【備戰(zhàn)2013】高考物理 模擬題分類解析 專題14 衛(wèi)星的發(fā)射及運行

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1、 專題14 衛(wèi)星的發(fā)射及運行 一、2012高考題 1.（2012·四川理綜）今年4月30日，西昌衛(wèi)星發(fā)射中心的中圓軌道衛(wèi)星，其軌道半徑為2.8×107m。它與另一顆同質(zhì)量的同步軌道衛(wèi)星（軌道半徑為4.2×107m）相比 A. 向心力較小 B.動能較大 B. C.發(fā)射速度都是第一宇宙速度 D.角速度較小 2．（2012·福建理綜）一衛(wèi)星繞某一行星表面附近做勻速圓周運動，其線速度大小為v。假設(shè)宇航員在該行星表面上用彈簧測力計測量一質(zhì)量為m的物體重力，物體靜止時，彈簧測力計的示數(shù)為N，已知引力常量為G,，則這顆行星的質(zhì)量為

2、 A．mv2/GN B．mv4/GN． C． Nv2/Gm． D．Nv4/Gm. 3. (2012·天津理綜)一人造地球衛(wèi)星繞地球做勻速圓周運動，假如該衛(wèi)星變軌后仍做勻速圓周運動，動能減小為原來的1/4，不考慮衛(wèi)星質(zhì)量的變化，則變軌前后衛(wèi)星的 A．向心加速度大小之比為4∶1 B．角速度大小之比為2∶1 C．周期之比為1∶8 D．軌道半徑之比為1∶2 4. （2012·北京理綜）關(guān)于環(huán)繞地球運動的衛(wèi)星，下列說法正確的是 A.分別沿圓軌道和橢圓軌道運行的兩顆衛(wèi)星，不可能具有相同的周期 B.沿橢圓軌道運行的一顆衛(wèi)

3、星，在軌道不同位置可能具有相同的速率 C.在赤道上空運行的兩顆地球同步衛(wèi)星，.它們的軌道半徑有可能不同 D.沿不同軌道經(jīng)過北京上空的兩顆衛(wèi)星，它們的軌道平面一定會重合 5.（B組）（2012·上海物理）人造地球衛(wèi)星做半徑為r，線速度大小為v的勻速圓周運動。當其角速度變?yōu)樵瓉淼谋逗螅\動半徑為____________，線速度大小為_______。 【答案】：2r v/2 【解析】：由G=mω2r，解得ω2= G。當其角速度變?yōu)樵瓉淼谋逗?，運動半徑變?yōu)樵瓉淼?倍，即運動半徑為2r。由v=ωr，可得線速度大小為v’=ω·2r=v/2。 【考點定位】此題考查萬有引力定律、角速度公式及其

4、相關(guān)知識。 6. （2012·海南物理）地球同步衛(wèi)星到地心的距離r可用地球質(zhì)量M、地球自轉(zhuǎn)周期T與引力常量G表示為r= 。 二、2012模擬題 1．（2012年3月陜西寶雞第二次質(zhì)檢）2011年12月27日，我國正式宣布北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)試運行啟動，標志著我國自主衛(wèi)星導(dǎo)航產(chǎn)業(yè)發(fā)展進入了嶄新的發(fā)展階段，發(fā)射北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)中的同步衛(wèi)星，一般都要采用變軌道發(fā)射的方法：衛(wèi)星首先進入停泊軌道（圓形軌道），當衛(wèi)星穿過赤道平面A時點火，衛(wèi)星進入轉(zhuǎn)移軌道（橢圓軌道），當衛(wèi)星達到遠地點B時再次點火，進入靜止軌道（同步軌道）．則下列說法正確的是 A．變軌前后衛(wèi)星的機械能相等 B．

5、衛(wèi)星在同步軌道運行的周期比地球的自轉(zhuǎn)周期小 C．衛(wèi)星在同步軌道運行的速度比在圓形軌道時大 D．同步衛(wèi)星的角速度與靜止在赤道上物體的角速度大小相同 2. （2012年3月山東煙臺一模）2012年2月25日0時12分,西昌衛(wèi)星發(fā)射中心用“長征三號丙”運載火箭，成功將第11顆北斗導(dǎo)航衛(wèi)星送入了太空預(yù)定軌道. 這是一顆地球同步衛(wèi)星, 若衛(wèi)星離地心距離為r，運行速率為v1，加速度為a1，地球赤道上的物體隨地球自轉(zhuǎn)的向心加速度為a2，第一宇宙速度為v2,，地球半徑為R，則 A． ＝ B．= C．= D．＝ 3．（2012年3月東北四校一模）北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)是中國正

6、在實施的自主研發(fā)、獨立運行的全球衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)，我國預(yù)計在2015年建成由30多顆衛(wèi)星組成的“北斗二號”衛(wèi)星導(dǎo)航定位系統(tǒng)，此系統(tǒng)由中軌道（離地最近）、高軌道和同步軌道（離地最遠）衛(wèi)星等組成。現(xiàn)在正在服役的“北斗一號”衛(wèi)星定位系統(tǒng)的三顆衛(wèi)星都定位在距地面36000km的地球同步軌道上，而美國的GPS由24顆衛(wèi)星組成，這些衛(wèi)星距地面的高度均為20000km。設(shè)衛(wèi)星繞地球都做勻速圓周運動，則下列說法中正確的是 A．“北斗一號”系統(tǒng)中的三顆衛(wèi)星的質(zhì)量一定相等 B．“北斗二號”中的低軌道衛(wèi)星的線速度大于高軌道衛(wèi)星的線速度 C．“北斗一號”的衛(wèi)星比GPS的衛(wèi)星周期長 D．若周期為8h的中軌道

7、衛(wèi)星某時刻在某同步衛(wèi)星的正下方，則經(jīng)過24h仍在該同步衛(wèi)星的正下方 中軌道衛(wèi)星剛好運行3周，同步衛(wèi)星運行一周，仍在該同步衛(wèi)星的正下方，選項D正確。 4．（2012年3月山東濰坊模擬）a是放在地球赤道上的物體，b是近地衛(wèi)星，c是地球同步衛(wèi)星，a、b、c在同一平面內(nèi)繞地心做逆時針方向的圓周運動，某時刻，它們運行通過地心的同一直線上，如圖甲所示．一段時間后．它們的位置可能是圖乙中的 5．（2012年3月安徽省“江南十?！备呷?lián)考）“嫦娥一號”和“嫦娥二號”繞月飛行器的運行軌道可近似為圓形軌道，距月球表面高度分別為 和，運動周期分別為和。已知月球半徑為，則和的比值為 （ ）

8、 A． B． C． D． 6．（2012年3月江蘇三校聯(lián)考）已知地球質(zhì)量為M，半徑為R，自轉(zhuǎn)周期為T，地球同步衛(wèi)星質(zhì)量為m，引力常量為G。有關(guān)同步衛(wèi)星，下列表述正確的是 A．衛(wèi)星距離地面的高度為 B．衛(wèi)星的運行速度小于第一宇宙速度 C．衛(wèi)星運行時受到的向心力大小為 D．衛(wèi)星運行的向心加速度小于地球表面的重力加速度 7．（2012年3月江西南昌一模）神舟八號飛船繞地球做勻速圓周運動時，飛行軌道在地球表面的投影如圖所示，圖中標明了飛船相繼飛臨赤道上空所對應(yīng)的地面的經(jīng)度。設(shè)神舟八號飛船繞地球飛行的軌道半徑為r1，地球同步衛(wèi)星飛行軌道半徑為r2.則r∶r等于

9、A．1∶24　　　　　B．1∶156　　　　　 C．1∶256　　　　　D．1∶210 8. （2012年3月山東威海一模）假設(shè)月亮和同步衛(wèi)星都是繞地心做勻速圓周運動的，下列說法正確的是 A.同步衛(wèi)星的線速度大于月亮的線速度 B.同步衛(wèi)星的角速度大于月亮的角速度 C.同步衛(wèi)星的向心加速度大于月亮的向心加速度 D.同步衛(wèi)星的軌道半徑大于月亮的軌道半徑 .答案：ABC解析：同步衛(wèi)星的線速度大于月亮的線速度，選項A正確，同步衛(wèi)星的角速度大于月亮的角速度，選項B正確；同步衛(wèi)星的向心加速度大于月亮的向心加速度，選項C正確；同步衛(wèi)星的軌道半徑小于月亮的軌道半徑，選項D錯誤。 9．(2012

10、年5月山東省濟寧市二模)2012年2月25日，我國成功地將第十一顆北斗導(dǎo)航衛(wèi)星送入太空預(yù)定軌道一地球靜止軌道，使之成為地球同步衛(wèi)星。關(guān)于該衛(wèi)星，下列說法正確的是 A．相對于地面靜止，離地面高度為在R～4 R(R為地球半徑)之間的任意值 B．運行速度大于7.9km/s C．角速度大于靜止在地球赤道上物體的角速度 D．向心加速度大于靜止在地球赤道上物體的向心加速度 10.（2012年5月江蘇省蘇北四市聯(lián)考）我國正在建設(shè)中的“北斗”衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)將由5顆地球同步衛(wèi)星和20可非同步衛(wèi)星組成。已知兩顆同步軌道衛(wèi)星A、B分別定點于赤道上東經(jīng)80°和140°的上空，軌道半徑為r。則關(guān)于A、B兩顆

11、衛(wèi)星，下列說法正確的是 A．兩衛(wèi)星內(nèi)的物體都處于平衡狀態(tài) B．兩衛(wèi)星運行的線速度相同 C．這兩顆衛(wèi)星的信號可覆蓋整個地球表面 D．兩衛(wèi)星的間距是固定的，大小為r 11．（2012年5月湖北黃岡三模）2012年4月30日4時50分，我國在西昌衛(wèi)星發(fā)射中心用“長征三號乙”運載火箭，成功發(fā)射兩顆北斗導(dǎo)航衛(wèi)星。這是我國首次采用“一箭雙星”方式發(fā)射兩顆地球中高軌道衛(wèi)星。北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)由靜止軌道衛(wèi)星（同步衛(wèi)星）和中軌道衛(wèi)星組成，中軌道衛(wèi)星平均分布在傾角55°的三個平面上，軌道高度約21500km，靜止軌道衛(wèi)星的高度約為36000km。下列說法中正確的是（ ） A．在靜止軌道上，衛(wèi)

12、星的質(zhì)量越大其運行周期越小 B．靜止軌道衛(wèi)星的線速度小于中軌道衛(wèi)星的線速度 C．中軌道衛(wèi)星的周期一定大于24h D．中軌道衛(wèi)星的線速度可能大于7.9km/s 12．（2012年5月湖北武漢沖刺訓(xùn)練）假設(shè)有一載人宇宙飛船在距地面高度為4200km的赤道上空繞地球做勻速圓周運動，地球半徑約為6400km，地球同步衛(wèi)星距地面高度為36000km，宇宙飛船和地球同步衛(wèi)星繞地球同向運動。每當二者相距最近時，宇宙飛船就向同步衛(wèi)星發(fā)射信號，然后再由同步衛(wèi)星將信號發(fā)送到地面接收站。某時刻二者相距最遠，從此刻開始，在一晝夜的時間內(nèi)，接收站共接收到信號的次數(shù)為 A．4次 B．6次

13、 C．7次 D．8次 O 13．（2012上海徐匯期末）如圖所示，兩個衛(wèi)星繞著同一行星做勻速圓周運動，軌道半徑分別為R1和R2，R1＞R2，兩衛(wèi)星的線速度分別為v1和v2，角速度分別為w1和w2，周期分別為T1和T2，則（ ） （A）v2＞v1，w2＞w1，T2＜T1 （B）v2＜v1，w2＞w1，T2＞T1 （C）v2＞v1，w2＜w1，T2＞T1 （D）v2＜v1，w2＜w1，T2＜T1 14．（2012江蘇四市聯(lián)考）美國宇航局2011年12月5日宣布，他們發(fā)現(xiàn)了太陽系外第一顆類似地球的、可適合居住的行星—“開普勒-22b”，它每290天環(huán)繞

14、著一顆類似于太陽的恒星運轉(zhuǎn)一周，距離地球約600光年，體積是地球的2.4倍。已知萬有引力常量和地球表面的重力加速度。根據(jù)以上信息，下列推理中正確的是 A．若能觀測到該行星的軌道半徑，可求出該行星所受的萬有引力 B．若已知該行星的密度和半徑，可求出該行星的軌道半徑 C．根據(jù)地球的公轉(zhuǎn)周期與軌道半徑，可求出該行星的軌道半徑 D．若該行星的密度與地球的密度相等，可求出該行星表面的重力加速度 15．（2012湖南2月聯(lián)考）有密度相同的兩顆行星A和B，已知A星的表面重力加速度是B星表面重力加速度的2倍（忽略行星自轉(zhuǎn)的影響），則下列說法正確的是 （ ） A．兩行星A、B的質(zhì)

15、量之比為8∶1 B．兩行星A、B的半徑之比為2∶1 C．兩行星A、B的第一宇宙速度之比為1∶2 D．兩行星A、B的第一宇宙速度之比為2∶1 15．答案：ABD 解析：根據(jù)兩星密度相同有，根據(jù)兩星重力加速度的關(guān)系有，得，，AB正確；由第一宇宙速度得，D項正確。 16．（浙江省2012年2月四校聯(lián)考）2012年初，我國宣布北斗導(dǎo)航系統(tǒng)正式商業(yè)運行。北斗導(dǎo)航系統(tǒng)又被稱為“雙星定位系統(tǒng)”，具有導(dǎo)航、定位等功能?！氨倍贰毕到y(tǒng)中兩顆工作星均繞地心O做勻速圓周運動，軌道半徑為r，某時刻兩顆工作衛(wèi)星分別位于軌道上的A、B兩位置（如圖所示）．若衛(wèi)星均順時針運行，地球表面處的重力加速度為g，地球半

16、徑為R，不計衛(wèi)星間的相互作用力．則以下判斷中正確的是： 17．（2012年2月深圳第一次調(diào)研）在地球的圓形同步軌道上有某一衛(wèi)星正在運行，則下列說法正確的是 A．衛(wèi)星的重力小于在地球表面時受到的重力 B．衛(wèi)星處于完全失重狀態(tài)，所受重力為零 C．衛(wèi)星離地面的高度是一個定值 D．衛(wèi)星相對地面靜止，處于平衡狀態(tài) 18.（2012年2月福建晉江四校第二次聯(lián)考）2009年2月11日，俄羅斯的“宇宙-2251”衛(wèi)星和美國的“銥-33”衛(wèi)星在西伯利亞上空約805 km處發(fā)生碰撞。這是歷史上首次發(fā)生的完整在軌衛(wèi)星碰撞事件。碰撞過程中產(chǎn)生的大量碎片可能會影響太空環(huán)境。假定有質(zhì)量相等的甲、乙兩塊碎片，繞

17、地球運動的軌道都是圓，甲的運行速率比乙的大，則下列說法中正確的是（ ） A．甲的運行周期一定比乙的短 B．甲距地面的高度一定比乙的高 C． 甲的向心力一定比乙的小 D． D．甲的角速度一定比乙的小 P 2 1 19．（2012年2月洛陽五校聯(lián)考）北京時間9月26日凌晨4時03分，神舟七號飛船成功變軌，由入軌時的橢圓軌道1進入距地球表面約343公里的近圓軌道2。如圖所示，若兩軌道相切于P點，在橢圓軌道1上經(jīng)過P點時，神州七號飛船的速度為，加速度為，周期為；在近圓軌道2上經(jīng)過P點時，神州七號飛船的速度為，加速度為，周期為，則下列說

18、法正確的是（ ） A．由軌道1變軌為軌道2，神州七號飛船在經(jīng)過P時向運動方向噴氣 B． C． D． 19．答案：BD解析：考查萬有引力定律及其應(yīng)用。由橢圓軌道1變軌為近圓軌道2，神州七號飛船在經(jīng)過遠地點P時需要加速，故需要向運動的反方向噴氣，選項A錯誤，選項B正確。由于經(jīng)過P點時，由萬有引力提供加速度， 20. （ 2012年2月山西四校聯(lián)考） 2011年11月29日我國在西昌衛(wèi)星發(fā)射中心用“長征三號甲”運載火箭，成功將第9顆北斗導(dǎo)航衛(wèi)星送入太空軌道．“北斗”衛(wèi)星導(dǎo)航定位系統(tǒng)將由5顆靜止軌道衛(wèi)星（同步衛(wèi)星）和30顆非靜止軌道衛(wèi)星組成，30顆非靜止軌

19、道衛(wèi)星中有27顆是中軌道衛(wèi)星，中軌道衛(wèi)星平均分布在傾角55度的三個平面上，軌道高度約21500公里，靜止軌道衛(wèi)星的高度約為36000公里，地球半徑約為6400公里．已知≈0.53，下列關(guān)于北斗導(dǎo)航衛(wèi)星的說法正確的是: A．靜止軌道衛(wèi)星的向心加速度比中軌道衛(wèi)星向心加速度大 B．靜止軌道衛(wèi)星和中軌道衛(wèi)星的線速度均大于地球的第一宇宙速度 C．中軌道衛(wèi)星的周期約為12.7h D．地球赤道上隨地球自轉(zhuǎn)物體的向心加速度比靜止軌道衛(wèi)星向心加速度小 21.（8分）（2012江西三校聯(lián)考）2011年7月11日23時41分，我國在西昌衛(wèi)星發(fā)射中心用長征三號丙運載火箭，成功將“天鏈一號02星”送入太空

20、.火箭飛行約26分鐘后，西安衛(wèi)星測控中心傳來的數(shù)據(jù)表明，星箭分離，衛(wèi)星成功進入地球同步轉(zhuǎn)移軌道.“天鏈一號02星”是我國第二顆地球同步軌道數(shù)據(jù)中繼衛(wèi)星，又稱跟蹤和數(shù)據(jù)中繼衛(wèi)星，由中國航天科技集團公司所屬中國空間技術(shù)研究院為主研制.中繼衛(wèi)星被譽為“衛(wèi)星的衛(wèi)星”，是航天器太空運行的數(shù)據(jù)“中轉(zhuǎn)站”，用于轉(zhuǎn)發(fā)地球站對中低軌道航天器的跟蹤測控信號和中繼航天器發(fā)回地面的信息的地球靜止通信衛(wèi)星. (1)已知地球半徑R=6400km，地球表面的重力加速度g=10m/s2，地球自轉(zhuǎn)周期T =24 h，=0.7，請你估算“天鏈一號02星”的軌道半徑為多少？（結(jié)果保留一位有效數(shù)字） (2)某次有一個赤道地面基站發(fā)送一個無線電波信號，需要位于赤道地面基站正上方的“天鏈一號02星”把該信號轉(zhuǎn)發(fā)到同軌道的一個航天器，如果航天器與“天鏈一號02 星” 處于同軌道最遠可通信距離的情況下，航天器接收到赤道地面基站的無線電波信號的時間 是多少？已知地球半徑為R，地球同步衛(wèi)星軌道半徑為r，無線電波的傳播速度為光速c. 13