2020年高考物理一轮复习考点汇总第15讲人造地球卫星宇宙速度

第十五讲人造地球卫星宇宙速度测试内容测试要求考情分析人造地球卫星A宇宙速度A★★★1.人造地球卫星的运动模型可看成是匀速圆周运动，它所需的向心力由提供．2.根据公式GMmr2＝mv2r＝mω2r＝m4π2rT2＝ma可知，同一轨道上的卫星具有相同大小的线速度、角速度、周期和加速度，人造地球卫星运动的轨道半径r越大，它运动的线速度v，角速度ω，周期T，加速度a．3.宇宙速度(1)第一宇宙速度：v＝km/s.(2)第二宇宙速度：v＝km/s.(3)第三宇宙速度：v＝km/s.4.牛顿经典理论的适用范围是，在微观、高速的范围内不能适用．1.所有人造地球卫星受到地球的引力都作为它做圆周运动的向心力，人造卫星处于完全失重状态；又因为引力是指向地心的，所以所有卫星轨道平面必定通过地心．2.对三个宇宙速度的理解：(1)第一宇宙速度的推导：由GMmR2＝mv2R可得v＝GMR，或者由mg＝mv2R可得v＝gR，R为地球半径．(2)第一宇宙速度又叫环绕速度，是发射卫星进入最低轨道所必须具有的最小地面发射速度，是卫星进入轨道正常运转的最大轨道速度．(3)第二宇宙速度又叫脱离速度，是物体挣脱地球引力束缚所需的最小的地面发射速度．(4)第三宇宙速度又叫逃逸速度，是物体挣脱太阳引力束缚所需的最小的地面发射速度．3.地球同步卫星卫星运动与地球自转同步，它有“五定”的特点，即定周期(24h)、定轨道(轨道平面一定在赤道平面内)、定高度(在地表36000km上空)、定速率(都具有相同的运行速率)和定位置(即定点在赤道上方某一处相对于地面静止)．4.在求解卫星问题中常用的一个替换关系：由GMmR2＝mg可得GM＝gR2(黄金代换式)．【例1】(2020届徐州学业水平模拟)关于第一宇宙速度，下列说法正确的是()A.是发射人造地球卫星所需的最小发射速度B.是地球圆形轨道上卫星的最小环绕速度C.是脱离地球引力的最小速度D.大小为7.9m/s笔记：【例2】(2020届无锡学业水平模拟)1977年发射升空的旅行者1号经过了41年的飞行，确认已飞出了太阳系，则旅行者1号的发射速度v0满足()A.v07.9km/sB.7.9km/sv011.2km/sC.11.2km/sv016.7km/sD.v016.7km/s笔记：【例3】(2019届宿迁学业水平模拟)2017年12月23日12时14分，我国在酒泉卫星发射中心用长征二号丁运载火箭，成功将陆地勘查卫星二号发射升空，卫星进入预定轨道(设轨道为圆形)，发射任务获得圆满成功．则()A.陆地勘查卫星二号的发射速度大于11.2km/sB.陆地勘查卫星二号的运行速度一定大于7.9km/sC.卫星进入预定轨道后，卫星内的物体处于完全失重状态D.卫星进入预定轨道后，卫星内的物体不受地球引力作用笔记：【例4】(2020届扬州学业水平模拟)如图所示，假设A、B两颗北斗导航卫星都围绕地球做匀速圆周运动，则下列说法中正确的是()A.A的运行速度小于B的运行速度B.A的运行速度大于B的运行速度C.A的运行周期大于B的运行周期D.A的运行周期等于B的运行周期笔记：【例5】(2020届扬州学业水平模拟)2018年12月27日下午，国务院新闻办公室正式发布新闻：我国自主研发的北斗三号基本系统完成建设，从今日起提供全球服务．北斗导航卫星由中轨道、高轨道和同步卫星等组成．关于同步卫星的下列说法中不正确的是()A.轨道高度一定B.运行速度大小一定C.可能经过扬州的正上方D.运行周期为24h笔记：1.(2018届盐城学业水平模拟)天宫二号和神舟十一号的组合体在393km高度绕地球运动过程中，保持不变的物理量是()A.周期B.线速度C.万有引力D.向心加速度2.(2016年江苏省普通高中学业水平测试)“天琴计划”需要从地面发射三颗卫星，若发射时要先将卫星送入绕地球的椭圆轨道．则卫星发射速度()A.等于第一宇宙速度B.等于第二宇宙速度C.介于第一宇宙速度和第二宇宙速度之间D.介于第二宇宙速度和第三宇宙速度之间3.(2019届如东中学模拟)关于行星绕太阳的运动，下列说法中正确的是()A.离太阳越近的行星公转周期越小B.所有行星都在同一椭圆轨道上绕太阳运动C.行星绕太阳运动时太阳位于行星轨道的中心处D.离太阳越近的行星公转周期越大4.(2019届盐城学业水平模拟)如图所示，图中v1、v2和v3分别为第一、第二和第三宇宙速度．三个飞行器a、b、c分别以第一、第二和第三宇宙速度从地面上发射．三个飞行器中能够克服地球的引力，永远离开地球的是()A.只有aB.只有bC.只有cD.b和c(第4题)(第5题)(第6题)5.(2015年江苏省普通高中学业水平测试)如图所示，在地面上发射一个飞行器，进入近地圆轨道Ⅰ并绕地球运行，其发射速度v应满足()A.v＜7.9km/sB.v＝7.9km/sC.v＝11.2km/sD.v＞11.2km/s6.(2019届徐州学业水平模拟)牛顿曾经设想把物体从高山上水平抛出，如果速度一次比一次大，落点也就一次比一次更远，如果速度达到足够大的v，物体就能不再落回地面，将绕地球运动而成为人造地球卫星．则这个足够大的速度v满足()A.v＝7.9km/sB.v7.9km/sC.v＝11.2km/sD.v11.2km/s7.如图所示是某同学对嫦娥二号探月卫星绕月运行的可能轨道的猜想，其中不可能实现的是()ABCD8.(2019届扬州学业水平模拟)北斗卫星导航系统是我国自行研制开发的区域性三维卫星定位与通信系统(CNSS)，2020年建成后将实现全球服务，该系统包括5颗同步卫星和30颗一般轨道卫星.关于这些卫星，下列说法中正确的是()A.5颗同步卫星的轨道半径可以不同B.导航系统所有卫星的运行速度一定大于第一宇宙速度C.5颗同步卫星的运行轨道必定在同一平面内D.导航系统所有卫星中，运行轨道半径越大的，周期越小9.(2019届南京学业水平模拟)下列关于地球同步卫星的说法中正确的是()A.加速度为9.8m/s2B.速度为7.9km/sC.周期等于地球自转周期D.轨道是围绕地球的任意圆10.(2018届扬州学业水平模拟)关于在轨运行的天宫二号，下列说法中正确的是()A.天宫二号的运行速度一定大于7.9km/sB.天宫二号的运行速度一定大于7.9km/s且小于11.2km/sC.天宫二号运行时，其处于失重状态D.天宫二号运行时，其处于平衡状态11.(2019届南通学业水平模拟)两颗中子星A、B分别以半径rA、rB(rArB)绕点O转动，角速度相同，周期分别为TA、TB，线速度大小分别为vA、vB.则()A.TATBB.TATBC.vAvBD.vAvB12.2008年9月27日16时41分00秒，我国航天员翟志刚打开神舟七号载人飞船轨道舱舱门，首度实施空间出舱活动，茫茫太空第一次留下中国人的足迹．如果轨道舱按半径为r的圆形轨道运行，引力常量为G，地球质量为M，那么运行速度为()A.GMrB.GMr2C.GMr3D.GMr第十五讲人造地球卫星宇宙速度【知识扫描】1.万有引力2.越小越小越大越小3.(1)7.9(2)11.2(3)16.74.宏观、低速的状态【典例透析】【例1】A解析：第一宇宙速度为7.9km/s，是最小发射速度，是地球圆形轨道上卫星的最大环绕速度，11.2km/s是脱离地球引力的最小发射速度．【例2】D解析：脱离太阳系的最小发射速度为第三宇宙速度．【例3】C解析：陆地勘查卫星二号的发射速度大于11.2km/s，会脱离地球引力的束缚，A错误；陆地勘查卫星二号的运行速度不一定大于7.9km/s，B错误；卫星进入预定轨道后，卫星内的物体处于完全失重状态，C正确；卫星进入预定轨道后，卫星内的物体仍受地球引力作用．【例4】B解析：根据公式Gr2Mm＝mrv2＝mrω2＝mrT2π＝ma，可得v＝rGM，所以A的运行速度大于B的运行速度，故B正确；根据T＝GM4π2r3判断A的运行周期小于B的运行周期，C、D错误．【例5】C解析：同步卫星的轨道高度一定，运行速度大小一定，运行周期为24h，一定在赤道轨道上方，所以C错误，故选C.【冲关集训】1.A2.C3.A4.D5.B6.A7.A8.C9.C10.C11.C12.D