1、1专题 08 卫星与航天一选择题1（2018 高考天津理综）2018 年 2 月 2 日，我国成功将电磁监测试验卫星“张衡一号”发射升空，标志我国成为世界上少数拥有在轨运行高精度地球物理场探测卫星的国家之一。通过观测可以得到卫星绕地球运动的周期，并已知地球的半径和地球表面的重力加速度。若将卫星绕地球的运动看作是匀速圆周运动，且不考虑地球自转的影响，根据以上数据可以计算出卫星的A密度 B向心力的大小 C离地高度 D线速度的大小【参考答案】 CD【点睛】解决本题的关键掌握万有引力定律的两个重要理论：1、万有引力等于重力（忽略自转），2、万有引力提供向心力，并能灵活运用。 6.中国北斗卫星导航系统（
2、BeiDou Navigation Satellite System，BDS）是中国自行研制的全球卫星导航系统，是继美国全球定位系统（GPS）、俄罗斯格洛纳斯卫星导航系统（GLONASS）之后第三个成熟的卫星导航系统。预计 2020 年左右 ，北斗卫星导航系统将形成全球覆盖能力。如图所示是北斗导航系统中部分卫星的轨道示意图，己 知 a、 b、 c 三颗卫星均做圆周运动， a 是地球同步卫星，则A卫星 a 的角速度小于 c 的角速度 B卫星 a 的加速度小于 b 的加速度2C卫星 a 的运行速度大于 c 的运行速度 D卫星 b 的周期大于卫星 a 的运行周期【参考答案】A【试题点评】本题以北斗导
3、航卫星轨道示 意图切入，考查灵活运用相关知识分析解决问题 的能力。二计算题1（8 分）（2019 北京海淀期中） “天舟一号”货运飞船于 2017 年 4 月 20 日在海南文昌航天发射中心成功发射升空，完成了与天宫二号空间实验室交会对接。已知地球质量为 M，万有引力常量为 G，将地球视为半径为 R、质量均匀分布的球体。（1）求飞船在距地面高度为 h 的圆轨道运行时线速度的大小 v；（2 ）已知地球的自转周期为 T，求将质量为 m 的飞船停放在赤道上时飞船受到重力的大小 G 船 ；（3）海南文昌航天发射场是我国的低纬度滨海发射基地，相比高纬度发射基地，发射相同的同步轨道静止卫星可节省燃料，请你
4、从能量的角度说明可能的原因是什么（写出一条即可）。【名师解析】（8 分）（1）根据万有引力定律和牛顿第二定律有解得 +GMvRh （3 分）3（3）在 任何地点发射卫星，需要达到的环绕速度是相同的，卫星在地球表面上的不同纬度，随地球自转，由于角速度相同，依据 v0=r ，低纬度 r 大，则 v0大，卫星具有的初动能就较大，因此节省燃料。 （2 分）2（2019 北京海淀期中反馈题）“天舟一号”货运飞船于 2017 年 4 月 20 日在海南文昌航天发射中心成功发射升空，完成了与天宫二号空间实验室交会对接。已知地球质量为 M，半径为 R，万有引力常量为 G。（1）求质量为 m 的飞船在距地面高度
5、为 h 的圆轨道运行时的向心力和向心加速度大小。（2）若飞船停泊于赤道上，考虑地球的自转因素，自转周期为 T0，求飞船内质量为 m0的小物体所受重力大小 G0。（3）发射同一卫星到地球同步轨道时，航天发射场一般选取低纬度还是高纬度发射基地更为合理？原因是什么？【名师解析】.（1）根据万有引力定律和牛顿第二定律有 =F向解得 2(+)GMaRh （2）根据万有引力定律及向心力公式，有 2=mF引 及=+FG引 向 船解得 （3）借助接近赤道的低纬度发射基地更为合理，原因是低纬度地区相对于地心可以有较大线速度，有较大的初动能。 3（14 分）（2019 辽宁锦州质检）为了迎接太空时代的到来，美国国
6、会通过一项计划：在 2050 年前建造成太空升降机，就是把长绳的一端4搁置在地球的卫星上，另一端系住升降 机，放开绳升降机能达地球上，人坐在升降机里，在卫星上通过电动机把升降机拉到卫星上，已知地球表面的重力加速度 g=10m/ 2s，地球半径 R=6400km地球自转周期为T。求：（1）某人在地球表而用体重计称得重 800N，站在升降机中，当升降机以加速度 a=g（g 为地球表面处的重力加速度）垂直地面上升，在某一高度时此人再一次用同一体重计称得重为 850N，忽略地球公转的影响，求升降机此时距地面的高度。（2）如果把绳的一端搁置在同步卫星上，绳的长度至少为多长？（结果用 g、R、T 表达）【
7、名师解析】（14 分）（2）H 为同步卫星的高度，由万有定律得： 2 分 2 分得： 2 分4(10 分) （2019 福建泉州四校联考）已知地球半径为 R，地球表面重力加速度为 g， 不考虑地球自转的影响 （1）推导第一宇宙速度 v1的表达式； （2）若卫星绕地球做匀速圆周运动，运行轨道距离地面高度为 h，求卫星的运行周期 T55.（14 分）（2019 辽宁锦州质检）为了迎接太空时代的到来，美国国会通过一项计划：在 2050 年前建造成太空升降机，就是把长绳的一端搁置在地球的卫星上，另一端系住升降机，放开绳升降机能达地球上，人坐在升降机里，在卫星上通过电动机把升降机拉到卫星上，已知地球表面的重力加速度 g=10m/ 2s，地球半径 R=6400km地球自转周期为T。求：（1）某人在地球表而用体重计称得重 800N，站在升降机中，当升降机以加速度 a=g（g 为地球表面处的重力加速度）垂直地面上升，在某一高度时此人再一次用同一体重计称得重为 850N，忽略地球公转的影响，求升降机此时距地面的高度。（2）如果把绳的一端搁置在同步卫星上，绳的长度至少为多长？（结果用 g、R、T 表达）【名师解析】（14 分）（1）由题意可知人的质量 m=80kg对人： 2 分由万有定律得： ） 2 分 2 分即 2 分6
