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5.4 飞出地球去（二）
题组一 赤道物体、同步卫星和近地卫星的区别
1．关于近地卫星、同步卫星、赤道上的物体，以下说法正确的是( ) A．都是万有引力等于向心力
B．赤道上的物体和同步卫星的周期、线速度、角速度都相等 C．赤道上的物体和近地卫星的轨道半径相同但线速度、周期不同 D．同步卫星的周期大于近地卫星的周期 答案 CD
解析 赤道上的物体是由万有引力的一个分力提供向心力，A项错误；赤道上的物体和同步卫星有相同的周期和角速度，但线速度不同，B项错误；同步卫星和近地卫星有相同的中心天体，
v2GMm4π2GMr3根据2＝m＝m2r得v＝ ，T＝2π ，由于r同>r近，故v同
rrTrGMD正确；赤道上的物体、近地卫星、同步卫星三者间的周期关系为T物＝T同>T近，根据v＝ωr可知v物 2．a是地球赤道上一栋建筑，b是在赤道平面内做匀速圆周运动的卫星，c是地球同步卫星，已知c到地心距离是b的二倍，某一时刻b、c刚好位于a的正上方(如图1所示)，经48 h，a、b、c的大致位置是图中的( ) 图1 答案 B 解析 b、c都是地球的卫星，由地球对它们的万有引力提供向心力，是可以比较的．a、c是在同一平面内以相同角速度转动的，也是可以比较的．在某时刻c在a的正上方，则以后永远 Mm4π2 在a的正上方，对b和c，根据G2＝m2r，rc＝2rb，推知Tc＝22Tb，又由2Tc＝nbTb rT得：nb＝2×22≈5.66圈，所以B正确． 3．有a、b、c、d四颗地球卫星，a还未发射，在地球赤道上随地球表面一起转动，b处于地面附近的近地轨道上做圆周运动，c是地球同步卫星，d是高空探测卫星，各卫星排列位置如图2所示，则有( ) 图2 A．a的向心加速度等于重力加速度g B．b在相同时间内转过的弧长最长 π C．c在4 h内转过的圆心角是 3D．d的运动周期可能是30 h 答案 BCD 解析 a受到万有引力和地面的支持力，由于支持力等于重力，与万有引力大小接近，所以向 GM心加速度远小于重力加速度，选项A错误；由v＝ 知b的线速度最大，则在相同时间 r - 1 -word版本可编辑.欢迎下载支持. 文档从网络中收集，已重新整理排版.word版本可编辑.欢迎下载支持. 内b转过的弧长最长，选项B正确；c为同步卫星，周期Tc＝24 h，在4 h内转过的圆心角θ4 hπ4π2r3＝·2π＝，选项C正确；由T＝ 知d的周期最大，所以Td>Tc＝24 h，则d的周期Tc3GM可能是30 h，选项D正确． 题组二 卫星发射和变轨问题 4．探测器绕月球做匀速圆周运动，变轨后在周期较小的轨道上仍做匀速圆周运动，则变轨后与变轨前相比( ) A．轨道半径变小 B．向心加速度变小 C．线速度变小 D．角速度变小 答案 A Mm4π2r 解析 由G2＝m2知T＝2π rT r3Mm ，变轨后T减小，则r减小，故选项A正确；由G2GMr v2MmGM＝ma，知r减小，a变大，故选项B错误；由G2＝m知v＝ ，r减小，v变大，故 rrr 2π 选项C错误；由ω＝知T减小，ω变大，故选项D错误． T5．如图3所示，a、b、c是在地球大气层外圆形轨道上运行的3颗人造卫星，下列说法正确的是( ) 图3 A．b、c的线速度大小相等，且大于a的线速度 B．a加速可能会追上b C．c加速可追上同一轨道上的b，b减速可等到同一轨道上的c D．a卫星由于某种原因，轨道半径缓慢减小，仍做匀速圆周运动，则其线速度将变大 答案 BD 解析 因为b、c在同一轨道上运行，故其线速度大小、加速度大小均相等．又由b、c轨道半 GM径大于a轨道半径，由v＝ 可知，vb＝vc＜va，故选项A错误；当a加速后，会做离心 r运动，轨道会变成椭圆，若椭圆与b所在轨道相切(或相交)，且a、b同时来到切(或交)点时， 2vc a就追上了b，故B正确；当c加速时，c受的万有引力F＜m，故它将偏离原轨道，做离心 rc 2vb 运动；当b减速时，b受的万有引力F＞m，它将偏离原轨道，做向心运动．所以无论如何c rb GM也追不上b，b也等不到c，故选项C错误(对这一选项，不能用v＝ 来分析b、c轨道 rGM半径的变化情况)；对a卫星，当它的轨道半径缓慢减小时，由v＝ 可知，r减小时，v r逐渐增大，故选项D正确． 6．图4是“嫦娥一号”奔月示意图，卫星发射后通过自带的小型火箭多次变轨，进入地月转移轨道，最终被月球引力捕获，成为绕月卫星，并开展对月球的探测．下列说法正确的是( ) 图4 - 2 -word版本可编辑.欢迎下载支持.
2020沪科版高中物理必修二5.4飞出地球去每课一练2
