高考物理一轮复习 课时跟踪检测（十六）天体运动与人造卫星（重点班）.doc

课时跟踪检测（十六） 天体运动与人造卫星a级保分题目巧做快做1多选(2017江苏高考)“天舟一号”货运飞船于2017年4月20日在文昌航天发射中心成功发射升空。与“天宫二号”空间实验室对接前，“天舟一号”在距地面约380 km的圆轨道上飞行，则其()a角速度小于地球自转角速度b线速度小于第一宇宙速度c周期小于地球自转周期d向心加速度小于地面的重力加速度解析：选bcd“天舟一号”在距地面约380 km的圆轨道上飞行时，由gm2r可知，半径越小，角速度越大，则其角速度大于同步卫星的角速度，即大于地球自转的角速度，a项错误；由于第一宇宙速度是最大环绕速度，因此“天舟一号”在圆轨道的线速度小于第一宇宙速度，b项正确；由t可知，“天舟一号”的周期小于地球自转周期，c项正确；由gmg，gma可知，向心加速度a小于地球表面的重力加速度g，d项正确。2.多选(2017全国卷)如图，海王星绕太阳沿椭圆轨道运动，p为近日点，q为远日点，m、n为轨道短轴的两个端点，运行的周期为t0。若只考虑海王星和太阳之间的相互作用，则海王星在从p经m、q到n的运动过程中()a从p到m所用的时间等于b从q到n阶段，机械能逐渐变大c从p到q阶段，速率逐渐变小d从m到n阶段，万有引力对它先做负功后做正功解析：选cd在海王星从p到q的运动过程中，由于引力与速度的夹角大于90，因此引力做负功，根据动能定理可知，速度越来越小，c项正确；海王星从p到m的时间小于从m到q的时间，因此从p到m的时间小于，a项错误；由于海王星运动过程中只受到太阳引力作用，引力做功不改变海王星的机械能，即从q到n的运动过程中海王星的机械能守恒，b项错误；从m到q的运动过程中引力与速度的夹角大于90，因此引力做负功，从q到n的过程中，引力与速度的夹角小于90，因此引力做正功，即海王星从m到n的过程中万有引力先做负功后做正功，d项正确。3.多选据印度时报报道，目前，印度政府2017年电子预算文件显示，火星登陆计划暂定于20212022年。在不久的将来，人类将登陆火星，建立基地。用运载飞船给火星基地进行补给，就成了一项非常重要的任务。其中一种设想的补给方法：补给飞船从地球起飞，到达月球基地后，卸下部分补给品。再从月球起飞，飞抵火星。在到达火星近地轨道后，“空投补给品”，补给飞船在不着陆的情况下完成作业，返回地球。下列说法正确的是()a补给飞船从月球起飞时的发射速度要达到7.9 km/sb“空投补给品”要给补给品减速c补给飞船不在火星上着陆原因是为了节省能量d补给飞船卸下部分补给品后，因为受到的万有引力减小，所以要做离心运动解析：选bc月球的质量和重力加速度小于地球质量及地球上的重力加速度，补给飞船从月球起飞时的发射速度不用达到7.9 km/s，选项a错误；从高轨道变轨到低轨道，需要减速，所以“空投补给品”要给补给品减速，选项b正确；补给飞船不在火星上着陆，可以节省因发射而耗费的能量，选项c正确；补给飞船卸下部分补给品后，仍做圆周运动，选项d错误。4(2018福州一中模拟)引力波的发现证实了爱因斯坦100年前所做的预测。1974年发现了脉冲双星间的距离在减小就已间接地证明了引力波的存在。如果将该双星系统简化为理想的圆周运动模型，如图所示，两星球在相互的万有引力作用下，绕o点做匀速圆周运动。由于双星间的距离减小，则()a两星的运动周期均逐渐减小b两星的运动角速度均逐渐减小c两星的向心加速度均逐渐减小d两星的运动线速度均逐渐减小解析：选a双星做匀速圆周运动具有相同的角速度，靠相互间的万有引力提供向心力。根据gm1r12m2r22，知m1r1m2r2，知轨道半径比等于质量之反比，双星间的距离减小，则双星的轨道半径都变小，根据万有引力提供向心力，知角速度变大，周期变小，故a正确，b错误；根据gm1a1m2a2知，l变小，则两星的向心加速度均增大，故c错误；根据gm1，解得v1 ，由于l平方的减小比r1的减小量大，则线速度增大，故d错误。5多选(2018莆田六中月考)在轨道上运动的质量为m的人造地球卫星，它到地面的距离等于地球半径r，地面上的重力加速度为g，忽略地球自转影响，则()a卫星运动的速度大小为b卫星运动的周期为4 c卫星运动的向心加速度大小为gd卫星轨道处的重力加速度为g解析：选bd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，设地球质量为m、卫星的轨道半径为r，则mm2rmam又r2r忽略地球自转的影响有mg，所以卫星运动的速度大小为v ，故a错误；t2 4 ，故b正确；a，故c错误；卫星轨道处的重力加速度为，故d正确。6.(2016天津高考)我国即将发射“天宫二号”空间实验室，之后发射“神舟十一号”飞船与“天宫二号”对接。假设“天宫二号”与“神舟十一号”都围绕地球做匀速圆周运动，为了实现飞船与空间实验室的对接，下列措施可行的是()a使飞船与空间实验室在同一轨道上运行，然后飞船加速追上空间实验室实现对接b使飞船与空间实验室在同一轨道上运行，然后空间实验室减速等待飞船实现对接c飞船先在比空间实验室半径小的轨道上加速，加速后飞船逐渐靠近空间实验室，两者速度接近时实现对接d飞船先在比空间实验室半径小的轨道上减速，减速后飞船逐渐靠近空间实验室，两者速度接近时实现对接解析：选c飞船在同一轨道上加速追赶空间实验室时，速度增大，所需向心力大于万有引力，飞船将做离心运动，不能实现与空间实验室的对接，选项a错误；同理，空间实验室在同一轨道上减速等待飞船时，速度减小，所需向心力小于万有引力，空间实验室做近心运动，也不能实现对接，选项b错误；当飞船在比空间实验室半径小的轨道上加速时，飞船做离心运动，逐渐靠近空间实验室，可实现对接，选项c正确；当飞船在比空间实验室半径小的轨道上减速时，飞船将做近心运动，远离空间实验室，不能实现对接，选项d错误。7多选在地球表面以初速度v0竖直向上抛出一个小球，经时间t后回到出发点。假如宇航员登上某个与地球差不多大小的行星表面，仍以初速度v0竖直向上抛出一个小球，经时间4t后回到出发点。则下列说法正确的是()a这个行星的质量与地球质量之比为12b这个行星的第一宇宙速度与地球的第一宇宙速度之比为12c这个行星的密度与地球的密度之比为14d这个行星的自转周期与地球的自转周期之比为12解析：选bc行星表面与地球表面的重力加速度之比为 ，行星质量与地球质量之比为，故a错误；这个行星的第一宇宙速度与地球的第一宇宙速度之比为 ，故b正确；这个行星的密度与地球的密度之比为 ，故c正确；无法求出这个行星的自转周期与地球的自转周期之比，故d错误。8.(2017浙江4月选考)火箭发射回收是航天技术的一大进步。如图所示，火箭在返回地面前的某段运动，可看成先匀速后减速的直线运动，最后撞落在地面上。不计火箭质量的变化，则()a火箭在匀速下降过程中，机械能守恒b火箭在减速下降过程中，携带的检测仪器处于失重状态c火箭在减速下降过程中合力做功等于火箭机械能的变化d火箭着地时，火箭对地的作用力大于自身的重力解析：选d匀速下降过程动能不变，重力势能减少，所以机械能不守恒，选项a错误；减速下降时加速度向上，所以携带的检测仪器处于超重状态，选项b错误；火箭着地时，火箭对地的作用力大于自身的重力，选项d正确；合外力做功等于动能改变量，选项c错误。9.多选(2018西北师大附中模拟)宇航员在某星球表面以初速度2.0 m/s 水平抛出一物体，并记录下物体的运动轨迹，如图所示，o为抛出点，若该星球半径为4 000 km，引力常量g6.671011 nm2kg2，则下列说法正确的是()a该星球表面的重力加速度为4.0 m/s2b该星球的质量为2.41023 kgc该星球的第一宇宙速度为4.0 km/sd若发射一颗该星球的同步卫星，则同步卫星的绕行速度一定大于4.0 km/s解析：选ac根据平抛运动的规律：hgt2，xv0t，解得g4.0 m/s2，a正确；在星球表面，重力近似等于万有引力，得m9.61023 kg，b错误；由mg得第一宇宙速度为v4.0 km/s，c正确；第一宇宙速度为最大的环绕速度，d错误。10多选使物体成为卫星的最小发射速度称为第一宇宙速度v1，而使物体脱离星球引力所需要的最小发射速度称为第二宇宙速度v2，v2与v1的关系是v2v1，已知某星球半径是地球半径r的，其表面的重力加速度是地球表面重力加速度g的，地球的平均密度为，不计其他星球的影响，则()a该星球上的第一宇宙速度为b该星球上的第二宇宙速度为c该星球的平均密度为d该星球的质量为解析：选bc设地球的质量为m，使质量为m的物体成为其卫星的第一宇宙速度满足：mggm，解得：gmgr2，v1 ，某星球的质量为m，半径为r，表面的重力加速度为g，同理有：gmgr2，解得：mm，该星球上的第一宇宙速度为：v1 ，故选项a错误；该星球上的第二宇宙速度为：v2v1，故选项b正确；由球体体积公式vr3和质量与密度的关系式可知，mr3，解得：mr3，故选项c正确，d错误。b级拔高题目稳做准做11.多选2017年1月24日，报道称，俄航天集团决定将“质子m”运载火箭的发动机召回沃罗涅日机械制造厂。若该火箭从p点发射后不久就失去了动力，火箭到达最高点m后又返回地面的q点，并发生了爆炸，已知引力常量为g，地球半径为r。不计空气阻力，下列说法正确的是()a火箭在整个运动过程中，在m点的速率最大b火箭在整个运动过程中，在m点的速率小于7.9 km/sc火箭从m点运动到q点(爆炸前)的过程中，火箭的机械能守恒d已知火箭在m点的速度为v，m点到地球表面的距离为h，则可求出地球的质量解析：选bc火箭在失去动力后，在m点的速率最小，选项a错误；火箭从m点运动到q点(爆炸前)的过程中，只有万有引力做功，火箭的机械能守恒，选项c正确；7.9 km/s是最大的环绕速度，火箭在整个运动过程中，在m点的速率小于7.9 km/s，选项b正确；火箭做的不是圆周运动，根据选项d中给出的条件，无法求出地球的质量，选项d错误。12(2018天津质检)地球赤道上有一物体随地球自转而做圆周运动，所受到的向心力为f1，向心加速度为a1，线速度为v1，角速度为1；绕地球表面附近做圆周运动的人造卫星(高度忽略)所受到的向心力为f2，向心加速度为a2，线速度为v2，角速度为2；地球同步卫星所受到的向心力为f3，向心加速度为a3，线速度为v3，角速度为3。假设三者质量相等，地球表面的重力加速度为g，第一宇宙速度为v，则()af1f2f3ba1a2ga3cv1v2vv3 d132解析：选d根据题意，研究对象三者质量相等，轨道半径r1r2r3。物体与近地人造卫星比较，由于赤道上物体受引力和支持力的合力提供向心力，而近地卫星只受万有引力，故f1f2，故a错误；由选项a的分析知道向心力f1f2，故由牛顿第二定律可知a1a2，故b错误；由a选项的分析知道向心力f1f2，根据向心力公式fm，由于m、r相等，故v1t2，再根据，有132，故d正确。13.(2018德阳一诊)2016年10月17日发射的“神舟十一号”飞船于10月19日与“天宫二号”顺利实现了对接。在对接过程中，“神舟十一号”与“天宫二号”的相对速度非常小，可以认为具有相同速率。它们的运动可以看作是绕地球的匀速圆周运动，设“神舟十一号”的质量为m，对接处距离地球表面高度为h，地球的半径为r，地球表面处的重力加速度为g，不考虑地球自转的影响，“神舟十一号”在对接时，下列结果正确的是()a对地球的引力大小为mgb向心加速度为gc周期为 d动能为解析：选c“神舟十一号”在对接处的重力加速度小于地球表面的重力加速度，对地球的引力小于mg，故a错误；在地球表面重力等于万有引力，有gmg，解得：gmgr2对接时，万有引力提供向心力，有gma联立式得：ag，故b错误；根据万有引力提供向心力，有gm(rh)联立得t，故c正确；根据万有引力提供向心力，gm动能ekmv2，故d错误。14.(2018鹰潭一模)我国首颗量子科学实验卫星于2016年8月16日1点40分成功发射。量子卫星成功运行后，我国将在世界上首次实现卫星和地面之间的量子通信，构建天地一体化的量子保密通信与科学实验体系。假设量子卫星轨道在赤道平面，如图所示。已知量子卫星的轨道半径是地球半径的m倍，同步卫星的轨道半径是地球半径的n倍，图中p点是地球赤道上一点，由此可知()a同步卫星与量子卫星的运行周期之比为 b同步卫星与p点的速度之比为 c量子卫星与同步卫星的速度之比为 d量子卫星与p点的速度之比为 解析：选d由开普勒第三定律得，又由题意知r量mr，r同nr，所以 ，故a错误；p为地球赤道上一点，p点角速度等于同步卫星的角速度，根据vr，所以有，故b错误；根据gm，得v，所以 ，故c错误；综合b、c，有v同nvp， ， 得 ，故d正确。15(2018河北定州中学模底)双星系统中两个星球a、b的质量都是m，相距l，它们正围