人教5.2 人造卫星 宇宙速度（练）--2023年高考物理一轮复习讲练测（全国通用）（解析版）.docx

专题5.2 人造卫星 宇宙速度（练）
一、单选题
1．2019年12月27日，长征五号遥三运载火箭在中国文昌航天发射场点火升空，2000多秒后“实践二十号”卫星送入预定轨道。该星的发射过程要经过多次变轨方可到达同步轨道，在发射该地球同步卫星的过程中，卫星从圆轨道Ⅰ的A点先变轨到椭圆轨道Ⅱ，然后在B点变轨进入地球同步轨道Ⅲ，则（　　）
A．该卫星的发射速度应大于11.2km/s且小于16.7km/s
B．卫星在轨道Ⅱ上过A点的速率比卫星在轨道Ⅱ上过B点的速率小
C．卫星在B点通过减速实现由轨道Ⅱ进入轨道Ⅲ
D．若卫星在Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ轨道上运行的周期分别为T1、T2、T3，则T1<T2<T3
【答案】D
【解析】
A．该卫星未脱离地球束缚，发射速度应该小于第二宇宙速度11.2km/s，故A错误；
B．根据开普勒第二定律，卫星在轨道Ⅱ上过A点的速率比卫星在轨道Ⅱ上过B点的速率大，故B错误；
C．卫星在B点通过加速，做离心运动，实现由轨道Ⅱ进入轨道Ⅲ，故C错误；
D．根据开普勒第三定律，若卫星在Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ轨道上运行的轨道半径或半长轴的关系是
r1<a2<r3
则周期
T1<T2<T3
故D正确。
故选D。
2．5月10日，天舟四号货运飞船从200km的轨道，运行到天和空间站的轨道并与核心舱交会对接形成组合体，组合体运行在距地面393km高的轨道上。已知地球同步卫星距地面的高度接近36000km。则该组合体的（　　）
A．角速度比地球同步卫星的小 B．向心加速度比地球同步卫星的大
C．周期比地球同步卫星的长 D．线速度比地球同步卫星的小
【答案】B
【解析】
A．根据
可知，由于组合体的轨道半径小于同步卫星的轨道半径，则其角速度比地球同步卫星的大，A错误；
B．根据
可知，由于组合体的轨道半径小于同步卫星的轨道半径，则其向心加速度比地球同步卫星的大，B正确；
C．根据
可知，由于组合体的轨道半径小于同步卫星的轨道半径，则其周期比地球同步卫星的短，C错误；
D．根据
可知，由于组合体的轨道半径小于同步卫星的轨道半径，则其线速度度比地球同步卫星的大，D错误。
故选B。
3．设行星绕太阳的运动是匀速圆周运动，金星自身的半径是火星的n倍，质量为火星的k倍。不考虑行星自转的影响，则（　　）
A．金星表面的重力加速度是火星的倍
B．金星的“第一宇宙速度”是火星的倍
C．金星表面的重力加速度是火星的倍
D．金星的“第一宇宙速度”是火星的倍
【答案】B
【解析】
AC．由黄金代换公式
可知
所以
故AC错误，
BD．由万有引力提供近地卫星做匀速圆周运动的向心力可知
解得
所以
故B正确，D错误。
故选B。
4．一着陆器经过多次变轨后登陆火星的轨迹变化如图所示，着陆器先在轨道Ⅰ上运动，经过P点启动发动机变轨到圆轨道Ⅱ上运动，经过一段时间后，再次经过P点时启动发动机变轨到椭圆轨道Ⅲ上运动。轨道上的P、Q、S三点与火星中心位于同一直线上，P、Q两点分别是椭圆轨道的远火星点和近火星点，且。除了变轨瞬间，着陆器在轨道上运行时均处于无动力航行状态。着陆器在轨道Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ上经过P点的速度分别为、、，经过S、Q点的速度分别为、，下列说法正确的是（　　）
A．
B．
C．着陆器在轨道Ⅱ上运动时，经过P点的加速度为
D．着陆器在轨道Ⅱ上由P点运动到S点所用的时间小于着陆器在轨道Ⅲ上由P点运动到Q点所用的时间
【答案】C
【解析】
A．着陆器由轨道Ⅰ到轨道Ⅱ需要减速，同理从轨道Ⅱ到轨道Ⅲ也需要减速，因此有，A错误；
B．轨道Ⅱ是匀速圆周运动，则有，在椭圆轨道Ⅲ的远火星点的速度小于近火星点的速度，则有，假设在Q点变轨到近火圆轨道，需要减速，则有，比较近火圆轨道和圆轨道Ⅱ，可知，由以上分析可得：，B错误；
C．着陆器在圆轨道Ⅱ上运动时，根据牛顿第二定律可得
解得经过P点的加速度为
C正确；
D．着陆器在圆轨道Ⅱ的轨道半径大于椭圆轨道Ⅲ的轨道半长轴，根据开普勒第三定律可知，着陆器在圆轨道Ⅱ的周期大于在椭圆轨道Ⅲ的周期，因为
，
所以有
D错误。
故选C。
5．2022年5月10日01时56分，天舟四号货运飞船搭乘长征七号遥五运载火箭从文昌航天发射场出发，奔向“天宫”空间站，最终与空间站对接，一起环绕地球做圆周运动，从而执行为空间站运输物资、补给燃料等任务。关于天舟四号，以下说法正确的是（　　）
A．天舟四号的发射速度必须大于第一宇宙速度
B．天舟四号在绕地球做圆周运动的过程中，其内部携带的物资的加速度都为0