《江苏专版2019高考物理一轮复习课时跟踪检测十五天体运动与人造卫星》由会员分享，可在线阅读，更多相关《江苏专版2019高考物理一轮复习课时跟踪检测十五天体运动与人造卫星（7页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、1课时跟踪检测（十五）课时跟踪检测（十五） 天体运动与人造卫星天体运动与人造卫星对点训练：宇宙速度的理解与计算1(2018南通质检)某星球直径为d，宇航员在该星球表面以初速度v0竖直上抛一个物体，物体上升的最大高度为h，若物体只受该星球引力作用，则该星球的第一宇宙速度为( )A. B2v0 v0 2d hC. D. v0 2h dv0 2d h解析：选 D 星球表面的重力加速度为：g，根据万有引力定律可知：v02 2hGm，解得v；又Gmg，解得：v ，故选 D。Mm(d 2)2v2 d 22GM dMm(d 2)2v0 2d h2多选设想我国宇航员随“嫦娥”号登月飞船贴近月球表面做匀速圆周运
2、动，宇航员测出飞船绕行n圈所用的时间为t。登月后，宇航员利用身边的弹簧秤测出质量为m的物体重力G1。已知引力常量为G，根据以上信息可得到( )A月球的密度 B飞船的质量C月球的第一宇宙速度 D月球的自转周期解析：选 AC 设月球的半径为R，月球的质量为M。宇航员测出飞船绕行n圈所用的时间为t，则飞船的周期为T ，由GmR2t nMm R2(2 T)得到月球的质量M，所以月球的密度为，故42R3 GT2M 4 3R342R3 GT2 4 3R33 GT23n2 Gt2A 正确；根据万有引力提供向心力，列出等式中消去飞船的质量，所以无法求出飞船的质量，故 B 错误；设月球的第一宇宙速度大小为v，根
3、据v可以求得表面附近绕月球做2R T匀速圆周运动的速度，即可求出月球的第一宇宙速度，故 C 正确；根据万有引力提供向心力，不能求月球自转的周期。故 D 错误。3(2018黄冈中学模拟)已知某星球的第一宇宙速度与地球相同，其表面的重力加速度为地球表面重力加速度的一半，则该星球的平均密度与地球平均密度的比值为( )A12 B14 C21 D41解析：选 B 根据mgm得，第一宇宙速度v。因为该星球和地球的第一宇宙v2 RgR速度相同，表面的重力加速度为地球表面重力加速度的一半，则星球的半径是地球半径的22 倍。根据Gmg得，M，知星球的质量是地球质量的 2 倍。根据 知，Mm R2gR2 GM V
4、M 4 3R3星球的平均密度与地球平均密度的比值为 14，故 B 正确，A、C、D 错误。对点训练：卫星运行参量的分析与比较4.(2015山东高考)如图，拉格朗日点L1位于地球和月球连线上，处在该点的物体在地球和月球引力的共同作用下，可与月球一起以相同的周期绕地球运动。据此，科学家设想在拉格朗日点L1建立空间站，使其与月球同周期绕地球运动。以a1、a2分别表示该空间站和月球向心加速度的大小，a3表示地球同步卫星向心加速度的大小。以下判断正确的是( )Aa2a3a1 Ba2a1a3Ca3a1a2 Da3a2a1解析：选 D 空间站和月球绕地球运动的周期相同，由a2r知，a2a1；对地球(2 T)
5、同步卫星和月球，由万有引力定律和牛顿第二定律得Gma，可知a3a2，则a3a2a1，Mm r2故选项 D 正确。5多选(2018南京鼓楼区高三检测)GPS 导航系统可以为陆、海、空三大领域提供实时、全天候和全球性的导航服务，它是由周期约为 12 小时的卫星群组成。则 GPS 导航卫星与地球同步卫星相比( )A地球同步卫星的角速度大B地球同步卫星的轨道半径大CGPS 导航卫星的线速度大DGPS 导航卫星的向心加速度小解析：选 BC GPS 导航卫星周期小于同步卫星的周期，根据k可知，同步卫星的r3 T2轨道半径较大，周期较大，角速度较小，A 错误，B 正确；根据v ，可知同步卫星的GM r线速度
6、较小，C 正确；根据a可知，GPS 导航卫星的向心加速度较大，D 错误。GM r26(2018镇江模拟)我国“北斗”卫星导航定位系统将由 5 颗静止轨道卫星(同步卫星)和 30 颗非静止轨道卫星组成，30 颗非静止轨道卫星中有 27 颗是中轨道卫星，中轨道卫星轨道高度约为 2.15104 km，静止轨道卫星的高度约为 3.60104 km。下列说法正确的是( )A中轨道卫星的线速度大于 7.9 km/sB静止轨道卫星的线速度大于中轨道卫星的线速度3C静止轨道卫星的运行周期大于中轨道卫星的运行周期D静止轨道卫星的向心加速度大于中轨道卫星的向心加速度解析：选 C 第一宇宙速度是卫星近地面飞行时的速
7、度，由于中轨道卫星的轨道半径大于地球半径，故中轨道卫星的线速度小于第一宇宙速度 7.9 km/s，故 A 错误；根据万有引力提供向心力：Gm，解得：v ，静止轨道卫星轨道半径大于中轨道卫星轨Mm r2v2 rGM r道半径，所以静止轨道卫星的线速度小于中轨道卫星的线速度，故 B 错误；根据万有引力提供向心力：Gmr，解得：T ，静止轨道卫星轨道半径大于中轨道卫星Mm r242 T242r3 GM轨道半径，所以静止轨道卫星的运行周期大于中轨道卫星的运行周期，故 C 正确；根据万有引力提供向心力：Gma，解得：aG，静止轨道卫星轨道半径大于中轨道卫星轨道Mm r2M r2半径，所以静止轨道卫星的向
8、心加速度小于中轨道卫星的向心加速度，故 D 错误。7多选2012 年 6 月 18 日， “神舟九号”飞船与“天宫一号”目标飞行器在离地面343 km 的近圆形轨道上成功进行了我国首次载人空间交会对接。对接轨道所处的空间存在极其稀薄的大气，下列说法正确的是( )A为实现对接，两者运行速度的大小都应介于第一宇宙速度和第二宇宙速度之间B如不加干预，在运行一段时间后， “天宫一号”的动能可能会增加C航天员在“天宫一号”中处于失重状态，说明航天员不受地球引力作用D如不加干预， “天宫一号”的轨道高度将缓慢降低解析：选 BD 第一宇宙速度为在地表的环绕速度，随着飞船高度升高，环绕速度减小，即动能减小，势
9、能增加；第二宇宙速度为脱离地球引力的最小发射速度。飞行器在近圆轨道，而第一宇宙速度为最大环绕速度，因此飞行器不可能大于第一宇宙速度，故 A 项错误；飞船所处的空间有极其稀薄的大气，如不加干预，其轨道高度降低，速度增大，故 B 项正确；航天员仍受到地球的引力，只是引力全部提供向心力，不产生重力作用，故 C 项错误；飞船所处的空间有极其稀薄的大气，如不加干预，其轨道高度降低，故 D 正确。对点训练：卫星变轨问题分析8多选(2018唐山模拟)如图所示，地球卫星a、b分别在椭圆轨道、圆形轨道上运行，椭圆轨道在远地点A处与圆形轨道相切，则( )A卫星a的运行周期比卫星b的运行周期短B两颗卫星分别经过A点
10、处时，a的速度大于b的速度C两颗卫星分别经过A点处时，a的加速度小于b的加速度D卫星a在A点处通过加速可以到圆轨道上运行解析：选 AD 由于卫星a的运行轨道的半长轴比卫星b的运行轨道半长轴短，根据开普勒定律，卫星a的运行周期比卫星b的运行周期短，选项 A 正确；两颗卫星分别经过A4点处时，卫星a通过加速可以到圆轨道上运行，所以卫星a的速度小于卫星b的速度，选项 B 错误 D 正确；两颗卫星分别经过A点处时，由万有引力定律及牛顿第二定律得Gma，即卫星a的加速度等于卫星b的加速度，选项 C 错误。Mm r29.多选(2018扬州模拟)2013 年 12 月 2 日，探月工程“嫦娥三号”成功发射。
11、 “嫦娥三号”的主要任务有两个，一个是实现月面软着陆，二是实现月面巡视勘察。如图所示，设月球半径为R， “嫦娥三号”在半径为 4R的圆形轨道上做匀速圆周运动，到达轨道的A点时点火变轨进入椭圆轨道，到达轨道的近月点B时，再次点火进入近月轨道绕月做匀速圆周运动，则“嫦娥三号”( )A在轨道上的A点运行速率大于B点速率B在轨道上B点速率小于在轨道上B点的速率C在轨道上A点的加速度等于在轨道上A点的加速度D在轨道、轨道、轨道上运行的周期关系TTT解析：选 BC 在轨道上A点是远月点，而B点是近月点，从A向B运动引力对卫星做正功，卫星速度增大，故在A点速率小于在B点速率，故 A 错误；在轨道上经过B点时
12、，卫星做离心运动，所需向心力大于该点万有引力，而在轨道上经过B点时万有引力刚好提供圆周运动向心力，同在B点万有引力相等，根据向心力公式F可以知道，在mv2 R轨道上经过B点时的速度大，所以 B 选项正确；在A点卫星的加速度都是由万有引力产生，故同一点卫星的加速度相同，跟卫星轨道无关，所以 C 选项正确；根据万有引力提供圆周运动向心力有Gmr，可得圆轨道的周期T ，可得在圆轨道上周期Mm r242 T242r3 GM大于在圆轨道上的周期，故 D 错误。10.多选与嫦娥 1 号、2 号月球探测器不同，嫦娥 3 号是一次性进入距月球表面 100 km 高的圆轨道(不计地球对探测器的影响)，运行一段时
13、间后再次变轨，从 100 km 的环月圆轨道，降低到距月球 15 km 的近月点B、距月球 100 km 的远月点A的椭圆轨道，如图所示，为下一步月面软着陆做准备。关于嫦娥 3 号探测器下列说法正确的是( )A探测器在轨道经过A点的速度小于经过B点的速度B探测器沿轨道运动过程中，探测器中的科考仪器对其支持面没有压力C探测器从轨道变轨到轨道，在A点应加速D探测器在轨道经过A点时的加速度小于在轨道经过A点时的加速度解析：选 AB 探测器在轨道从A点到B点的过程，万有引力做正功，动能增大，经过A点的速度小于经过B点的速度，A 正确；探测器沿轨道运动过程中，科考仪器受到5的万有引力充当向心力，处于完全
14、失重状态，对其支持面没有压力，B 正确；在轨道经过A点的速度小于在轨道经过A点的速度，探测器从轨道变轨到轨道，在A点应减速，C 错误；万有引力提供向心力，探测器在轨道经过A点与在轨道经过A点时受到的万有引力相同，加速度相同，D 错误。对点训练：宇宙多星模型11.多选(2018聊城模拟)如图所示，甲、乙、丙是位于同一直线上的离其他恒星较远的三颗恒星，甲、丙围绕乙在半径为R的圆轨道上运行，若三颗星质量均为M，万有引力常量为G，则( )A甲星所受合外力为5GM2 4R2B乙星所受合外力为GM2 R2C甲星和丙星的线速度相同D甲星和丙星的角速度相同解析：选 AD 甲星所受合外力为乙、丙对甲星的万有引力
15、的合力，F甲GM2 R2，A 正确；由对称性可知，甲、丙对乙星的万有引力等大反向，乙星所受合GM2 2R25GM2 4R2力为 0，B 错误；由于甲、丙位于同一直线上，甲、丙的角速度相同，由vR可知，甲、丙两星的线速度大小相同，但方向相反，故 C 错误，D 正确。12多选(2018徐州调研)天文学家将相距较近、仅在彼此的引力作用下运行的两颗恒星称为双星。双星系统在银河系中很普遍。已知某双星系统中两颗恒星围绕它们连线上的某一固定点分别做匀速圆周运动，周期均为T，两颗恒星的质量不相等，它们之间的距离为r，引力常量为G。关于双星系统下列说法正确的是( )A两颗恒星做匀速圆周运动的半径均为r 2B两颗恒星做匀速圆周运动的线速度相等C双星中质量较小的恒星线速度大D这个双星系统的总质量为42r3 GT2解析：选 CD 双星做圆周运动的角速度大小相等，靠相互间的万有引力提供向心力，知向心力大小相等，则有：m1r12m2r22，则m1r1m2r2，因为两颗恒星的质量不等，则做圆周运动的半径不同。质量较小的恒星半径较大，由vr可知，质量较小的恒星线速度大，故 A、B 错误，C 正确。根据Gm1r1m2r2，联立两式解得：m1m2 r242 T242 T2m1m2，故 D 正确。42r3 GT26考点综合训练13
