备战2021届浙江新高考物理一轮复习汇编考点13 天体运动及人造卫星.doc

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1、考点１３天体运动及人造卫星专题知识内容考试要求必考加试天体运动及人造卫星宇宙航行c经典力学的局限性a1.命题规律近几年高考对本章内容主要考查了万有引力定律及其应用、人造卫星及天体运动问题，难度中等，题型通常为选择题。2.考查热点突出物理与现代科技，特别是与现代航天技术的联系会更加密切，与牛顿运动定律、机械能守恒等内容结合命题的可能性也较大。考向一宇宙速度的理解与计算(2019·北京卷，18)2019年5月17日，我国成功发射第45颗北斗导航卫星，该卫星属于地球静止轨道卫星(同步卫星)。该卫星(　　)A.入轨后可以位于北京正上方B.入轨后的速度大于第一宇宙速度C.发射

2、速度大于第二宇宙速度D.若发射到近地圆轨道所需能量较少【参考答案】D【详细解析】同步卫星只能位于赤道正上方，A错误；由＝知，卫星的轨道半径越大，环绕速度越小，因此入轨后的速度小于第一宇宙速度(近地卫星的环绕速度)，B错误；同步卫星的发射速度大于第一宇宙速度、小于第二宇宙速度，C错误；若该卫星发射到近地圆轨道，所需发射速度较小，所需能量较少，D正确。【名师点睛】处理同步卫星问题要两记“一记”①不快不慢：具有特定的运行线速度、特定的角速度和特定的周期．②不高不低：具有特定的位置高度和轨道半径．③不偏不倚：同步卫星的运行轨道平面必须处于地球赤道平面上，轨道中心与地心重合，

3、只能“静止”在赤道上方的特定的点上．“二记”①地球的公转周期为1年，其自转周期为1天(24小时)，地球的表面半径约为6.4×103km，表面重力加速度g＝9.8m/s2.②月球的公转周期为1月(约27.3天，在一般估算中常取27天)．③人造地球卫星的运行半径最小为r＝6.4×103km，运行周期最小为T＝84.8min，运行速度最大为v＝7.9km/s.1．(2019·天津卷，1)2018年12月8日，肩负着亿万中华儿女探月飞天梦想的嫦娥四号探测器成功发射，“实现人类航天器首次在月球背面巡视探测，率先在月背刻上了中国足迹”。已知月球的质量为M、半径为R，探测器的质量

4、为m，引力常量为G，嫦娥四号探测器围绕月球做半径为r的匀速圆周运动时，探测器的(　　)A.周期为B.动能为C.角速度为D.向心加速度为【答案】A【解析】探测器绕月运动由万有引力提供向心力，对探测器，由牛顿第二定律得，G＝mr，解得周期T＝，A正确；由G＝m知，动能Ek＝mv2＝，B错误；由G＝mrω2得，角速度ω＝，C错误；由G＝ma得，向心加速度a＝，D错误。考向二卫星运行参量的分析与比较1．(2019·全国Ⅲ卷，15)金星、地球和火星绕太阳的公转均可视为匀速圆周运动，它们的向心加速度大小分别为a金、a地、a火，它们沿轨道运行的速率分别为v金、v地、v火。已知它们

5、的轨道半径R金＜R地＜R火，由此可以判定(　　)A.a金＞a地＞a火B.a火＞a地＞a金C.v地＞v火＞v金D.v火＞v地＞v金【参考答案】A【详细解析】行星绕太阳做匀速圆周运动，由牛顿第二定律和圆周运动知识可知G＝ma，得向心加速度a＝由G＝m，得速度v＝，由于R金＜R地＜R火所以a金＞a地＞a火，v金＞v地＞v火，选项A正确。【名师点睛】用好“二级结论”，速解参量比较问题“二级结论”有：(1)向心加速度a∝，r越大，a越小；(2)线速度v∝，r越大，v越小，r＝R时的v即第一宇宙速度(绕行天体在圆轨道上最大的线速度，发射卫星时的最小发射速度)；(3)角速度ω∝，

6、r越大，ω越小；(4)周期T∝，r越大，T越大．即“高轨低速周期长，低轨高速周期短”．1．若有一颗“宜居”行星，其质量为地球的p倍，半径为地球的q倍，则该行星卫星的环绕速度是地球卫星环绕速度的(　　)A.倍B．倍C.倍D．倍【答案】C.【解析】卫星绕中心天体做匀速圆周运动时，万有引力充当向心力，即G＝m，得v＝，可见环绕速度与中心天体质量与半径比值的平方根成正比，题述行星卫星的环绕速度是地球卫星环绕速度的倍，C项正确．2．(2014·天津理综·3)研究表明，地球自转在逐渐变慢，3亿年前地球自转的周期约为22小时.假设这种趋势会持续下去，地球的其他条件都不变，未来人类

7、发射的地球同步卫星与现在的相比(　　)A.距地面的高度变大B.向心加速度变大C.线速度变大D.角速度变大【答案】A【解析】地球自转的周期变大，则地球同步卫星的公转周期变大.由＝m(R＋h)，得h＝－R，T变大，h变大，A正确.由＝ma，得a＝，r增大，a减小，B错误.由＝，得v＝，r增大，v减小，C错误考向三卫星变轨问题分析(多选)发射地球同步卫星时，先将卫星发射至近地圆轨道1，然后经点火，使其沿椭圆轨道2运行，最后再次点火，将卫星送入同步圆轨道3，轨道1和2相切于Q点，轨道2和3相切于P点，设卫星在1轨道和3轨道正常运行的速度和加速度分别为v1、v3和a1、a