（天津专用）2020届高考物理一轮复习考点规范练19天体运动的三类问题（含解析）新人教版.docx

考点规范练19天体运动中的三类问题一、单项选择题1.长征七号将遨龙一号空间碎片主动清理器送入轨道,遨龙一号可进行主动变轨,捕获绕地球运动的空间碎片,若遨龙一号要捕获更高轨道的空间碎片,则遨龙一号()A.需从空间碎片后方加速B.需从空间碎片前方减速C.变轨时的机械能不变D.变轨到空间碎片轨道并捕获空间碎片后,仍沿空间碎片轨道运动,其加速度将变大2.(2018天津一模)如图所示,人造卫星A、B在同一平面内绕地心O做匀速圆周运动,已知A、B连线与A、O连线间的夹角最大为,则卫星A、B的线速度之比为()A.sin B.1sinC.sinD.1sin二、多项选择题3.如图所示,在发射地球同步卫星的过程中,卫星首先进入椭圆轨道,然后在Q点通过改变卫星速度,让卫星进入地球同步轨道,则()A.该卫星的发射速度必定大于11.2 km/sB.卫星在同步轨道上的运行速度大于7.9 km/sC.在轨道上,卫星在P点的速度大于在Q点的速度D.卫星在Q点通过加速实现由轨道进入轨道4.(2018河南平顶山高三联考)图中的甲是地球赤道上的一个物体、乙是神舟六号宇宙飞船(周期约90 min)、丙是地球的同步卫星,它们运行的轨道示意图如图所示,它们都绕地心做匀速圆周运动。下列有关说法正确的是()A.它们运动的向心加速度大小关系是a乙a丙a甲B.它们运动的线速度大小关系是v乙v丙v甲C.已知甲运动的周期T甲=24 h,可计算出地球的密度=3GT甲2D.已知乙运动的周期T乙及轨道半径r乙,可计算出地球质量M=42r乙3GT乙25.(2018陕西咸阳二模)嫦娥三号从距月面高度为100 km的环月圆轨道上的P点实施变轨,进入近月点高度为15 km的椭圆轨道,由近月点Q成功落月,如图所示。关于嫦娥三号,下列说法正确的是()A.沿轨道运动至P点时,需制动减速才能进入轨道B.沿轨道运行的周期大于沿轨道运行的周期C.沿轨道运动时,在P点的加速度大于在Q点的加速度D.在轨道上由P点运行到Q点的过程中,万有引力对其做正功,它的动能增加,重力势能减少,机械能不变三、非选择题6.中国的“神舟”系列飞船,目前已经达到或优于国际第三代载人飞船技术,其发射过程简化如下:飞船在酒泉卫星发射中心发射,由长征运载火箭送入近地点为A、远地点为B的椭圆轨道上,A点距地面的高度为h1,飞船飞行5圈后进行变轨,进入预定圆轨道,如图所示。设飞船在预定圆轨道上飞行n圈所用时间为t,若已知地球表面重力加速度为g,地球半径为R,求:(1)飞船在B点经椭圆轨道进入预定圆轨道时是加速还是减速?(2)飞船经过椭圆轨道近地点A时的加速度大小。(3)椭圆轨道远地点B距地面的高度h2。7.(2018安徽安庆模拟)发射宇宙飞船的过程要克服引力做功,已知将质量为m的飞船在距地球中心无限远处移到距地球中心为r处的过程中,引力做功为W=GMmr,飞船在距地球中心为r处的引力势能公式为Ep=-GMmr,式中G为引力常量,M为地球质量。若在地球的表面发射一颗人造地球卫星,发射的速度很大,此卫星可以上升到离地心无穷远处(即地球引力作用范围之外),这个速度称为第二宇宙速度(也称逃逸速度)。试推导第二宇宙速度的表达式。考点规范练19天体运动的三类问题1.A解析遨龙一号轨道半径小,需从空间碎片后方加速,使其进入高轨道,选项A正确,B错误;遨龙一号变轨时,速度增大,机械能增大,选项C错误;轨道高度不变时,由GMmR2=ma,得a=GMR2,加速度大小与运动物体质量无关,选项D错误。2.C解析由题图可知,当A、B连线与B所在的圆周相切时A、B连线与A、O连线的夹角最大,由几何关系可知,sin=rBrA;根据GMmr2=mv2r可知,v=GMr,故vAvB=rBrA=sin,选项C正确。3.CD解析第一宇宙速度v1=7.9km/s既是人造地球卫星的最大环绕速度,又是最小的发射速度;当发射速度7.9km/sv11.2km/s时,卫星绕地球做椭圆轨道运动,故选项A、B均错误;卫星在椭圆轨道上运动时,近地点速度大于远地点速度,故选项C正确;因为卫星在椭圆轨道上的能量小于在圆轨道上的能量,因此在Q点实现变轨时必须通过加速才能实现,故选项D正确。4.AD解析甲=丙、r甲r丙,由a=r2、v=r知,线速度v甲v丙,向心加速度a甲a丙;乙和丙都在地球的引力作用下绕地球做圆周运动,万有引力提供向心力,a=GMr2,v=GMr,r乙a丙,v乙v丙,故选项A正确,B错误;对于甲物体,万有引力的一个分力提供向心力,假设地球半径为R,质量为M,那么赤道上质量为m的物体受到的万有引力F=GMmR2,而物体做匀速圆周运动的向心力公式F向=m42RT2。C项中告诉我们周期T甲,故有GMmR2m42RT甲2,可得MR342GT甲2,密度=M43R33GT甲2,选项C错误;对于乙物体,万有引力提供向心力,有GMmr乙2=m42r乙T乙2,可得M=42r乙3GT乙2,故选项D正确。5.AD解析在轨道上运动,从P点变轨,可知嫦娥三号做近心运动,在P点应该制动减速以减小所需向心力,通过做近心运动减小轨道半径,故A正确;除点P外,轨道的半长轴小于轨道的半径,根据开普勒第三定律可知沿轨道运行的周期小于沿轨道运行的周期,故B错误;在轨道上运动时,卫星只受万有引力作用,在P点的万有引力比在Q点的小,故在P点的加速度小于在Q点的加速度,故C错误;在轨道上由P点运行到Q点的过程中,万有引力对嫦娥三号做正功,嫦娥三号的速度逐渐增大,动能增加,重力势能减少,机械能不变,故D正确。6.解析(1)飞船在B点经椭圆轨道进入预定圆轨道时要由向心运动变为匀速圆周运动需要加速以提高所需的向心力。(2)地球表面重力有m0g=GMm0R2根据牛顿第二定律有:GMm(R+h1)2=maA由式联立解得,飞船经过椭圆轨道近地点A时的加速度大小为aA=gR2(R+h1)2。(3)飞船在预定圆轨道上飞行时由万有引力提供向心力,有GMm(R+h2)2=m42T2(R+h2)由题意可知,飞船在预定圆轨道上运行的周期为T=tn由式联立解得:h2=3gR2t24n22-R。答案(1)加速(2)gR2(R+h1)2(3)3gR2t24n22-R