2025年高考物理一轮总复习考点培优训练 (26).doc

提能训练练案[26]

基础巩固练

题组一赤道上的物体、近地卫星和静止卫星的差异

1．2023年9月，中国空间站“天宫课堂”第四课再次开讲，授课期间利用了我国的中继卫星系统进行信号传输，天地通信始终高效稳定。已知空间站在距离地面400公里左右的轨道上运行，其运动视为匀速圆周运动，中继卫星系统中某卫星是距离地面36000公里左右的地球静止轨道卫星(同步卫星)，则该卫星()

A．授课期间经过天津正上空

B．加速度大于空间站的加速度

C．运行周期大于空间站的运行周期

D．运行速度大于地球的第一宇宙速度

[答案]C

[解析]该卫星是地球静止轨道卫星(同步卫星)，处于赤道正上方，不可能经过天津正上空，A错误；卫星正常运行，由万有引力提供向心力Geq\f(Mm,r2)＝meq\f(v2,r)＝meq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(2π,T)))2r＝ma，得v＝eq\r(\f(GM,r))，a＝Geq\f(M,r2)，T＝2πeq\r(\f(r3,GM))，由于该卫星轨道半径大于空间站半径，故加速度小于空间站的加速度；运行周期大于空间站的运行周期；第一宇宙速度是近地卫星的运行速度，则该卫星的运行速度小于地球的第一宇宙速度。B、D错误，C正确。

2．(2024·海南琼海市嘉积中学模拟)如图所示，a为放在赤道上相对地球静止的物体，随地球自转做匀速圆周运动，b为沿地球表面附近做匀速圆周运动的人造卫星(轨道半径约等于地球半径)，c为地球的静止轨道卫星。下列关于a、b、c的说法中正确的是()

A．地球同步卫星都与c在同一个轨道上，并且它们受到的万有引力大小相等

B．a、b、c做匀速圆周运动的向心加速度大小关系为aaabac

C．a与地球的万有引力全部提供a随地球自转的向心力

D．a、b、c做匀速圆周运动的周期大小关系为Ta＝TcTb

[答案]D

[解析]地球同步卫星不一定与c在同一个轨道上，但轨道半径相等，若卫星的质量不相等，由万有引力定律F＝eq\f(GMm,r2)可知，它们受到的万有引力大小不相等，A错误；对于b、c，由万有引力提供向心力有Geq\f(Mm,r2)＝ma，解得a＝eq\f(GM,r2)，rcrb，所以abac，由于a、c做匀速圆周运动的周期相等，又a＝rω2，rcra，可得acaa，所以a、b、c做匀速圆周运动的向心加速度大小关系为abacaa，B错误；a与地球的万有引力一部分提供a随地球自转的向心力，C错误；对于a、c，其周期相等，所以Ta＝Tc，对于b、c，由万有引力提供向心力有Geq\f(Mm,r2)＝mreq\f(4π2,T2)，解得T＝2πeq\r(\f(r3,GM))，rcrb，所以TcTb，即a、b、c做匀速圆周运动的周期大小关系为Ta＝TcTb，D正确。

题组二人造卫星的变轨与对接问题

3．(2024·湖北卷)太空碎片会对航天器带来危害。设空间站在地球附近沿逆时针方向做匀速圆周运动，如图中实线所示。为了避开碎片，空间站在P点向图中箭头所指径向方向极短时间喷射气体，使空间站获得一定的反冲速度，从而实现变轨。变轨后的轨道如图中虚线所示，其半长轴大于原轨道半径。则()

A．空间站变轨前、后在P点的加速度相同

B．空间站变轨后的运动周期比变轨前的小

C．空间站变轨后在P点的速度比变轨前的小

D．空间站变轨前的速度比变轨后在近地点的大

[答案]A

[解析]根据牛顿第二定律有eq\f(GMm,r2)＝ma，解得加速度a＝eq\f(GM,r2)，r相同，所以空间站变轨前、后在P点的加速度相同，A正确；根据开普勒第三定律有eq\f(a3,T2)＝k，变轨后的轨道半长轴大于原轨道半径，所以空间站变轨后的运行周期比变轨前的大，B错误；变轨时获得与箭头方向相反的反冲速度Δv，Δv与变轨前在P点的速度v1垂直，则空间站变轨后在P点的速度v2＝eq\r(v\o\al(2,1)＋?Δv?2)v1，所以空间站变轨后在P点的速度比变轨前的大，C错误；由开普勒第二定律知，在同一椭圆轨道上近地点速度最大，则空间站变轨后在近地点的速度v3v2，由C项分析可知v2v1，所以空间站变轨前的速度v1比变轨后在近地点的小，D错误。

4．(多选)随“天宫二号”空间实验室(轨道舱)发射入轨的伴随卫星重约47千克，尺寸相当于一台打印机大小。释放后伴随卫星将通过多次轨道控制，逐步接近轨道舱，最终达到仅在地球引力作用下对轨道舱的伴随飞行的目标。之后对“天宫二号”四周表面进行观察和拍照以及开展其他一系列试验，进一步拓展空间应用。根据上述信息及所学知识可知()

A．轨道控制阶段同一轨道上落后的伴随卫星需点火加速才能追上前方的“天宫二号”

B．轨道控制阶段同一轨道上落后的伴随卫星需