《课时跟踪检测19》由会员分享，可在线阅读，更多相关《课时跟踪检测19（8页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、1课时跟踪检测十九课时跟踪检测十九 天体运动与人造卫星天体运动与人造卫星【基础过关】1(多选)(2016 届辽宁师大附中期中)牛顿时代的科学家们围绕万有引力的研究，经历了大量曲折顽强而又闪烁智慧的科学实践在万有引力定律的发现历程中，下列叙述符合史实的是( )A开普勒研究了第谷的行星观测记录，得出了开普勒行星运动定律B牛顿将行星与太阳、地球与月球、地球与地面物体之间的引力规律推广到宇宙中的一切物体，得出了万有引力定律C卡文迪许首次在实验室中比较准确地得出了引力常量 G 的数值D根据天王星的观测资料，哈雷利用万有引力定律计算出了海王星的轨道解析：亚当斯计算出了海王星的轨道，D 错误；A、B、C 三
2、项均属于物理史实，说法都正确答案：ABC2(2016 届甘肃定西五丰中学期末)由于通讯和广播等方面的需要，许多国家发射了地球同步轨道卫星，这些卫星的( )A轨道半径可以不同 B质量可以不同C轨道平面可以不同 D速率可以不同解析：不同国家的同步卫星都具有相同的轨道半径、速率、轨道平面、角速度、周期等，故选 B.答案：B3(2016 届山东莱州一中月考)长期以来“卡戎星(Charon)”被认为是冥王星唯一的卫星，它的公转轨道半径 r119 600 km，公转周期 T16.39 天.2006 年 3 月天文学家新发现两颗冥王星的小卫星，其中一颗的公转轨道半径 r248 000 km，则它的公转周期
3、T2最接近于( )A15 天 B25 天C35 天 D45 天解析：本题考查开普勒第三定律，万有引力定律等知识根据开普勒第三定律，r3 1T2 1r3 2T2 2代入数据计算可得 T2约等于 25 天选项 B 正确答案：B4(2017 届安徽皖江联考)人造卫星在离地心为 r 的圆轨道上做匀速圆周运动，地球质量为 M，地球半径为 R，人造卫星质量为 m，人造卫星绕地球的角速度为 ，万有引力常量为 G，地球表面重力加速度为 g，计算人造卫星所受的向心力的式子正确的是( )2Amg BGMmRr2Cm2R DmgR2r2解析：人造卫星绕地球做匀速圆周运动的向心力由卫星与地球之间的万有引力提供，则可知
4、应该有：FnGm2r，在地球表面附近有 Gmg，则可知有：Mmr2MmR2FnG，D 正确Mmr2mgR2r2答案：D5(2016 届安徽皖江名校联盟月考)人类在不断地探索宇宙的奥秘，经过长时间的观测，科学家在太空中发现了一颗未知天体，在其周围有很多的卫星环绕该天体运行，其中有一颗卫星 M 在天体的表面环绕该天体运行卫星 M 与该天体其他卫星相比较，下列说法中正确的是( )A卫星 M 的环绕周期最大B卫星 M 的轨道平面一定与该未知天体的赤道平面重合C卫星 M 所受的万有引力最大D卫星 M 的运行速度最大解题思路：卫星 M 在天体的表面环绕该天体运行，则其运动半径最小，根据万有引力提供向心力，
5、得出线速度、周期与轨道半径的大小关系，从而比较出大小解析：卫星 M 在未知天体表面运行时，其轨道半径近似等于未知天体的半径，由开普勒第三定律可知，轨道半径越小，环绕周期也越小，则 A 错误；卫星 M 可以在过地心的任何平面内绕未知天体的球心做圆周运动，卫星 M 不一定在赤道平面内，故 B 错误；由于卫星M 的质量与其他卫星的质量关系未知，因此无法确定万有引力大小关系，故 C 错误；根据 Gm得：v，由于卫星 M 的半径最小，所以线速度最大，故 D 正确Mmr2v2rGMr答案：D【提升过关】一、单项选择题1(2017 届河南顶级名校摸底)一卫星绕某一行星表面附近做匀速圆周运动，其线速度大小为
6、v，假设宇航员在该行星表面上用弹簧测力计测量一质量为 m 的物体的重力，物体静止时，弹簧测力计的示数为 N，已知引力常量为 G，则这颗行星的质量为( )A. Bmv2GNmv4GN3C. DNv2GmNv4Gm解题思路：万有引力提供向心力，即 Gm；天体对其表面的物体的万有引力近似Mmr2v2r等于重力，即 Gmg.MmR2解析：宇航员用弹簧测力计竖直悬挂质量为 m 的钩码时，弹簧测力计的示数为 N，则有：g .一卫星绕某一行星表面附近做匀速圆周运动，根据万有引力等于需要的向心力得：Nmm，根据万有引力等于重力得：mg，解得这颗行星的质量：GMmR2v2RGMmR2M，故选项 B 正确mv4G
7、N答案：B2.(2016 届河南濮阳油田统考)返回式卫星在回收时一般要采用变轨的方法：在远地点和近地点分别点火变轨，使其从高轨道进入椭圆轨道，再回到近地轨道，最后进入大气层落回地面某次回收卫星的示意图如图所示，则下列说法正确的是( )A不论在 A 点还是在 B 点，两次变轨前后，卫星的机械能都增加了B卫星在轨道 1 上经过 B 点的加速度大于在轨道 2 上经过 B 点的加速度C卫星在轨道 2 上运动时，经过 A 点时的动能大于经过 B 点时的动能D卫星在轨道 2 上运动的周期小于在轨道 3 上运动的周期解析：不论是在 A 点还是在 B 点的两次变轨前后，都要减速做向心运动，故机械能都要减小，故
8、 A 错误；卫星变轨前后都是只有万有引力来提供加速度，加速度 a，即变轨前GMr2后的加速度是相等的，故 B 错误；根据开普勒第二定律可知航天飞机在远地点 B 的速度小于在近地点 A 的速度，所以在轨道 2 上经过 A 点时的动能大于经过 B 点时的动能，故 C 正确；由开普勒第三定律k 知，卫星在轨道 2 上运动的周期大于在轨道 3 上运动的周期，故 Da3T2错误答案：C3(2017 届湖南株洲二中月考)我国“嫦娥一号”探月卫星发射后，先在“24 小时轨道”上绕地球运行(即绕地球一圈需要 24 小时)；然后，经过两次变轨依次到达“48 小时轨4道”和“72 小时轨道” ；最后奔向月球如果按
9、圆形轨道计算，并忽略卫星质量的变化，则在每次变轨完成后与变轨前相比( )A卫星动能增大，引力势能减小B卫星动能增大，引力势能增大C卫星动能减小，引力势能减小D卫星动能减小，引力势能增大解析：“嫦娥一号”变轨过程中，质量变化可忽略不计，由 v 可知，轨道越高，GMr卫星速度越小，故变轨后卫星动能减小，A、B 错误；轨道变高时，万有引力对卫星做负功，卫星引力势能增大，故 C 错误，D 正确答案：D4某网站报道，天文学家在距离地球 127 光年处发现了一个拥有 7 颗行星的“太阳系”，这些行星与其中央恒星之间遵循基本天体运行规律，和我们太阳系的规则相似这一星系的中央恒星名为“HD10180”分析显示
10、，其中一个行星绕中央恒星“HD10180”的公转周期为 584 天，是地球绕太阳公转周期的 1.6 倍；与中央恒星“HD10180”的距离是 2.3 亿公里，等于太阳和地球之间平均距离的 1.6 倍，将行星与地球的公转轨道视为圆周该行星的质量是地球质量的 25 倍，半径是地球半径的 16 倍则下列说法正确的是( )A恒星“HD10180”的质量与太阳的质量之比为58B恒星“HD10180”的质量与太阳的质量之比为54C该行星的第一宇宙速度与地球的第一宇宙速度之比为34D该行星的第一宇宙速度与地球的第一宇宙速度之比为54解析：设中央恒星质量为 M1，行星质量为 m1，绕恒星运转的轨道半径为 r1
11、，周期为 T1，太阳质量为 M2，地球质量为 m2，地球绕太阳运转的轨道半径为 r2，周期为 T2.对行星：Gm1r12；对地球：Gm2r22，联立解得 ，A、B 错误；设该行星M1m1r2 1(2T1)M2m2r2 2(2T2)M1M2T2 2r3 1T2 1r3 285的第一宇宙速度为 v1，行星半径为 R1，则有 Gm，解得 v1 ，设地球的第一m1mR2 1v2 1R1Gm1R1宇宙速度为 v2，地球半径为 R2，则有 Gm，解得 v2，联立可得 ，C 错误，m2mR2 2v2 2R2Gm2R2v1v254D 正确答案：D5二、多项选择题5.(2016 届甘肃定西通渭马营中学期末)宇宙
12、中，两颗靠得比较近的恒星，只受到彼此之间的万有引力作用互相绕转，称之为双星系统在浩瀚的银河系中，多数恒星都是双星系统设某双星系统 A、B 绕其连线上的 O 点做匀速圆周运动，如图所示若 AOOB，则( )A星球 A 的质量一定大于 B 的质量B星球 A 的线速度一定大于 B 的线速度C双星间距离一定，双星的质量越大，其转动周期越大D双星的质量一定，双星之间的距离越大，其转动周期越大解析：双星问题的关键是两星的角速度、周期相同，它们之间的万有引力提供它们分别做圆周运动的向心力设双星质量分别为 mA、mB，轨道半径为 RA、RB，两者间距为 L，周期为 T，角速度为 ，由万有引力定律可知：mA2R
13、A，mB2RB，RARBL，由式GmAmBL2GmAmBL2可得，而 AOOB，故 A 错误；vARA，vBRB，B 正确；联立得mAmBRBRAG(mAmB)2L3，又因为 T，可知 C 错误，D 正确2答案：BD6.(2017 届安徽江南十校模拟)两颗地球工作卫星均绕地心 O 做匀速圆周运动，轨道半径为 r，某时刻两颗工作卫星分别位于轨道上的 A、B 两位置(如图所示)若卫星均顺时针运行，地球表面处的重力加速度为 g，地球半径为 R，不计卫星间的相互作用力则以下判断中正确的是( )A这两颗卫星的加速度大小相等，均为R2gr2B卫星 1 由位置 A 第一次运动到位置 B 所需的时间为r3Rr
14、gC卫星 1 向后喷气，瞬间加速后，就能追上卫星 2D卫星 1 向后喷气，瞬间加速后，绕地运行周期变长解析：根据万有引力定律可知：6Gma，Gmg，联立可得到 a，故 A 正确；卫星 1 由位置 A 第一次运动到位置Mmr2MmR2R2gr2B 所需的时间为 t T，再根据 Gmamr，联立可解得 t T，故 B 正确；卫16Mmr242T216r3Rrg星 1 向后喷气，瞬间加速后，就会做离心运动，不能追上卫星 2，故 C 错误；根据 GmMmr2r，可得周期 T，而 r 变大，故周期变长，故 D 正确42T242r3GM答案：ABD7(2016 届河南洛阳一中周练)2008 年我国成功实施
15、了“神舟七号”载人飞船航天飞行， “神舟七号”飞行到 31 圈时，成功释放了伴飞小卫星，通过伴飞小卫星可以拍摄“神舟七号”的运行情况若在无牵连的情况下伴飞小卫星与“神舟七号”保持相对静止下述说法中正确的是( )A伴飞小卫星和“神舟七号”飞船有相同的角速度B伴飞小卫星绕地球沿圆轨道运动的速度比第一宇宙速度大C宇航员在太空中的加速度小于地面上的重力加速度D宇航员在太空中不受地球的万有引力作用，处于完全失重状态解析：根据题意，在无牵连的情况下伴飞小卫星与“神舟七号”保持相对静止，可得出伴飞小卫星和“神舟七号”飞船有相同的角速度，A 正确；第一宇宙速度是环绕的最大速度，故伴飞小卫星绕地球沿圆轨道运动的
16、速度比第一宇宙速度小，B 错误；根据万有引力提供向心力，可得公式 a，可得出随着高度的增加，加速度减小，C 正确；宇航员在太空中所受GMr2地球的万有引力作用完全提供向心力，处于完全失重状态，D 错误答案：AC8(2017 届湖北黄冈中学模拟)关于万有引力和天体运动，下列说法中正确的是( )A人造地球卫星从半径较小的圆轨道变轨到半径较大的圆轨道后，卫星的速度和加速度都变小，卫星的周期和机械能都变大B若两个未知天体近地卫星的周期相等，则这两个未知天体的平均密度也相等C在宇宙中行星的死亡与瓦解的全过程是非常罕见的，而由万有引力的知识可以得出：行星之所以会瓦解主要是因为行星绕中心天体运行的公转速度过大D若已知地球表
