高中物理知识点大全《人造卫星与飞船》高频试题巩固（2017年最新版） - 高考物理题库

1、填空题（4分）（2011?海南）2011年4月10日，我国成功发射第8颗北斗导航卫星，建成以后北斗导航卫星系统将包含多颗地球同步卫星，这有助于减少我国对GPS导航系统的依赖，GPS由运行周期为12小时的卫星群组成，设北斗星的同步卫星和GPS导航的轨道半径分别为R1和R2，向心加速度分别为a1和a2，则R1：R2= a1：a2= ．（可用根式表示）

参考答案：，

本题解析：该题从这两种卫星的周期和向心力公式的两种表达式上入手．找出半径与周期关系表达式和加速度与半径关系表达式，从而求出R1：R2和a1：a2的值．
解：设地球同步卫星的周期为T1，GPS卫星的周期为T2，由题意有：

由万有引力定律的公式和向心的公式有：

由以上两式可得：

因而：

故答案为：，
点评：此题要了解地球同步卫星是相对地球静止的卫星，同步卫星只能是发射到赤道上空特定的高度，以特定的速度沿地球自转的方向绕地球转动．转动的周期和角速度与地球自转的周期和角速度一致，转动周期为24h．
该题还考察到了万有引力定律及其应用，对于万有引力定律及其应用，关键是熟练的掌握公式的应用．

本题难度：一般

2、选择题我国在轨运行的气象卫星有两类，一类是极地轨道卫星—风云1号，绕地球做匀速圆周运动的周期为12h，另一类是地球同步轨道卫星—风云2号，运行周期为24 h。下列说法正确的是

A．风云1号的线速度大于风云2号的线速度
B．风云1号的向心加速度大于风云2号的向心加速度
C．风云1号的发射速度大于风云2号的发射速度
D．风云1号、风云2号相对地面均静止

参考答案：AB

本题解析：卫星绕地球圆周运动有：可知，风云一号卫星周期和半径均小于风云二号卫星的周期和半径．根据万有引力提供圆周运动向心力有卫星的线速度，所以风云一号卫星的半径小，线速度大，故A正确；根据万有引力提供圆周运动向心力有卫星的向心加速度，风云一号的半径小，向心加速度大于风云二号卫星的向心加速度，故B正确；向高轨道上发射卫星需要克服地球引力做更多的功，故向高轨道上发射卫星需要更大的发射速度，故C错误；风云2号是同步卫星，相对地面静止，而风云1号不是同步卫星，相对地面是运动的，故D错误．
考点：考查了万有引力定律的应用

本题难度：一般

3、选择题（2014?盐城三模）马航客机失联牵动全世界人的心，现初步确定失事地点位于南纬31°52′东经115°52′的澳大利亚西南城市珀斯附近的海域，有一颗绕地球做匀速圆周运动的卫星，每天上午同一时刻在该区域的正上方海面照像，则（）
A．该卫星可能是通过地球两极上方的轨道
B．该卫星平面可能与南纬31°52′所确定的平面共面
C．该卫星平面一定与东经115°52′所确定的平面共面
D．地球自转周期一定是该卫星运行周期的整数倍

参考答案：AD

本题解析：卫星绕地球做圆周运动，万有引力提供圆周运动向心力，故卫星轨道平面必与地心共面，且地心为轨道圆心，据此分析即可．
解：A、卫星绕地球做匀速圆周运动，万有引力提供圆周运动向心力，故地心必在轨道平面内，故该卫星的轨道可能通过两极的上方，故A正确；
B、若卫星平面与南纬31°52′所确定的平面共面，则地心不在轨道平面内，万有引力指向地心，故不能满足万有引力提供圆周运动向心力的要求，故B错误；
C、由于地球自转作用，该卫星平面一定与东经115°52′所确定的平面不共面，故C错误；
D、由于卫星每天上午同一时刻在该区域的正上方海面照像，故知地球自转一周，则该卫星绕地球做圆周运动N周，即地球自转周期一定是该卫星运行周期的整数倍，故D正确；
故选：AD．
点评：解决本题的关键是抓住卫星绕地球做圆周运动万有引力提供圆周运动向心力，由于卫星所受万有引力指向地心，故卫星所在轨道平面与地心共面，且地心为轨道的圆心，据此才能正确分析得出结论．

本题难度：一般

4、计算题我国月球探测计划“嫦娥工程”已经启动，科学家对月球的探索会越来越深入。
（1）若已知地球半径为R，地球表面的重力加速度为g，月球绕地球运动的周期为T，月球绕地球的运动近似看做匀速圆周运动，试求出月球绕地球运动的轨道半径；
（2）若宇航员随登月飞船登陆月球后，在月球表面高度为h的某处以速度v0水平抛出一个小球，小球飞出的水平距离为x。已知月球半径为R月，引力常量为G，试求出月球的质量M月。

参考答案：（1）（2）

本题解析：（1）设地球质量为M，月球质量为M月，根据万有引力定律及向心力公式得：
.............①
.........②
解得：...... ③
（2）设月球表面处的重力加速度为g月，小球飞行时间为t, 根据题意
....... ④
........... ⑤
.......... ⑥
解得：......... ⑦
考点：万有引力定律的应用.