《专练07 人造地球卫星》通关检测1．关于地球同步卫星的说法正确的是A．所有地球同步卫星一定在赤道上空B．不同的地球同步卫星，离地高度不同C．不同的地球同步卫星的向心加速度大小不相等D．所有地球同步卫星受到的向心力大小一定相等【答案】A【解析】球同步卫星一定位于赤道上方，周期一定，离地面高度一定，向心加速度大小一定，选项A正确，选项B、C均错误；，不同的卫星质量不同，其向心力也不同，选项D错误2．关于环绕地球运转的人造地球卫星，下列说法中正确的是A．轨道半径越大，速度越小，周期越长B．轨道半径越大，速度越大，周期越短C．轨道半径越大，速度越大，周期越长D．轨道半径越小，速度越小，周期越长【答案】A【解析】地球对人造卫星的引力提供卫星所需要的向心力，由，知，当r增大时，v减小，选项B、C均错误；，当r增大时，T增大，选项A正确，选项D错误3．当人造地球卫星已进入预定轨道后，下列说法中正确的是A．卫星及卫星内的任何物体均不受重力作用B．卫星及卫星内的任何物体仍受重力作用，并可用弹簧测力计直接称出物体所受重力的大小C．如果卫星自然破裂成质量不相等的两块，则这两块仍按原来的轨道和周期运行D．如果在卫星内将一个物体自由释放，则卫星内观察者将可以看到物体做自由落体运动【答案】C4．（多选）甲、乙为两颗地球卫星，其中甲为地球同步卫星，乙的运行高度低于甲的运行高度，两卫星轨道均可视为圆轨道。
以下判断正确的是A．甲的周期大于乙的周期 B．乙的速度大于第一宇宙速度C．甲的加速度小于乙的加速度 D．甲在运行时能经过北极的正上方【答案】AC【解析】卫星围绕地球做圆周运动时，由万有引力提供向心力，即，得，，由题可知r甲>r乙，所以a甲T乙，选项A、C正确；第一宇宙速度等于近地卫星的绕行速度，也是最大的绕行速度，选项B错误；同步卫星的轨道平面在赤道的正上方，不可能经过北极正上方，选项D错误5．登上火星是人类的梦想嫦娥之父”欧阳自远透露：中国计划于2020年登陆火星地球和火星公转视为匀速圆周运动，忽略行星自转影响根据下表，火星和地球相比行星半径/m质量/kg轨道半径/m地球6.4×1066.0×10241.5×1011火星3.4×1066.4×10232.3×1011A.火星的公转周期较小 B．火星做圆周运动的加速度较小C．火星表面的重力加速度较大 D．火星的第一宇宙速度较大【答案】B6．（多选）同步卫星离地心的距离为r，运行速率为v1，向心加速度为a1，地球赤道上的物体随地球自转的向心加速度为a2，第一宇宙速度为v2，地球的半径为R，则下列比值正确的是A. B. C. D. 【答案】AD【解析】由于同步卫星与赤道上物体的角速度相等，由a＝rω2得，选项A正确，选项B错误；由，得，故，选项D正确，选项C错误。
7．（多选）如图所示，A为静止于地球赤道上的物体，B为绕地球做椭圆轨道运行的卫星，C为绕地球做圆周运动的卫星，P为B、C两卫星轨道的交点已知A、B、C绕地心运动的周期相同，相对于地心，下列说法中正确的是A．物体A和卫星C具有相同大小的加速度B．卫星C的运行速度大于物体A的速度C．可能出现在每天的某一时刻卫星B在A的正上方D．卫星B在P点的加速度与卫星C在P点的加速度相同【答案】BCD【解析】卫星C和物体A的周期相同，则圆周运动的半径越大，线速度越大，向心加速度越大，选项A错误，选项B正确；卫星B的周期和地球自转的周期相同，故卫星B每一天的固定时间通过地球固定点的正上方，选项C正确；由得不同卫星处于同一位置时的加速度相同，选项D正确8．（多选）P1、P2为相距遥远的两颗行星，距各自表面相同高度处各有一颗卫星s1、s2做匀速圆周运动图中纵坐标表示行星对周围空间各处物体的引力产生的加速度a，横坐标表示物体到行星中心的距离r的平方，两条曲线分别表示P1、P2周围的a与r2的反比关系，它们左端点横坐标相同则A．P1的平均密度比P2的大 B．P1的“第一宇宙速度”比P2的小C．s1的向心加速度比s2的大 D．s1的公转周期比s2的大【答案】AC心加速度大，选项C正确；根据得，卫星的公转周期，由于P1的质量大，故s1的公转周期小，选项D错误。
9．（多选）北京时间2013年6月13日13时18分，“神舟十号”飞船与“天宫一号”实施自动交会对接交会对接前“神舟十号”飞船先在较低的圆轨道1上运动，在适当位置经变轨与在圆轨道2上运动的“天宫一号”对接如图所示，M、Q两点在轨道1上，P点在轨道2上，三点连线过地球球心，把飞船的加速过程简化为只做一次短时加速则“神舟十号”A．“神舟十号”须在Q点加速，才能在P点与“天宫一号”相遇B．“神舟十号”在M点经一次加速，即可变轨到轨道2C．“神舟十号”在M点变轨后的速度大于变轨前的速度D．“神舟十号”变轨后运行周期总大于变轨前的运行周期【答案】BD10．（多选）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某固定区域的正上方对海面照相，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【答案】AD【解析】人造卫星绕地球做匀速圆周运动，万有引力提供向心力，又因为万有引力指向地心，故人造卫星的轨道中心为地心，选项A正确，选项B、C均错误；该卫星每天上午同一时刻均在某固定区域正上方，即地球自转一圈，卫星恰绕地球转动整数圈，选项D正确。
11．（多选）关于人造卫星，下列说法中正确的是A．人造卫星环绕地球运行的速度可能为5.0 km/sB．人造卫星环绕地球运行的速度可能为7.9 km/sC．人造卫星环绕地球运行的周期可能为80 minD．人造卫星环绕地球运行的周期可能为200 min【答案】ABD【解析】人造地球卫星环绕地球的运行速度随环绕半径的增大而减小，最大是7. 9km/s，选项A、B均正确；人造卫星环绕地球运行的周期随半径的减小而减小，由可知近地卫星的轨道半径最小（近似等于地球半径），所以近地卫星的周期最小，近地卫星的周期约为85 min，选项C错误，选项D正确12．（多选）两颗靠得较近的天体叫双星，它们以两者连线上的某点为圆心做匀速圆周运动，这样它们就不会因引力作用而吸引在一起，则下述物理量中，与它们的质量成反比的是A．线速度 B．角速度 C．向心加速度 D．转动半径【答案】ACD13．（多选）如图所示，三颗质量均为m的地球同步卫星等间隔分布在半径为r的圆轨道上，设地球质量为M、半径为R下列说法正确的是A．地球对一颗卫星的引力大小为 B．一颗卫星对地球的引力大小为C．两颗卫星之间的引力大小为 D．三颗卫星对地球引力的合力大小为【答案】BC【解析】应用万有引力公式及力的合成规律分析。
地球与卫星之间的距离应为地心与卫星之间的距离，选项A错误，选项B正确；两颗相邻卫星与地球球心的连线互成120°角，间距为，代入数据得，两颗卫星之间的引力大小为，选项C正确；三颗卫星对地球引力的合力为0，选项D错误14．地球的半径为R，地面上的重力加速度为g，在高空绕地球做匀速圆周运动的人造卫星，其最小周期是A． B. C． D．【答案】D【解析】由可得，卫星的轨道半径越小，周期越小，当轨道半径等于地球半径时，周期最小，即，又GM＝gR2，所以，选项D正确，选项A、B、C均错误15．（多选）质量为m的探月航天器在接近月球表面的轨道上飞行，其运动视为匀速圆周运动已知月球质量为M，月球半径为R，月球表面重力加速度为g，引力常量为G，不考虑月球自转的影响，则航天器的A．线速度 B．角速度C．运行周期 D．向心加速度【答案】ACD【解析】航天器在接近月球表面的轨道上飞行，有，可得线速度，角速度，运行周期，向心加速度，选项A、C、D均正确，选项B错误16．（多选）通过观测冥王星的卫星，可以推算出冥王星的质量。
假设卫星绕冥王星做匀速圆周运动，除了引力常量外，至少还需要两个物理量才能计算出冥王星的质量这两个物理量可以是A．卫星的速度和角速度 B．卫星的质量和轨道半径C．卫星的质量和角速度 D．卫星的运行周期和轨道半径【答案】AD17．（多选）据报道，我国第三颗地球同步轨道数据中继卫星“天链一号03星”于2012年7月25日在西昌卫星发射中心发射升空，它的成功发射，将实现“天链一号”卫星全球组网运行，标志着中国第一代中继卫星系统正式建成关于成功定点后的“天链一号03星”，下列说法正确的是A．运动速度大于7.9 km/sB．离地面高度一定，相对地面静止C．绕地球运行的角速度比月球绕地球运行的角速度大D．向心加速度与静止在赤道上物体的向心加速度大小相等【答案】BC【解析】由题意知，定点后的“天链一号03星”是同步卫星，即T＝24 h由，得，其中r大于地球半径，故运动速度应小于第一宇宙速度，选项A错误；由，T一定，得r一定，即离地高度一定，选项B正确；由，T同ω月，选项C正确；因为，且赤道上物体的轨道半径小于同步卫星的轨道半径，所以赤道上物体的向心加速度小于同步卫星的向心加速度，选项D错误。
18．一颗人造卫星在离地面高度等于地球半径的圆形轨道上运行，已知地球的第一宇宙速度为v1＝7.9 km/s，g＝9.8 m/s21）这颗卫星运行的线速度为多大？（2）它绕地球运动的向心加速度为多大？（3）质量为1 kg的仪器放在卫星内的平台上，仪器的重力为多大？它对平台的压力有多大？【答案】（1）5.6 km/s （2）2.45 m/s2 （3）2.45 N 019．恒星演化发展到一定阶段，可能成为恒星世界的“侏儒”——中子星，中子星的半径很小，一般为7～20 km，但它的密度大得惊人若某中子星的密度为1.2×1017 kg/m3，半径为10 km，那么该中子星的第一宇宙速度约为多少？（G＝6.67×10－11 N·m2/kg2）（结果保留两位有效数字）【答案】5.8×107 m/s或5.8×104 km/s【解析】中子星的第一宇宙速度即为它表面卫星的环绕速度，此时卫星的轨道半径可近似认为是中子星的半径，且中子星对卫星的万有引力充当卫星的向心力，由，解得，又，解得20．在勇气号火星探测器着陆的最后阶段，着陆器降落到火星表面上，再经过多次弹跳才停下来假设着陆器第一次落到火星表面弹起后，到达最高点时高度为h，速度方向是水平的，速度大小为v0。
求它第二次落到火星表面时速度的大小，计算时不计火星大气阻力已知火星的一个卫星的圆轨道的半径为r，周期为T火星可视为半径为r0的均匀球体答案】21．一颗在赤道上空飞行的人造地球卫星，其轨道半径为r＝3R（R为地球半径），已知地球表面重力加速度为g，则该卫星的运行周期是多大？若卫星的运动方向与地球自转方向相同，已知地球自转角速度为ω0，某一时刻该卫星通过赤道上某建筑物的正上方，再经过多少时间它又一次出现在该建筑物正上方？【答案】 【解析】由万有引力定律和牛顿定律可得，，联立解得以地面为参考系，卫星再次出现在建筑物上方时转过的角度为2π，卫星相对地面的角速度为ω1－ω0，则。