2019-2020年高考物理第一輪復(fù)習(xí) 課時(shí)跟蹤檢測(cè)(十五)天體運(yùn)動(dòng)與人造衛(wèi)星.doc
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2019-2020年高考物理第一輪復(fù)習(xí) 課時(shí)跟蹤檢測(cè)(十五)天體運(yùn)動(dòng)與人造衛(wèi)星 對(duì)點(diǎn)訓(xùn)練:宇宙速度的理解與計(jì)算 1.(xx福建高考)若有一顆“宜居”行星,其質(zhì)量為地球的p倍,半徑為地球的q倍,則該行星衛(wèi)星的環(huán)繞速度是地球衛(wèi)星環(huán)繞速度的( ) A.倍 B.倍 C.倍 D.倍 2.(xx宜春模擬)2014年3月8日凌晨,從吉隆坡飛往北京的馬航MH370航班起飛后與地面失去聯(lián)系,機(jī)上有154名中國(guó)人。之后,中國(guó)緊急調(diào)動(dòng)了海洋、風(fēng)云、高分、遙感等4個(gè)型號(hào)近10顆衛(wèi)星為地面搜救行動(dòng)提供技術(shù)支持。假設(shè)“高分一號(hào)”衛(wèi)星與同步衛(wèi)星、月球繞地球運(yùn)行的軌道都是圓,它們?cè)诳臻g的位置示意圖如圖1所示。下列有關(guān)“高分一號(hào)”的說(shuō)法正確的是 ( ) 圖1 A.其發(fā)射速度可能小于7.9 km/s B.繞地球運(yùn)行的角速度比月球繞地球運(yùn)行的大 C.繞地球運(yùn)行的周期比同步衛(wèi)星的大 D.在運(yùn)行軌道上完全失重,重力加速度為0 對(duì)點(diǎn)訓(xùn)練:衛(wèi)星運(yùn)行參量的分析與比較 3.(xx浙江高考)長(zhǎng)期以來(lái)“卡戎星(Charon)”被認(rèn)為是冥王星唯一的衛(wèi)星,它的公轉(zhuǎn)軌道半徑r1=19 600 km,公轉(zhuǎn)周期T1=6.39天。xx年3月,天文學(xué)家新發(fā)現(xiàn)兩顆冥王星的小衛(wèi)星,其中一顆的公轉(zhuǎn)軌道半徑r2=48 000 km,則它的公轉(zhuǎn)周期T2最接近于( ) A.15天 B.25天 C.35天 D.45天 4.(xx贛州模擬)如圖2所示,軌道Ⅰ是近地氣象衛(wèi)星軌道,軌道Ⅱ是地球同步衛(wèi)星軌道,設(shè)衛(wèi)星在軌道Ⅰ和軌道Ⅱ上都繞地心做勻速圓周運(yùn)動(dòng),運(yùn)行的速度大小分別是v1和v2,加速度大小分別是a1和a2則( ) 圖2 A.v1>v2 a1<a2 B.v1>v2 a1>a2 C.v1<v2 a1<a2 D.v1<v2 a1>a2 5.(多選)截止到xx年2月全球定位系統(tǒng)GPS已運(yùn)行了整整25年,是現(xiàn)代世界的奇跡之一。GPS全球定位系統(tǒng)有24顆衛(wèi)星在軌運(yùn)行,每個(gè)衛(wèi)星的環(huán)繞周期為12小時(shí)。GPS系統(tǒng)的衛(wèi)星與地球同步衛(wèi)星相比較,下面說(shuō)法正確的是( ) 圖3 A.GPS系統(tǒng)的衛(wèi)星軌道半徑是地球同步衛(wèi)星半徑的倍 B.GPS系統(tǒng)的衛(wèi)星軌道半徑是地球同步衛(wèi)星半徑的倍 C.GPS系統(tǒng)的衛(wèi)星線(xiàn)速度是地球同步衛(wèi)星線(xiàn)速度的倍 D.GPS系統(tǒng)的衛(wèi)星線(xiàn)速度是地球同步衛(wèi)星線(xiàn)速度的倍 6.如圖4建筑是厄瓜多爾境內(nèi)的“赤道紀(jì)念碑”。設(shè)某人造地球衛(wèi)星在赤道上空飛行,衛(wèi)星的軌道平面與地球赤道重合,飛行高度低于地球同步衛(wèi)星。已知衛(wèi)星軌道半徑為r,飛行方向與地球的自轉(zhuǎn)方向相同,設(shè)地球的自轉(zhuǎn)角速度為ω0,地球半徑為R,地球表面重力加速度為g,某時(shí)刻衛(wèi)星通過(guò)這一赤道紀(jì)念碑的正上方,該衛(wèi)星過(guò)多長(zhǎng)時(shí)間再次經(jīng)過(guò)這個(gè)位置?( ) 圖4 A. B. C. D. 對(duì)點(diǎn)訓(xùn)練:衛(wèi)星變軌問(wèn)題分析 7.我國(guó)“嫦娥一號(hào)”探月衛(wèi)星發(fā)射后,先在“24小時(shí)軌道”上繞地球運(yùn)行(即繞地球一圈需要24小時(shí));然后,經(jīng)過(guò)兩次變軌依次到達(dá)“48小時(shí)軌道”和“72小時(shí)軌道”;最后奔向月球。如果按圓形軌道計(jì)算,并忽略衛(wèi)星質(zhì)量的變化,則在每次變軌完成后與變軌前相比( ) A.衛(wèi)星動(dòng)能增大,引力勢(shì)能減小 B.衛(wèi)星動(dòng)能增大,引力勢(shì)能增大 C.衛(wèi)星動(dòng)能減小,引力勢(shì)能減小 D.衛(wèi)星動(dòng)能減小,引力勢(shì)能增大 8.(多選)(xx全國(guó)卷Ⅰ)2012年6月18日,神舟九號(hào)飛船與天宮一號(hào)目標(biāo)飛行器在離地面343 km的近圓形軌道上成功進(jìn)行了我國(guó)首次載人空間交會(huì)對(duì)接。對(duì)接軌道所處的空間存在極其稀薄的大氣,下列說(shuō)法正確的是( ) A.為實(shí)現(xiàn)對(duì)接,兩者運(yùn)行速度的大小都應(yīng)介于第一宇宙速度和第二宇宙速度之間 B.如不加干預(yù),在運(yùn)行一段時(shí)間后,天宮一號(hào)的動(dòng)能可能會(huì)增加 C.如不加干預(yù),天宮一號(hào)的軌道高度將緩慢降低 D.航天員在天宮一號(hào)中處于失重狀態(tài),說(shuō)明航天員不受地球引力作用 9.(多選)(xx青島模擬)我國(guó)于xx年12月發(fā)射了“嫦娥三號(hào)”衛(wèi)星,該衛(wèi)星在距月球表面H處的環(huán)月軌道Ⅰ上做勻速圓周運(yùn)動(dòng),其運(yùn)行的周期為T(mén),隨后“嫦娥三號(hào)”在該軌道上A點(diǎn)采取措施,降至近月點(diǎn)高度為h的橢圓軌道Ⅱ上,如圖5所示。若以R表示月球的半徑,忽略月球自轉(zhuǎn)及地球?qū)πl(wèi)星的影響。則下述判斷正確的是( ) 圖5 A.月球的質(zhì)量為 B.月球的第一宇宙速度為 C.“嫦娥三號(hào)”在環(huán)月軌道Ⅰ上需加速才能降至橢圓軌道Ⅱ D.“嫦娥三號(hào)”在圖中橢圓軌道Ⅱ上的周期為T(mén) 對(duì)點(diǎn)訓(xùn)練:宇宙多星系統(tǒng)問(wèn)題 10.(多選)(xx廣西三校聯(lián)考)如圖6所示,兩顆靠得很近的天體組合為雙星,它們以?xún)烧哌B線(xiàn)上的某點(diǎn)為圓心,做勻速圓周運(yùn)動(dòng),以下說(shuō)法中正確的是( ) 圖6 A.它們做圓周運(yùn)動(dòng)的角速度大小相等 B.它們做圓周運(yùn)動(dòng)的線(xiàn)速度大小相等 C.它們的軌道半徑與它們的質(zhì)量成反比 D.它們的軌道半徑與它們的質(zhì)量的平方成反比 11.(多選)(xx聊城模擬)如圖7所示,甲、乙、丙是位于同一直線(xiàn)上的離其他恒星較遠(yuǎn)的三顆恒星,甲、丙圍繞乙在半徑為R的圓軌道上運(yùn)行,若三顆星質(zhì)量均為M,萬(wàn)有引力常量為G,則( ) 圖7 A.甲星所受合外力為 B.乙星所受合外力為 C.甲星和丙星的線(xiàn)速度相同 D.甲星和丙星的角速度相同 對(duì)點(diǎn)訓(xùn)練:天體運(yùn)動(dòng)的綜合問(wèn)題 12.2014年8月11日,天空出現(xiàn)了“超級(jí)月亮”,這是月球運(yùn)動(dòng)到了近地點(diǎn)的緣故。然后月球離開(kāi)近地點(diǎn)向著遠(yuǎn)地點(diǎn)而去,“超級(jí)月亮”也與我們漸行漸遠(yuǎn)。在月球從近地點(diǎn)到達(dá)遠(yuǎn)地點(diǎn)的過(guò)程中,下面說(shuō)法正確的是( ) 圖8 A.月球運(yùn)動(dòng)速度越來(lái)越大 B.月球的向心加速度越來(lái)越大 C.地球?qū)υ虑虻娜f(wàn)有引力做正功 D.雖然離地球越來(lái)越遠(yuǎn),但月球的機(jī)械能不變 13.(xx東北三省四市模擬)假設(shè)在宇宙中存在這樣三個(gè)天體A、B、C,它們?cè)谝粭l直線(xiàn)上,天體A離天體B的高度為某值時(shí),天體A和天體B就會(huì)以相同的角速度共同繞天體C運(yùn)轉(zhuǎn),且天體A和天體B繞天體C運(yùn)動(dòng)的軌道都是圓軌道,如圖9所示。以下說(shuō)法正確的是( ) 圖9 A.天體A做圓周運(yùn)動(dòng)的加速度小于天體B做圓周運(yùn)動(dòng)的加速度 B.天體A做圓周運(yùn)動(dòng)的線(xiàn)速度小于天體B做圓周運(yùn)動(dòng)的線(xiàn)速度 C.天體A做圓周運(yùn)動(dòng)的向心力大于天體C對(duì)它的萬(wàn)有引力 D.天體A做圓周運(yùn)動(dòng)的向心力等于天體C對(duì)它的萬(wàn)有引力 14.(xx上饒模擬)2013年12月2日1時(shí)30分,搭載嫦娥三號(hào)探測(cè)器的長(zhǎng)征三號(hào)乙火箭點(diǎn)火升空。假設(shè)為了探測(cè)月球,載著登陸艙的探測(cè)飛船在以月球中心為圓心,半徑為r1的圓軌道上運(yùn)動(dòng),周期為T(mén)1,總質(zhì)量為m1登陸艙隨后脫離飛船,變軌到離月球更近的半徑為r2的圓軌道上運(yùn)動(dòng),此時(shí)登陸艙的質(zhì)量為m2。最終在月球表面實(shí)現(xiàn)軟著陸、無(wú)人探測(cè)及月夜生存三大創(chuàng)新。若以R表示月球的半徑,忽略月球自轉(zhuǎn)及地球?qū)πl(wèi)星的影響。則下列有關(guān)說(shuō)法正確的是( ) A.月球表面的重力加速度g月= B.月球的第一宇宙速度為 C.登陸艙在半徑為r2軌道上的周期T2=T1 D.登陸艙在半徑為r1與半徑為r2的軌道上的線(xiàn)速度之比為 15.(多選)(xx廣東高考)如圖10所示,飛行器P繞某星球做勻速圓周運(yùn)動(dòng)。星球相對(duì)飛行器的張角為θ。下列說(shuō)法正確的是( ) 圖10 A.軌道半徑越大,周期越長(zhǎng) B.軌道半徑越大,速度越大 C.若測(cè)得周期和張角,可得到星球的平均密度 D.若測(cè)得周期和軌道半徑,可得到星球的平均密度 答 案 1.選C 衛(wèi)星繞中心天體做圓周運(yùn)動(dòng)時(shí),萬(wàn)有引力充當(dāng)向心力,即G=m,得v= ,可見(jiàn)環(huán)繞速度與中心天體質(zhì)量與半徑比值的平方根成正比,題述行星衛(wèi)星的環(huán)繞速度是地球衛(wèi)星環(huán)繞速度的 倍,C項(xiàng)正確。 2.選B 在地球上發(fā)射衛(wèi)星的最小速度為7.9 km/s,A錯(cuò)誤;由=mω2r=mr可得:ω= ,T= ,“高分一號(hào)”的軌道半徑小于同步衛(wèi)星和月球的軌道半徑,因此,“高分一號(hào)”的角速度比月球繞地球運(yùn)行的大,繞行周期比同步衛(wèi)星的小,B正確,C錯(cuò)誤;衛(wèi)星在運(yùn)行軌道上的加速度等于所在處的重力加速度,處于完全失重狀態(tài),重力加速度不為零,D錯(cuò)誤。 3.選B 由開(kāi)普勒第三定律可得=,解得T2=T1=6.39 ≈24.5(天),故選B。本題也可利用萬(wàn)有引力定律對(duì)“卡戎星”和小衛(wèi)星分別列方程,聯(lián)立方程組求解。 4.選B 根據(jù)G=m=ma,可知v= ,a=,所以v1>v2,a1>a2。選項(xiàng)B正確。 5.選BD 萬(wàn)有引力是衛(wèi)星圍繞地球轉(zhuǎn)動(dòng)的向心力,G=m()2r,衛(wèi)星運(yùn)動(dòng)的周期T=2π,設(shè)GPS系統(tǒng)的衛(wèi)星半徑為r1,周期為T(mén)1,同步衛(wèi)星半徑為r2,周期為T(mén)2,根據(jù)周期公式解得==,A錯(cuò)誤,B正確;===,C錯(cuò)誤,D正確。 6.選D 用ω表示衛(wèi)星的角速度,用m、M分別表示衛(wèi)星及地球的質(zhì)量,則有=mrω2,在地面上,有G=mg,聯(lián)立解得ω=,衛(wèi)星高度低于同步衛(wèi)星高度,則ω>ω0,用t表示所需時(shí)間,則ωt-ω0t=2π,所以t==,D正確。 7.選D “嫦娥一號(hào)”變軌過(guò)程中,質(zhì)量變化可忽略不計(jì),由v= 可知,軌道越高,衛(wèi)星速度越小,故變軌后衛(wèi)星動(dòng)能減小,A、B錯(cuò)誤;軌道變高時(shí),萬(wàn)有引力對(duì)衛(wèi)星做負(fù)功,衛(wèi)星引力勢(shì)能增大,故C錯(cuò)誤,D正確。 8.選BC 本題考查人造地球衛(wèi)星的運(yùn)行規(guī)律,意在考查考生對(duì)萬(wàn)有引力定律的理解和對(duì)牛頓第二定律的應(yīng)用能力。神舟九號(hào)和天宮一號(hào)在近地軌道上運(yùn)行的速度都小于第一宇宙速度,選項(xiàng)A錯(cuò)誤;由于空間存在稀薄氣體,若不對(duì)兩者干預(yù),其動(dòng)能將增加,軌道半徑減小,選項(xiàng)B、C正確;由于天宮一號(hào)做勻速圓周運(yùn)動(dòng),航天員受到的萬(wàn)有引力全部提供其做圓周運(yùn)動(dòng)的向心力,處于完全失重狀態(tài),選項(xiàng)D錯(cuò)誤。 9.選ABD “嫦娥三號(hào)”衛(wèi)星在軌道Ⅰ上做勻速圓周運(yùn)動(dòng),由=m(R+H)可得:月球質(zhì)量M=,A正確。由=m可求出月球第一宇宙速度為v= =,B正確;“嫦娥三號(hào)”衛(wèi)星在環(huán)月軌道Ⅰ上需要減速做近心運(yùn)動(dòng),才能降至橢圓軌道Ⅱ上,C錯(cuò)誤;由開(kāi)普勒第三定律可得:=,可得:TⅡ=T,D正確。 10.選AC 它們做圓周運(yùn)動(dòng)的角速度大小相等,線(xiàn)速度大小不一定相等,選項(xiàng)A正確B錯(cuò)誤;由=mAωA2rA=mBωB2rB,它們的軌道半徑與它們的質(zhì)量成反比,選項(xiàng)C正確D錯(cuò)誤。 11.選AD 甲星所受合外力為乙、丙對(duì)甲星的萬(wàn)有引力的合力,F(xiàn)甲=+=,A正確;由對(duì)稱(chēng)性可知,甲、丙對(duì)乙星的萬(wàn)有引力等大反向,乙星所受合力為0,B錯(cuò)誤;由于甲、乙位于同一直線(xiàn)上,甲、乙的角速度相同,由v=ωR可知,甲、乙兩星的線(xiàn)速度大小相同,但方向相反,故C錯(cuò)誤,D正確。 12.選D 根據(jù)開(kāi)普勒定律,近地點(diǎn)到達(dá)遠(yuǎn)地點(diǎn)過(guò)程中,速度逐漸減小,萬(wàn)有引力做負(fù)功,A、C錯(cuò)誤;因?yàn)殡S著地月之間距離變大,萬(wàn)有引力減小,向心加速度也變小,B錯(cuò)誤;月球運(yùn)動(dòng)過(guò)程只有萬(wàn)有引力做功,機(jī)械能守恒,D正確。 13.選C 由于天體A、B繞天體C運(yùn)動(dòng)的軌道都是圓軌道,根據(jù)a=ω2r,v=ωr可知選項(xiàng)A、B錯(cuò)誤;天體A做圓周運(yùn)動(dòng)的向心力是由天體B和C對(duì)其引力的合力提供的,所以選項(xiàng)C正確,D錯(cuò)誤。 14.選C 由=mr1,=mg月 可得:g月=,A錯(cuò)誤;由=m可得月球第一宇宙速度為v= ,B錯(cuò)誤;由=mr2可得:T2= T1,C正確;由=m得繞行速度v= 故= ,D錯(cuò)誤。 15.選AC 由G =m=mr2得:v= ,T=2π ,可知,軌道半徑越大,線(xiàn)速度越小,周期越大,A項(xiàng)正確,B項(xiàng)錯(cuò)誤;若測(cè)得周期和軌道半徑,由G=mr2可知,可以測(cè)得星球的質(zhì)量,但由于星球的半徑未知,因此不能求得星球的平均密度,D項(xiàng)錯(cuò)誤;若測(cè)得張角θ,可求得星球半徑R與軌道半徑r的比值為=sin ,由G=mr2和ρ=得,ρ=3=,因此C項(xiàng)正確。- 1.請(qǐng)仔細(xì)閱讀文檔,確保文檔完整性,對(duì)于不預(yù)覽、不比對(duì)內(nèi)容而直接下載帶來(lái)的問(wèn)題本站不予受理。
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