【配套K12】[学习]江苏省2019版高中物理学业水平测试复习 第六章 万有引力与航天 第16讲 人

第16讲 人造卫星 宇宙速度

紧扣考纲 考情再现

测试内容 人造地球卫星 宇宙速度

测试要求 A A 2018年 2017年 2016年 2015年 2014年 22 10

考点一 人造地球卫星

(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

Mmv24πr2

(2)根据公式G2＝m＝mωr＝m2＝ma可知，同一轨道上的卫星具有相同大小的线速度、

rrT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________.

例1 (2018·连云港学测模拟)如图1所示，A、B、C是在地球大气层外的圆形轨道上运行的三颗人造地球卫星，下列说法中正确的是( )

图1

A．B、C的角速度大小相等，且小于A的角速度 B．B、C的线速度大小相等，且大于A的线速度 C．B、C的向心加速度大小相等，且大于A的向心加速度 精品K12教育教学资料

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D．B、C的周期相等，且小于A的周期

归纳总结 卫星绕地球运动，离地面越远，线速度越小，角速度越小，向心加速度越小，周期越大，“越远越慢”．

例2 (2017·扬州学测模拟)我国自主研发的“北斗”卫星导航系统中含有同步卫星，关于同步卫星下列说法中正确的是( ) A．同步卫星处于平衡状态 B．同步卫星的线速度是不变的 C．同步卫星的高度是一定的 D．线速度应大于第一宇宙速度 归纳总结 地球同步卫星

卫星运动与地球自转同步，它的特点是周期一定(24 h)、轨道一定(轨道平面一定在赤道平面内)、高度一定(距离地球表面约36 000 km)． 考点二 宇宙速度 (1)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.

(2)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． 特别提醒 对三个宇宙速度的理解

(1)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发射速度，是卫星进入圆轨道正常运转的最大运行速度．

(2)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． (3)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． 例3 (2017届镇江学测模拟)关于第一宇宙速度，下列说法中正确的是( ) A．人们称11.2 km/s为第一宇宙速度，也叫脱离速度 B．它是人造地球卫星沿圆轨道绕地球飞行的最大的环绕速度 C．它是人造地球卫星沿圆轨道绕地球飞行的最小的环绕速度 D．它是将人造地球卫星发射升空的最大发射速度

易错辨析 人造卫星发射速度v发≥7.9 km/s，沿圆轨道的环绕速度v环≤7.9 km/s. 例4 (2018·南通学测模拟)2016年8月16日，我国自主研制的世界首颗量子科学实验卫星“墨子号”被送入距地面500 km高的运行圆轨道上，现已投入使用．“墨子号”卫星在轨道上的运行速度( ) A．等于11.2 km/s C．小于7.9 km/s 精品K12教育教学资料

B．等于7.9 km/s D．大于7.9 km/s

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例5 (2018·连云港学测模拟)2016年12月22日，中国首颗碳卫星被成功发射到太空中，它将会在距地面700公里的轨道上，每16天对地球进行一次全面体检．而且还可为研究PM2.5等大气污染成因提供重要数据支撑．其发射速度( ) A．等于7.9 km/s

B．大于7.9 km/s且小于11.2 km/s C．大于16.7 km/s

D．大于11.2 km/s且小于16.7 km/s

1．(2016·江苏学测)“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

2．(2015·江苏学测)如图2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( )

图2

A．v<7.9 km/s B．v＝7.9 km/s C．v＝11.2 km/s D．v>11.2 km/s

3．(2012·江苏学测)在地面上发射飞行器，如果发射速度大于7.9 km/s，而小于11.2 km/s，则它将( ) A．绕地球做圆周运动 B．绕地球做椭圆运动 C．挣脱地球的束缚绕太阳运动 D．挣脱太阳的束缚飞离太阳系

4．如图3所示是小明同学画的人造地球卫星轨道的示意图，则卫星( )

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图3

A．在a轨道运行的周期为24 h B．在b轨道运行的速度始终不变 C．在c轨道运行的速度大小始终不变

D．在c轨道运行时受到的地球引力大小是变化的

5．如图4所示，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( )

图4

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C．金星绕太阳运动的加速度比火星小 D．金星绕太阳运动的周期比火星大

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答案精析 考点突破 考点一

(1)万有引力 (2)越小 越小 越大 越小

2

Mmv24π2

例1 A [由F＝G2＝m＝mrω＝mr2＝ma得：v＝ rrTGM，ω＝ rGM，T＝ r3

4πr23GM，

Ma＝G2.B、C在同一轨道上，线速度、角速度、向心加速度大小相等，周期相同，并且vBrωB<ωA，aBTA.]

例2 C [地球同步卫星相对地面静止．T＝24 h，高度是一定的，线速度小于第一宇宙速度，速度方向不断变化，万有引力提供向心力，不是平衡状态．] 考点二

(1)①7.9 ②11.2 ③16.7 (2)宏观、低速

例3 B [7.9 km/s为第一宇宙速度，它是卫星沿圆轨道绕地球飞行的最大环绕速度，是最小的发射速度．]

例4 C [卫星围绕地球做圆周运动的环绕速度小于7.9 km/s.] 例5 B 真题演练

1．C 2.B 3.B 4.D 5.B

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