（新課標）2020高考物理總復(fù)習(xí) 課時檢測（二十六）天體運動與人造衛(wèi)星（重點突破課）（含解析）.doc

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課時檢測(二十六) 天體運動與人造衛(wèi)星 (重點突破課) 1.(2019天津模擬)北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)(BDS)是我國自行研制的全球衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)，是繼美國全球定位系統(tǒng)(GPS)、俄羅斯格洛納斯衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)(GLONASS)之后第三個成熟的衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)。預(yù)計2020年，北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)將形成全球覆蓋能力。如圖所示是北斗導(dǎo)航系統(tǒng)中部分衛(wèi)星的軌道示意圖，已知a、b、c三顆衛(wèi)星均做圓周運動，a是地球同步衛(wèi)星，則(　　) A．a(chǎn)的角速度小于c的角速度 B．a(chǎn)的加速度大于b的加速度 C．a(chǎn)的運行速度大于第一宇宙速度 D．b的周期大于24 h 解析：選A　由萬有引力提供做圓周運動的向心力得＝mω2r＝mr＝＝ma，解得v＝ ，ω＝ ，T＝ ，a＝，由題圖可知，a的軌道半徑大于c的軌道半徑，因此a的角速度小于c的角速度，選項A正確；a的軌道半徑與b的軌道半徑相等，因此a的加速度等于b的加速度，選項B錯誤；a的軌道半徑大于地球半徑，因此a的運行速度小于第一宇宙速度，選項C錯誤；a的軌道半徑與b的軌道半徑相等，故b的周期等于a的周期，為24 h，選項D錯誤。 2.(2019南昌模擬)如圖所示，宇宙飛船A在低軌道上飛行，為了給更高軌道的宇宙空間站B輸送物資，需要與B對接，它可以采用噴氣的方法改變速度，從而達到改變軌道的目的，則以下做法可行的是(　　) A．A應(yīng)沿運行速度方向噴氣，與B對接后周期比低軌道時的小 B．A應(yīng)沿運行速度的反方向噴氣，與B對接后周期比低軌道時的大 C．A應(yīng)沿運行速度方向噴氣，與B對接后周期比低軌道時的大 D．A應(yīng)沿運行速度的反方向噴氣，與B對接后周期比低軌道時的小 解析：選B　由題意可知，A要實施變軌到更高的軌道與B對接，則應(yīng)做逐漸遠離圓心的運動，則萬有引力必須小于A所需的向心力，所以應(yīng)給A加速，增加其所需的向心力，故應(yīng)沿運行速度的反方向噴氣，使得在短時間內(nèi)A的速度增加，與B對接后軌道半徑變大，根據(jù)開普勒第三定律＝k得，周期變大，故選項B正確。 3.如圖所示，某極地軌道衛(wèi)星的運行軌道平面通過地球的南北兩極，已知該衛(wèi)星從北緯60的正上方按圖示方向第一次運行到南緯60的正上方時所用時間為1 h，則下列說法正確的是(　　) A．極地軌道衛(wèi)星與同步衛(wèi)星的運行半徑之比為1∶4 B．極地軌道衛(wèi)星與同步衛(wèi)星的運行速度之比為1∶2 C．極地軌道衛(wèi)星的運行速度一定大于7.9 km/s D．極地軌道衛(wèi)星的機械能一定大于同步衛(wèi)星的機械能 解析：選A　由題意知極地軌道衛(wèi)星運行的軌跡所對圓心角為120，即運行了三分之一周期，用時1 h，因此衛(wèi)星的周期T＝3 h，由G＝mr可得T∝，又同步衛(wèi)星的周期T同＝24 h，則極地軌道衛(wèi)星與同步衛(wèi)星的運行半徑之比為1∶4，A正確；由G＝m，可得v∝ ，故極地軌道衛(wèi)星與同步衛(wèi)星的運行速度之比為2∶1，B錯誤；第一宇宙速度v＝7.9 km/s，是近地衛(wèi)星的運行速度，所以極地軌道衛(wèi)星的運行速度要小于7.9 km/s，C錯誤；因衛(wèi)星的質(zhì)量未知，則機械能無法比較，D錯誤。 4．(2019浙江高三聯(lián)考)我國首顆量子科學(xué)實驗衛(wèi)星“墨子”已于酒泉成功發(fā)射，將在世界上首次實現(xiàn)衛(wèi)星和地面之間的量子通信?！澳印睂⒂苫鸺l(fā)射至高度為500 km的預(yù)定圓形軌道。此前在西昌衛(wèi)星發(fā)射中心成功發(fā)射了第二十三顆北斗導(dǎo)航衛(wèi)星G7，G7屬于地球靜止軌道衛(wèi)星(高度約為36 000 km)，它將使北斗系統(tǒng)的可靠性進一步提高。關(guān)于衛(wèi)星以下說法中正確的是(　　) A．這兩顆衛(wèi)星的運行速度可能大于7.9 km/s B．通過地面控制可以將北斗G7定點于西昌正上方 C．量子科學(xué)實驗衛(wèi)星“墨子”的周期比北斗G7的周期小 D．量子科學(xué)實驗衛(wèi)星“墨子”的向心加速度比北斗G7的小 解析：選C　根據(jù)G＝m，知軌道半徑越大，線速度越小，第一宇宙速度的軌道半徑為地球的半徑，所以第一宇宙速度是繞地球做勻速圓周運動最大的環(huán)繞速度，所以北斗G7和量子科學(xué)實驗衛(wèi)星“墨子”的線速度均小于地球的第一宇宙速度，故A錯誤；北斗G7即同步衛(wèi)星，只能定點于赤道正上方，故B錯誤；根據(jù)G＝mr，得T＝ ，所以量子科學(xué)實驗衛(wèi)星“墨子”的周期小，故C正確；衛(wèi)星的向心加速度a＝，半徑小的量子科學(xué)實驗衛(wèi)星“墨子”的向心加速度比北斗G7的大，故D錯誤。 5．質(zhì)量不等的兩星體在相互間的萬有引力作用下，繞兩者連線上某一定點O做勻速圓周運動，構(gòu)成雙星系統(tǒng)。由天文觀察測得其運動周期為T，兩星體之間的距離為r，已知引力常量為G。下列說法正確的是(　　) A．雙星系統(tǒng)的平均密度為 B．O點離質(zhì)量較大的星體較遠 C．雙星系統(tǒng)的總質(zhì)量為 D．若在O點放一物體，則物體受兩星體的萬有引力合力為零 解析：選C　根據(jù)G＝mr1，G＝Mr2，解得M＋m＝，因為雙星的體積未知，無法求出雙星系統(tǒng)的平均密度，故A錯誤，C正確；根據(jù)mω2r1＝Mω2r2，可知mr1＝Mr2，質(zhì)量大的星體離O點較近，故B錯誤；因為O點離質(zhì)量較大的星體較近，根據(jù)萬有引力定律可知若在O點放一物體，則物體受到質(zhì)量大的星體的萬有引力較大，故所受合力不為零，故D錯誤。 6.如圖所示，有A、B兩顆衛(wèi)星繞地心O做圓周運動，旋轉(zhuǎn)方向相同。A衛(wèi)星的周期為T1，B衛(wèi)星的周期為T2，在某一時刻兩衛(wèi)星相距最近，則(引力常量為G)(　　) A．兩衛(wèi)星下一次相距最近需經(jīng)過時間t＝T1＋T2 B．兩顆衛(wèi)星的軌道半徑之比為T1∶T2 C．若已知兩顆衛(wèi)星相距最近時的距離，可求出地球的密度 D．若已知兩顆衛(wèi)星相距最近時的距離，可求出地球表面的重力加速度 解析：選B　兩衛(wèi)星相距最近時，兩衛(wèi)星應(yīng)該在同一半徑方向上，A衛(wèi)星多轉(zhuǎn)動一圈時，第二次相距最近，兩顆衛(wèi)星轉(zhuǎn)動的角度相差2π，即t－t＝2π，解得t＝，故A錯誤；根據(jù)萬有引力提供向心力得＝mr，A衛(wèi)星的周期為T1，B衛(wèi)星的周期為T2，所以兩顆衛(wèi)星的軌道半徑之比為T1∶T2，故B正確；若已知兩顆衛(wèi)星相距最近時的距離，結(jié)合兩顆衛(wèi)星的軌道半徑之比可以求出兩顆衛(wèi)星的軌道半徑，根據(jù)萬有引力提供向心力得＝mr，可求出地球的質(zhì)量，但不知道地球的半徑，所以不可求出地球的密度和地球表面的重力加速度，故C、D錯誤。 7．(多選)2018年5月25日21時46分，探月工程嫦娥四號任務(wù)“鵲橋”中繼衛(wèi)星成功實施近月制動，進入月球至地月拉格朗日L2點的轉(zhuǎn)移軌道。當“鵲橋”位于拉格朗日點(如圖中的L1、L2、L3、L4、L5所示，人們稱為地月系統(tǒng)拉格朗日點)上時，會在月球與地球的共同引力作用下，幾乎不消耗燃料而保持與月球同步繞地球做圓周運動，下列說法正確的是(月球的自轉(zhuǎn)周期等于月球繞地球運動的周期)(　　) A．“鵲橋”位于L2點時，“鵲橋”繞地球運動的周期和月球的自轉(zhuǎn)周期相等 B．“鵲橋”位于L2點時，“鵲橋”繞地球運動的向心加速度大于月球繞地球運動的向心加速度 C．L3點和L2點到地球中心的距離相等 D．“鵲橋”在L2點所受月球和地球引力的合力比在其余四個點都要大 解析：選ABD　“鵲橋”位于L2點時，由于“鵲橋”與月球同步繞地球做圓周運動，所以“鵲橋”繞地球運動的周期和月球繞地球運動的周期相等，又月球的自轉(zhuǎn)周期等于月球繞地球運動的周期，故選項A正確；“鵲橋”位于L2點時，由于“鵲橋”與月球繞地球做圓周運動的周期相同，“鵲橋”的軌道半徑大，根據(jù)公式a＝r分析可知，“鵲橋”繞地球運動的向心加速度大于月球繞地球運動的向心加速度，故選項B正確；若L3點和L2點到地球中心的距離相等，則“鵲橋”在L2點受到月球與地球引力的合力更大，加速度更大，所以周期更短，故L2點到地球中心的距離大于L3點到地球中心的距離，故選項C錯誤；在5個點中，L2點離地球最遠，所以在L2點“鵲橋”所受合力最大，故選項D正確。 8．(多選)澳大利亞科學(xué)家宣布，在離地球約14光年的紅矮星Wolf 1061周圍發(fā)現(xiàn)了三顆行星b、c、d，它們的公轉(zhuǎn)周期分別是5天、18天、67天，公轉(zhuǎn)軌道可視為圓，如圖所示。已知引力常量為G。下列說法正確的是(　　) A．可求出b、c的公轉(zhuǎn)半徑之比 B．可求出c、d的向心加速度之比 C．若已知c的公轉(zhuǎn)半徑，可求出紅矮星的質(zhì)量 D．若已知c的公轉(zhuǎn)半徑，可求出紅矮星的密度 解析：選ABC　b、c的周期分別為5天、18天，均做勻速圓周運動，根據(jù)開普勒第三定律＝k，可以求出公轉(zhuǎn)半徑之比，故A正確；c、d的周期分別為18天、67天，均做勻速圓周運動，根據(jù)開普勒第三定律＝k，可以求出公轉(zhuǎn)半徑之比，根據(jù)萬有引力提供向心力，有G＝ma，解得a＝，故可以求出c、d的向心加速度之比，故B正確；已知c的公轉(zhuǎn)半徑和周期，根據(jù)牛頓第二定律有G＝mr，解得M＝，故可以求出紅矮星的質(zhì)量，但不知道紅矮星的半徑，無法求得其體積，無法求出紅矮星的密度，故C正確，D錯誤。 9.(多選)(2018天津高考)2018年2月2日，我國成功將電磁監(jiān)測試驗衛(wèi)星“張衡一號”發(fā)射升空，標志我國成為世界上少數(shù)擁有在軌運行高精度地球物理場探測衛(wèi)星的國家之一。通過觀測可以得到衛(wèi)星繞地球運動的周期，并已知地球的半徑和地球表面處的重力加速度。若將衛(wèi)星繞地球的運動看作是勻速圓周運動，且不考慮地球自轉(zhuǎn)的影響，根據(jù)以上數(shù)據(jù)可以計算出衛(wèi)星的(　　) A．密度　　　　　　　　　 　B．向心力的大小 C．離地高度 D．線速度的大小 解析：選CD　不考慮地球自轉(zhuǎn)的影響，則在地球表面物體所受的重力等于它受到的萬有引力：m0g＝G，整理得GM＝gR2，衛(wèi)星繞地球做勻速圓周運動，萬有引力提供向心力：G＝m2(R＋h)，可求得衛(wèi)星的離地高度h＝－R，再由v＝，可求得衛(wèi)星的線速度的大小，選項C、D正確；衛(wèi)星的質(zhì)量未知，故衛(wèi)星的密度和向心力的大小不能求出，選項A、B錯誤。 10.(多選)如圖所示，三個質(zhì)點a、b、c的質(zhì)量分別為m1、m2、M(M遠大于m1及m2)，在萬有引力作用下，a、b在同一平面內(nèi)繞c沿逆時針方向做勻速圓周運動。已知軌道半徑之比為ra∶rb＝1∶4，則下列說法中正確的有(　　) A．a(chǎn)、b運動的周期之比為Ta∶Tb＝1∶8 B．a(chǎn)、b運動的周期之比為Ta∶Tb＝1∶4 C．從圖示位置開始，在b轉(zhuǎn)動一周的過程中，a、b、c共線12次 D．從圖示位置開始，在b轉(zhuǎn)動一周的過程中，a、b、c共線14次 解析：選AD　根據(jù)開普勒第三定律：周期的平方與半徑的三次方成正比，則a、b運動的周期之比為1∶8，A對，B錯；設(shè)題圖所示位置夾角為θ<，b轉(zhuǎn)動一周(圓心角為2π)的時間為t＝Tb，則a、b相距最遠時：Tb－Tb＝π－θ＋n2π(n＝0,1,2,3，…)，可知n<6.75，n可取7個值；a、b相距最近時：Tb－Tb＝2π－θ＋m2π(m＝0,1,2,3，…)，可知m<6.25，m可取7個值，故在b轉(zhuǎn)動一周的過程中，a、b、c共線14次，D對，C錯。