《高三物理二轮复习 课前诊断-天体运动-人教版高三物理试题》由会员分享，可在线阅读，更多相关《高三物理二轮复习 课前诊断-天体运动-人教版高三物理试题（11页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、课前诊断天体运动考点一天体质量和密度的估算1.考查天体质量的估算(2016六安一中模拟)我国航天事业取得了突飞猛进地发展，航天技术位于世界前列，在航天控制中心对其正上方某卫星测控时，测得从发送“操作指令”到接收到卫星“已操作”的信息需要的时间为2t(设卫星接收到“操作指令”后立即操作，并立即发送“已操作”的信息到控制中心)，测得该卫星运行周期为T，地球半径为R，电磁波的传播速度为c，由此可以求出地球的质量为()A.B.C. D.解析：选B由xvt可得：卫星与地球的距离为xc(2t)ct卫星的轨道半径为：rRxRct；由万有引力公式可得：Gmr解得：M故B正确。2考查天体密度的估算(2014全国
2、卷)假设地球可视为质量均匀分布的球体。已知地球表面重力加速度在两极的大小为g0，在赤道的大小为g；地球自转的周期为T，引力常量为G。地球的密度为()A. B.C. D.解析：选B根据万有引力与重力的关系解题。物体在地球的两极时，mg0G，物体在赤道上时，mgm2RG，以上两式联立解得地球的密度。故选项B正确，选项A、C、D错误。3考查天体密度的估算与比较(2016安阳二模)“嫦娥五号”探测器由轨道器、返回器、着陆器等多个部分组成。探测器预计在2017年由“长征五号”运载火箭在中国文昌卫星发射中心发射升空，自动完成月面样品采集，并从月球起飞，返回地球，带回约2 kg月球样品。某同学从网上得到一些
3、信息，如表中数据所示，请根据题意，判断地球和月球的密度之比为()月球半径R0月球表面处的重力加速度g0地球和月球的半径之比4地球表面和月球表面的重力加速度之比6A. B.C4 D6解析：选B在地球表面，重力等于万有引力，则有Gmg，解得M，故密度为，同理，月球的密度为0，故地球和月球的密度之比为6，选项B正确。4考查天体质量和密度的估算与运动学规律的综合(2016哈尔滨三中模拟)宇航员站在某一星球上，将一个小球距离星球表面h高度处由静止释放使其做自由落体运动，经过t时间后小球到达星球表面，已知该星球的半径为R，引力常量为G，则下列选项正确的是()A该星球的质量为B该星球表面的重力加速度为C该星
4、球的第一宇宙速度为D通过以上数据无法确定该星球的密度解析：选A小球做自由落体运动，则有hgt2，解得该星球表面的重力加速度g，故B错误；对星球表面的物体，万有引力等于重力，即Gmg，可得该星球的质量M，故A正确；该星球的第一宇宙速度v ，故C错误；该星球的密度，故D错误。考点二卫星运行参量的比较5.考查不同轨道的卫星运行参量大小比较(2016连云港高三期末)2015年9月20日，我国成功发射“一箭20星”，在火箭上升的过程中分批释放卫星，使卫星分别进入离地200600 km高的轨道。轨道均视为圆轨道，下列说法正确的是()A离地近的卫星比离地远的卫星运动速率小B离地近的卫星比离地远的卫星向心加速
5、度小C上述卫星的角速度均大于地球自转的角速度D同一轨道上的卫星受到的万有引力大小一定相同解析：选C卫星做匀速圆周运动，根据牛顿第二定律，有：Gm，解得：v ，故离地近的卫星比离地远的卫星运动速率大，故A错误；卫星做匀速圆周运动，根据牛顿第二定律，有：Gma，解得：a，故离地近的卫星比离地远的卫星向心加速度大，故B错误；卫星做匀速圆周运动，根据牛顿第二定律，有：Gm2r，解得： ，同步卫星的角速度等于地球自转的角速度，同步卫星的轨道离地面高度约为36 000千米，卫星分别进入离地200600 km高的轨道，是近地轨道，故角速度大于地球自转的角速度，故C正确；由于卫星的质量不一定相等，故同一轨道上
6、的卫星受到的万有引力大小不一定相等，故D错误。6考查椭圆轨道卫星及运行参量的比较(2016佛山模拟)如图所示，曲线是一颗绕地球做圆周运动卫星轨道的示意图，其半径为R；曲线是一颗绕地球做椭圆运动卫星轨道的示意图，O点为地球球心，AB为椭圆的长轴，两轨道和地心都在同一平面内，已知在两轨道上运动的卫星的周期相等，万有引力常量为G，地球质量为M，下列说法正确的是()A椭圆轨道的长轴长度为RB卫星在轨道的速率为v0，卫星在轨道B点的速率为vB，则v0vBC卫星在轨道的加速度大小为a0，卫星在轨道A点加速度大小为aA，则a0 解析：选C根据开普勒第三定律得k，a为半长轴，已知卫星在两轨道上运动的卫星的周期
7、相等，所以椭圆轨道的长轴长度为2R，故A错误；B点为椭圆轨道的远地点，速度比较小，v0表示做匀速圆周运动的速度，v0vB，故B错误；根据牛顿第二定律得a，卫星在轨道距离地心的距离大于卫星在轨道A点距离地心的距离，所以a0aA，故C正确；若OA0.5R，则OB1.5R，人造卫星绕地球做匀速圆周运动，根据万有引力提供向心力，v ，如果卫星以OB为轨道半径做匀速圆周运动，v ，在轨道上，卫星在B点要减速，做近心运动，所以卫星在B点的速率vB ，故D错误。7考查赤道上物体与轨道卫星运行参量的比较与计算有a、b、c、d四颗地球卫星，a还未发射，在地球赤道上随地球表面一起转动，b处于地面附近近地轨道上正常
8、运动，c是地球同步卫星，d是高空探测卫星，设地球自转周期为24 h，所有卫星均视为匀速圆周运动，各卫星排列位置如图所示，则有()Aa的向心加速度等于重力加速度gBc在4 h内转过的圆心角是Cb在相同时间内转过的弧长最长Dd的运动周期有可能是23 h解析：选C同步卫星的周期必须与地球自转周期相同，角速度相同，则知a与c的角速度相同，根据a2r知，c的向心加速度大。由ma，得a，卫星的轨道半径越大，向心加速度越小，则同步卫星的向心加速度小于b的向心加速度，而b的向心加速度约为g，故知a的向心加速度小于重力加速度g，故A错误；c是地球同步卫星，周期是24 h，则c在4 h内转过的圆心角是，故B错误；
9、由m，得v ，卫星的半径越大，线速度越小，所以b的线速度最大，在相同时间内转过的弧长最长，故C正确；由开普勒第三定律k知，卫星的半径越大，周期越大，所以d的运动周期大于c的周期24 h，故D错误。8考查卫星向心加速度大小的比较(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()Aa2a3a1Ba2a1a3Ca3a1a2 Da3
10、a2a1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，故选项D正确。考点三卫星变轨问题9.考查卫星变轨及变轨前后运行参量的比较(2016九江市三十校联考)我国正在进行的探月工程是高新技术领域的一次重大科技活动，在探月工程中飞行器成功变轨至关重要。如图所示，假设月球半径为R，月球表面的重力加速度为g0，飞行器在距月球表面高度为3R的圆形轨道运动，到达轨道的A点点火变轨进入椭圆轨道，到达轨道的近月点B再次点火进入近月轨道绕月球做圆周运动，则()A飞行器在B点处点火后，动能增加B由已知条件不能求出飞行器在轨
11、道上运行周期C只有万有引力作用下，飞行器在轨道上通过B点的加速度大于在轨道上通过B点的加速度D飞行器在轨道上绕月球运行一周所需的时间为2解析：选D在椭圆轨道近地点变轨成为圆轨道，要实现这个运动应给飞船点火减速，减小所需的向心力，故点火后动能减小，故A错误；设飞船在近月轨道绕月球运行一周所需的时间为T3，则：mg0mR，解得：T32，根据几何关系可知，轨道的半长轴a2.5R，根据开普勒第三定律k以及轨道的周期可求出轨道的运行周期，故B错误，D正确。只有万有引力作用下，飞行器在轨道上通过B点的加速度与在轨道上通过B点的加速度相等，故C错误。10考查卫星的变轨与回收(2016三门峡市陕州中学检测)2
12、014年10月24日，“嫦娥五号”探测器发射升空，为计划于2017年左右发射的“嫦娥五号”探路，并在8天后以“跳跃式返回技术”成功返回地面。“跳跃式返回技术”指航天器在关闭发动机后进入大气层，依靠大气升力再次冲出大气层，降低速度后再进入大气层。如图所示，虚线为大气层的边界。已知地球半径R，地心到d点距离r，地球表面重力加速度为g。下列说法正确的是()A“嫦娥五号”在b点处于完全失重状态B“嫦娥五号”在d点的加速度小于C“嫦娥五号”在a点速率大于在c点的速率D“嫦娥五号”在c点速率大于在e点的速率解析：选C“嫦娥五号”沿abc轨迹做曲线运动，曲线运动的合力指向曲线弯曲的内侧，所以在b点合力向上，
13、即加速度向上，因此“嫦娥五号”在b点处于超重状态，故A错误。在d点，“嫦娥五号”的加速度a，又GMgR2，所以a，故B错误。“嫦娥五号”从a点到c，万有引力不做功，由于阻力做功，则a点速率大于c点速率，故C正确。从c点到e点，没有空气阻力，机械能守恒，则c点速率和e点速率相等，故D错误。11考查卫星变轨前后速率与能量的比较探月卫星绕地运行一段时间后，离开地球飞向月球。如图所示是绕地飞行的三条轨道，轨道1是近地圆形轨道，2和3是变轨后的椭圆轨道。A点是轨道2的近地点，B点是轨道2的远地点，卫星在轨道1的运行速率为7.7 km/s，则下列说法中正确的是()A卫星在轨道2经过A点时的速率一定小于7.
14、7 km/sB卫星在轨道2经过B点时的速率一定小于7.7 km/sC卫星在轨道3所具有的机械能小于在轨道2所具有的机械能D卫星在轨道3所具有的最大速率小于在轨道2所具有的最大速率解析：选B卫星从圆轨道1的A点变为椭圆轨道2的A点需要做离心运动，则要加速，故卫星在椭圆轨道2经过A点时的速率一定大于7.7 km/s，选项A错误。假设有一圆轨道2过B点，卫星在椭圆轨道2的B点的速率小于其所在圆轨道的速率，卫星在椭圆轨道2经过B点时的速率一定小于7.7 km/s，选项B正确。卫星运动到离地球越远的地方，需要的能量越大，具有的机械能也越大，则卫星在轨道3所具有的机械能大于在轨道2所具有的机械能，选项C错
15、误。根据开普勒第二定律可知椭圆轨道上近地点的速度最大，远地点的速度最小，则椭圆轨道3和2的最大速率都出现在A点，而从轨道1变成轨道2和3都要做离心运动，速度越大，做离心运动离圆心越远，故卫星在轨道3所具有的最大速率大于在轨道2所具有的最大速率，选项D错误。12考查卫星的变轨与对接问题(多选)(2016河南省实验中学模拟)“神舟十号”与“天宫一号”已5次成功实现交会对接。如图所示，交会对接前“神舟十号”飞船先在较低圆轨道1上运动，在适当位置经变轨与在圆轨道2上运动的“天宫一号”对接。M、Q两点在轨道1上，P点在轨道2上，三点连线过地球球心，把飞船的加速过程简化为只做一次短时加速。下列关于“神舟十号”变轨过程的描述，正确的有()A“神舟十号”在
