)誤；由萬(wàn)有引力等于向心力，G=m(R+h)()2，在地球表面，萬(wàn)有引力等于重力，G=mg，聯(lián)立解得衛(wèi)星運(yùn)行的周期：T=2π，選項(xiàng)C錯(cuò)誤；衛(wèi)星運(yùn)行的動(dòng)能Ek=mv2=，選項(xiàng)D正確。
4．（2018江西贛中南五校聯(lián)考）如圖所示，a、b 兩顆人造地球衛(wèi)星分別在半徑不同的軌道上
29、繞地球做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，則下列說(shuō)法正確的是（ ?。?
A.a 的周期小于 b 的周期 B.a 的動(dòng)能大于 b 的動(dòng)能
C.a 的勢(shì)能小于 b 的勢(shì)能 D.a 的加速度大于 b 的加速度
【參考答案】.AD
【命題意圖】本題考查萬(wàn)有引力定律、衛(wèi)星的運(yùn)動(dòng)及其相關(guān)的知識(shí)點(diǎn)，意在考查學(xué)生對(duì)人造衛(wèi)星的加速度、周期和軌道的關(guān)系理解和運(yùn)用相關(guān)知識(shí)解決實(shí)際問(wèn)題的能力。
【名師解析】地球?qū)πl(wèi)星的萬(wàn)有引力提供衛(wèi)星做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的向心力即：G=ma=mr ,解得：T=2π.。由于衛(wèi)星a的軌道半徑較小，所以a 的周期小于 b 的周期，選項(xiàng)A正確；由G=ma可知，a 的加速度大于 b 的加速度，選項(xiàng)D正確。
30、
由G=m可得v=，衛(wèi)星a 的速度大小大于 b 的速度大小，由于a、b 兩顆衛(wèi)星質(zhì)量關(guān)系不知道，根據(jù)動(dòng)能公式，無(wú)法確定兩者動(dòng)能關(guān)系，選項(xiàng) B 錯(cuò)誤；由于a、b 兩顆衛(wèi)星質(zhì)量關(guān)系不知道，根據(jù)勢(shì)能公式，無(wú)法確定兩者勢(shì)能關(guān)系，選項(xiàng) C 錯(cuò)誤；
5 (2019·銀川市高三聯(lián)考)我國(guó)首顆量子科學(xué)實(shí)驗(yàn)衛(wèi)星于2016年8月16日1點(diǎn)40分成功發(fā)射。量子衛(wèi)星成功運(yùn)行后，我國(guó)在世界上首次實(shí)現(xiàn)衛(wèi)星和地面之間的量子通信，構(gòu)建天地一體化的量子保密通信與科學(xué)實(shí)驗(yàn)體系。假設(shè)量子衛(wèi)星軌道在赤道平面，如圖所示。已知量子衛(wèi)星的軌道半徑是地球半徑的m倍，同步衛(wèi)星的軌道半徑是地球半徑的n倍，圖中P點(diǎn)是地球赤道上一點(diǎn)，由此可知(
31、 )
A.同步衛(wèi)星與量子衛(wèi)星的運(yùn)行周期之比為 B.同步衛(wèi)星與P點(diǎn)的速度之比為
C.量子衛(wèi)星與同步衛(wèi)星的速度之比為 D.量子衛(wèi)星與P點(diǎn)的速度之比為
【參考答案】D
【名師解析】 由開(kāi)普勒第三定律＝可知，＝，可知同步衛(wèi)星與量子衛(wèi)星的運(yùn)行周期之比為，選項(xiàng)A錯(cuò)誤；由于同步衛(wèi)星的周期與地球自轉(zhuǎn)周期相同，由v＝ωr＝r可得同步衛(wèi)星與P點(diǎn)的速度之比為v同∶vP＝n∶1，選項(xiàng)B錯(cuò)誤；由G＝m解得v＝，量子衛(wèi)星與同步衛(wèi)星的速度之比為＝＝，選項(xiàng)C錯(cuò)誤；量子衛(wèi)星與P點(diǎn)的速度之比為＝·＝，選項(xiàng)D正確。
6.（2019沈陽(yáng)東北育才學(xué)校模擬8）某人造地球衛(wèi)星繞地球的運(yùn)動(dòng)軌跡為橢圓，地球位
32、于橢圓的一個(gè)焦點(diǎn)上，已知衛(wèi)星在近地點(diǎn)的速率為v1、加速度大小為a1、到地心距離為r1，衛(wèi)星在遠(yuǎn)地點(diǎn)的速率為v2、加速度大小為a2、到地心距離為r2．則（ ?。?
A. a1＜a2 B. a1r1＞v12 C. .a2r2＞v22 D. v1r1=v2r2
【參考答案】CD
【名師解析】衛(wèi)星在運(yùn)行過(guò)程中，只受萬(wàn)有引力作用，由牛頓第二定律有，可得加速度，由于r1＜r2，故a1＞a2，故A錯(cuò)誤；若衛(wèi)星從近地點(diǎn)開(kāi)始做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，相當(dāng)于做向心運(yùn)動(dòng)，則軌道半徑為r1，線速度小于v1，所以有，同理若衛(wèi)星從遠(yuǎn)地點(diǎn)開(kāi)始做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，則相當(dāng)于做離心運(yùn)動(dòng)，線速度大于v2，同理有
33、，故B錯(cuò)誤，C正確；
D．在近地點(diǎn)與遠(yuǎn)地點(diǎn)選一相同的、很短的時(shí)間間隔△t，則根據(jù)開(kāi)普勒第二定律有，可得v1r1=v2r2，故D正確。
【關(guān)鍵點(diǎn)撥】。
衛(wèi)星繞地球運(yùn)動(dòng)在近地點(diǎn)和遠(yuǎn)地點(diǎn)萬(wàn)有引力與向心力不等，根據(jù)萬(wàn)有引力的大小，通過(guò)牛頓第二定律得出結(jié)論；衛(wèi)星在近地點(diǎn)做離心運(yùn)動(dòng)，需要的向心力大于提供的力，衛(wèi)星在遠(yuǎn)地點(diǎn)做向心運(yùn)動(dòng)，需要的向心力小于提供的力；根據(jù)開(kāi)普勒第二定律分析D選項(xiàng)。解決本題的關(guān)鍵知道在近地點(diǎn)和遠(yuǎn)地點(diǎn)萬(wàn)有引力不等于向心力，不能根據(jù)萬(wàn)有引力提供向心力求出，要根據(jù)軌道變換的原理進(jìn)行分析；掌握開(kāi)普勒第二定律的應(yīng)用。
【1年仿真原創(chuàng)】
1.如圖所示，A是靜止在赤道上的物體，B、C
34、是同一平面內(nèi)兩顆人造衛(wèi)星。B位于離地高度等于地球半徑的圓形軌道上，C是地球同步衛(wèi)星。則以下判斷正確的是( )
A.衛(wèi)星B的速度大小等于地球的第一宇宙速度 B.A、B的線速度大小關(guān)系為vA＞vB
C.周期大小關(guān)系為T(mén)A＝TC＞TB D.若衛(wèi)星B要靠近C所在軌道，需要先加速
【參考答案】CD
【名師解析】 第一宇宙速度為近地衛(wèi)星的環(huán)繞速度，為最大環(huán)繞速度，所以B的速度小于第一宇宙速度，故A錯(cuò)誤；A、C相比較，角速度相等，由v＝ωr，可知vA＜vC，根據(jù)衛(wèi)星的線速度公式v＝得vC＜vB，則vA＜vC＜vB，故B錯(cuò)誤；衛(wèi)星C為同步地球衛(wèi)
35、星，所以TA＝TC，再根據(jù)v＝，T＝得：衛(wèi)星的周期T＝2π，可知TC＞TB，所以TA＝TC＞TB，故C正確；衛(wèi)星要想從低軌道到達(dá)高軌道，需要加速做離心運(yùn)動(dòng)，故D正確。
2. 2019年初，《流浪地球》的熱映激起了人們對(duì)天體運(yùn)動(dòng)的廣泛關(guān)注。木星的質(zhì)量是地球的317. 89倍，已知木星的一顆衛(wèi)星甲的軌道半徑和地球的衛(wèi)星乙的軌道半徑相同，且它們均做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，則下列說(shuō)法正確的是（ ）
A．衛(wèi)星甲的周期可能大于衛(wèi)星乙的周期
B．衛(wèi)星甲的線速度可能小于衛(wèi)星乙的線速度
C．衛(wèi)星甲的向心加速度一定大于衛(wèi)星乙的向心加速度
D．衛(wèi)星甲所受的萬(wàn)有引力一定大于衛(wèi)星乙所受的萬(wàn)有引力
【參考答案】
36、C
【命題意圖】本題以熱播電影《流浪地球》切入，考查考查萬(wàn)有引力定律、牛頓運(yùn)動(dòng)定律、勻速圓周運(yùn)動(dòng)和向心力公式及其相關(guān)知識(shí)點(diǎn)。
【解題思路】由G=mr（）2可得：T=2π，由于木星質(zhì)量M大于地球質(zhì)量，所以木星的衛(wèi)星甲的周期小于地球衛(wèi)星乙的周期，選項(xiàng)A錯(cuò)誤；由G=m）2可得：v=，由于木星質(zhì)量M大于地球質(zhì)量，所以木星的衛(wèi)星甲的線速度小于地球衛(wèi)星乙的線速度，選項(xiàng)B錯(cuò)誤；由G=ma解得：a= G，由于木星質(zhì)量M大于地球質(zhì)量，所以木星的衛(wèi)星甲的向心加速度大于地球衛(wèi)星乙的向心加速度，選項(xiàng)C正確；由于題述沒(méi)有給出兩顆衛(wèi)星質(zhì)量的關(guān)系，不能確定兩顆衛(wèi)星所受萬(wàn)有引力的關(guān)系，選項(xiàng)D錯(cuò)誤。
【方法歸納】對(duì)于衛(wèi)星
37、圍繞天體運(yùn)動(dòng)問(wèn)題，一般采用萬(wàn)有引力提供向心力列方程解答。比較兩個(gè)天體的相關(guān)物理量，采用比值法解答簡(jiǎn)便。
預(yù)測(cè)考點(diǎn)二： 空間站
【2年模擬再現(xiàn)】
1．（6分）（2019陜西榆林四模）我國(guó)是少數(shù)幾個(gè)掌握飛船對(duì)接技術(shù)的國(guó)家之一，為了實(shí)現(xiàn)神舟飛船與天宮號(hào)空間站順利對(duì)接，具體操作應(yīng)為（ ?。?
A．飛船與空間站在同一軌道上且沿相反方向做圓周運(yùn)動(dòng)接觸后對(duì)接
B．空間站在前、飛船在后且兩者沿同一方向在同一軌道做圓周運(yùn)動(dòng)，在合適的位置飛船加速追上空間站后對(duì)接
C．空間站在高軌道，飛船在低軌道且兩者同向飛行，在合適的位置飛船加速追上空間站后對(duì)接
D．飛船在前、空間站在后且兩者在同一軌道同向
38、飛行，在合適的位置飛船減速然后與空間站對(duì)接
【參考答案】C
【名師解析】飛船在軌道上高速運(yùn)動(dòng)，如果在同軌道上沿相反方向運(yùn)動(dòng)，則最終會(huì)撞擊而不是成功對(duì)接，故A錯(cuò)誤；兩者在同軌道上，飛船加速后做離心運(yùn)動(dòng)，則飛船的軌道抬升，故不能采取同軌道加速對(duì)接，故B錯(cuò)誤；飛船在低軌道加速做離心運(yùn)動(dòng)，在合適的位置，飛船追上空間站實(shí)現(xiàn)對(duì)接，故C正確；兩者在同一軌道飛行時(shí)，飛船突然減速做近心運(yùn)動(dòng)，飛船的軌道高度要降低，故不可能與同軌道的空間站實(shí)現(xiàn)對(duì)接，故D錯(cuò)誤。
2. （2019遼寧沈陽(yáng)一模）“神舟十一號(hào)”飛船與“天宮二號(hào)”空間實(shí)驗(yàn)室自動(dòng)交會(huì)對(duì)接前的示意圖如圖所示，圓形軌道I為“天宮二號(hào)”運(yùn)行軌道，圓形軌道II
39、為“神舟十一號(hào)”運(yùn)行軌道。此后“神舟十一號(hào)”要進(jìn)行多次變軌，才能實(shí)現(xiàn)與“天宮二號(hào)”的交會(huì)對(duì)接，則：（ ）
A. “天宮二號(hào)”在軌道I的運(yùn)行速率大于“神舟十一號(hào)”在軌道II上運(yùn)行速率
B. “神舟十一號(hào)”由軌道II變軌到軌道I需要減速
C. “神舟十一號(hào)”為實(shí)現(xiàn)變軌需要向后噴出氣體
D. “神舟十一號(hào)”變軌后比變軌前機(jī)械能減少
【參考答案】C
【名師解析】由題可知，萬(wàn)有引力提供向心力，即，則，由于“天宮二號(hào)”的軌道半徑大，可知其速率小，則A錯(cuò)誤；“神舟十一號(hào)” 由軌道II變軌到軌道I需要加速做離心運(yùn)動(dòng)，要向后噴出氣體，速度變大，發(fā)動(dòng)機(jī)做正功，使其機(jī)械能增加，故選項(xiàng)C正確，BD
40、錯(cuò)誤。
【名師點(diǎn)睛】本題考查了萬(wàn)有引力定律的應(yīng)用，解決本題的關(guān)鍵掌握變軌的原理，以及掌握萬(wàn)有引力提供向心力這一理論，并能靈活運(yùn)用。
3．（2018江蘇淮安宿遷質(zhì)檢）2017年4月,我國(guó)第一艘貨運(yùn)飛船天舟一號(hào)順利升空，隨后與天宮二號(hào)交會(huì)對(duì)接．假設(shè)天舟一號(hào)從B點(diǎn)發(fā)射經(jīng)過(guò)橢圓軌道運(yùn)動(dòng)到天宮二號(hào)的圓軌道上完成交會(huì)，如圖所示．已知天宮二號(hào)的軌道半徑為r，天舟一號(hào)沿橢圓軌道運(yùn)動(dòng)的周期為T(mén)，A、B兩點(diǎn)分別為橢圓軌道的遠(yuǎn)地點(diǎn)和近地點(diǎn)，地球半徑為R，引力常量為G．則（ ）
A．天宮二號(hào)的運(yùn)行速度小于7.9km/s B．天舟一號(hào)的發(fā)射速度大于11.2km/s
C．根據(jù)題中信息
41、可以求出地球的質(zhì)量 D．天舟一號(hào)在A點(diǎn)的速度大于天宮二號(hào)的運(yùn)行速度
天舟一號(hào)
地球
天宮二號(hào)
A
B
【參考答案】AC
【名師解析】由G=m可得線速度與半徑的關(guān)系：v=，軌道半徑r越大，速率v越小。第一宇宙速度7.9km/s是近地面衛(wèi)星（軌道半徑等于地球半徑）的運(yùn)行速度，而天宮二號(hào)軌道半徑大于地球半徑，所以天宮二號(hào)的運(yùn)行速度小于7.9km/s，選項(xiàng)A正確；11.2km/s（第二宇宙速度）是發(fā)射脫離地球引力范圍圍繞太陽(yáng)運(yùn)動(dòng)的人造行星的速度，而天舟一號(hào)是圍繞地球運(yùn)動(dòng)的，所以天舟一號(hào)的發(fā)射速度小于11.2km/s，選項(xiàng)B錯(cuò)誤；根據(jù)題中信息可知，天舟一號(hào)沿橢圓軌道運(yùn)
42、動(dòng)的軌道半長(zhǎng)軸為a=（R+r），利用開(kāi)普勒定律：=，可得天宮二號(hào)繞地球運(yùn)動(dòng)的周期T’，再由G=mr()2，可以求出地球的質(zhì)量M，選項(xiàng)C正確；天舟一號(hào)在A點(diǎn)的速度小于天宮二號(hào)的運(yùn)行速度，選項(xiàng)D錯(cuò)誤。
【1年仿真原創(chuàng)】
1. 2017年4月，我國(guó)成功發(fā)射的天舟一號(hào)貨運(yùn)飛船與天宮二號(hào)空間實(shí)驗(yàn)室完成了首次交會(huì)對(duì)接，對(duì)接形成的組合體仍沿天宮二號(hào)原來(lái)的軌道(可視為圓軌道)運(yùn)行。與天宮二號(hào)單獨(dú)運(yùn)行時(shí)相比，組合體運(yùn)行的( )
A.周期變大 B.速率變大
C.動(dòng)能變大 D.向心加速度變大
【參考答案】C
【名師解析】 根據(jù)組合體受到的萬(wàn)有引力提供向心力可得＝ mr ＝m＝ma，解得
43、T＝，v＝，a＝，由于軌道半徑不變，所以周期、速率、加速度均不變，選項(xiàng)A、B、D錯(cuò)誤；組合體比天宮二號(hào)質(zhì)量大，動(dòng)能Ek＝mv2變大，選項(xiàng)C正確。
2． 2017年4月,我國(guó)第一艘貨運(yùn)飛船天舟一號(hào)順利升空，隨后與天宮二號(hào)交會(huì)對(duì)接．假設(shè)天舟一號(hào)從B點(diǎn)發(fā)射經(jīng)過(guò)橢圓軌道運(yùn)動(dòng)到天宮二號(hào)的圓軌道上完成交會(huì)，如圖所示．已知天宮二號(hào)的軌道半徑為r，天舟一號(hào)沿橢圓軌道運(yùn)動(dòng)的周期為T(mén)，A、B兩點(diǎn)分別為橢圓軌道的遠(yuǎn)地點(diǎn)和近地點(diǎn)，地球半徑為R，引力常量為G．則（ ）
天舟一號(hào)
地球
地球
天宮二號(hào)
A
B
A．天宮二號(hào)的運(yùn)行速度小于7.9km/s B．天舟一號(hào)的發(fā)射速度大于11
44、.2km/s
C．根據(jù)題中信息可以求出地球的質(zhì)量 D．天舟一號(hào)在A點(diǎn)的速度大于天宮二號(hào)的運(yùn)行速度
【參考答案】AC
【名師解析】由G=m可得線速度與半徑的關(guān)系：v=，軌道半徑r越大，速率v越小。第一宇宙速度7.9km/s是近地面衛(wèi)星（軌道半徑等于地球半徑）的運(yùn)行速度，而天宮二號(hào)軌道半徑大于地球半徑，所以天宮二號(hào)的運(yùn)行速度小于7.9km/s，選項(xiàng)A正確；11.2km/s（第二宇宙速度）是發(fā)射脫離地球引力范圍圍繞太陽(yáng)運(yùn)動(dòng)的人造行星的速度，而天舟一號(hào)是圍繞地球運(yùn)動(dòng)的，所以天舟一號(hào)的發(fā)射速度小于11.2km/s，選項(xiàng)B錯(cuò)誤；根據(jù)題中信息可知，天舟一號(hào)沿橢圓軌道運(yùn)動(dòng)的軌道半長(zhǎng)軸為a=（R
45、+r），利用開(kāi)普勒定律：=，可得天宮二號(hào)繞地球運(yùn)動(dòng)的周期T’，再由G=mr()2，可以求出地球的質(zhì)量M，選項(xiàng)C正確；天舟一號(hào)在A點(diǎn)的速度小于天宮二號(hào)的運(yùn)行速度，選項(xiàng)D錯(cuò)誤。
3．我國(guó)發(fā)射的“神舟十一號(hào)”飛船與“天宮二號(hào)”對(duì)接。假設(shè)“天宮二號(hào)”與“神舟十一號(hào)”都圍繞地球做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，為了實(shí)現(xiàn)飛船與空間實(shí)驗(yàn)室的對(duì)接，下列措施可行的是（ ）
A．使飛船與空間實(shí)驗(yàn)室在同一軌道上運(yùn)行，然后飛船加速追上空間實(shí)驗(yàn)室實(shí)現(xiàn)對(duì)接
B．使飛船與空間實(shí)驗(yàn)室在同一軌道上運(yùn)行，然后空間實(shí)驗(yàn)室減速等待飛船實(shí)現(xiàn)對(duì)接
C．飛船先在比空間實(shí)驗(yàn)室半徑小的軌道上加速，加速后飛船逐漸靠近空間實(shí)驗(yàn)室，兩者速度接近時(shí)實(shí)現(xiàn)對(duì)接
D．飛船先在比空間實(shí)驗(yàn)室半徑小的軌道上減速，減速后飛船逐漸靠近空間實(shí)驗(yàn)室，兩者速度接近時(shí)實(shí)現(xiàn)對(duì)接
【參考答案】C
【名師解析】為了實(shí)現(xiàn)飛船與空間實(shí)驗(yàn)室的對(duì)接，必須使飛船在較低的軌道上加速做離心運(yùn)動(dòng)，上升到空間實(shí)驗(yàn)室運(yùn)動(dòng)的軌道逐漸靠近空間實(shí)驗(yàn)室，兩者速度接近時(shí)實(shí)現(xiàn)對(duì)接，選項(xiàng)C正確ABD錯(cuò)誤。
19
備戰(zhàn)2020高考物理 3年高考2年模擬1年原創(chuàng) 專(zhuān)題5.4 衛(wèi)星的運(yùn)動(dòng)（含解析）
