（四川专用）高考物理一轮复习 第四章 课时跟踪检测（十五）天体运动与人造卫星.DOC

课时跟踪检测(十五)天体运动与人造卫星对点训练：宇宙速度的理解与计算1(2014福建高考)若有一颗“宜居”行星，其质量为地球的p倍，半径为地球的q倍，则该行星卫星的环绕速度是地球卫星环绕速度的()a倍b倍c倍 d倍2(2015宜春模拟)2014年3月8日凌晨，从吉隆坡飞往北京的马航mh370航班起飞后与地面失去联系，机上有154名中国人。之后，中国紧急调动了海洋、风云、高分、遥感等4个型号近10颗卫星为地面搜救行动提供技术支持。假设“高分一号”卫星与同步卫星、月球绕地球运行的轨道都是圆，它们在空间的位置示意图如图1所示。下列有关“高分一号”的说法正确的是 () 图1a其发射速度可能小于7.9 km/sb绕地球运行的角速度比月球绕地球运行的大c绕地球运行的周期比同步卫星的大d在运行轨道上完全失重，重力加速度为0对点训练：卫星运行参量的分析与比较3(2014浙江高考)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t2最接近于()a15天b25天c35天 d45天4(2015赣州模拟)如图2所示，轨道是近地气象卫星轨道，轨道是地球同步卫星轨道，设卫星在轨道和轨道上都绕地心做匀速圆周运动，运行的速度大小分别是v1和v2，加速度大小分别是a1和a2则() 图2av1v2a1a2bv1v2a1a2cv1v2a1a2dv1v2a1a25(多选)截止到2014年2月全球定位系统gps已运行了整整25年，是现代世界的奇迹之一。gps全球定位系统有24颗卫星在轨运行，每个卫星的环绕周期为12小时。gps系统的卫星与地球同步卫星相比较，下面说法正确的是() 图3agps系统的卫星轨道半径是地球同步卫星半径的倍bgps系统的卫星轨道半径是地球同步卫星半径的倍cgps系统的卫星线速度是地球同步卫星线速度的倍dgps系统的卫星线速度是地球同步卫星线速度的倍6如图4建筑是厄瓜多尔境内的“赤道纪念碑”。设某人造地球卫星在赤道上空飞行，卫星的轨道平面与地球赤道重合，飞行高度低于地球同步卫星。已知卫星轨道半径为r，飞行方向与地球的自转方向相同，设地球的自转角速度为0，地球半径为r，地球表面重力加速度为g，某时刻卫星通过这一赤道纪念碑的正上方，该卫星过多长时间再次经过这个位置？() 图4a bc d对点训练：卫星变轨问题分析7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小时轨道”和“72小时轨道”；最后奔向月球。如果按圆形轨道计算，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8(多选)(2013全国卷)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如不加干预，天宫一号的轨道高度将缓慢降低d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9(多选)(2015青岛模拟)我国于2013年12月发射了“嫦娥三号”卫星，该卫星在距月球表面h处的环月轨道上做匀速圆周运动，其运行的周期为t，随后“嫦娥三号”在该轨道上a点采取措施，降至近月点高度为h的椭圆轨道上，如图5所示。若以r表示月球的半径，忽略月球自转及地球对卫星的影响。则下述判断正确的是() 图5a月球的质量为b月球的第一宇宙速度为c“嫦娥三号”在环月轨道上需加速才能降至椭圆轨道d“嫦娥三号”在图中椭圆轨道上的周期为t对点训练：宇宙多星系统问题10.(多选)(2015广西三校联考)如图6所示，两颗靠得很近的天体组合为双星，它们以两者连线上的某点为圆心，做匀速圆周运动，以下说法中正确的是() 图6a它们做圆周运动的角速度大小相等b它们做圆周运动的线速度大小相等c它们的轨道半径与它们的质量成反比d它们的轨道半径与它们的质量的平方成反比11(多选)(2015聊城模拟)如图7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() 图7a甲星所受合外力为b乙星所受合外力为c甲星和丙星的线速度相同d甲星和丙星的角速度相同对点训练：天体运动的综合问题122014年8月11日，天空出现了“超级月亮”，这是月球运动到了近地点的缘故。然后月球离开近地点向着远地点而去，“超级月亮”也与我们渐行渐远。在月球从近地点到达远地点的过程中，下面说法正确的是() 图8a月球运动速度越来越大b月球的向心加速度越来越大c地球对月球的万有引力做正功d虽然离地球越来越远，但月球的机械能不变13.(2015东北三省四市模拟)假设在宇宙中存在这样三个天体a、b、c，它们在一条直线上，天体a离天体b的高度为某值时，天体a和天体b就会以相同的角速度共同绕天体c运转，且天体a和天体b绕天体c运动的轨道都是圆轨道，如图9所示。以下说法正确的是() 图9a天体a做圆周运动的加速度小于天体b做圆周运动的加速度b天体a做圆周运动的线速度小于天体b做圆周运动的线速度c天体a做圆周运动的向心力大于天体c对它的万有引力d天体a做圆周运动的向心力等于天体c对它的万有引力14(2015上饶模拟)2013年12月2日1时30分，搭载嫦娥三号探测器的长征三号乙火箭点火升空。假设为了探测月球，载着登陆舱的探测飞船在以月球中心为圆心，半径为r1的圆轨道上运动，周期为t1，总质量为m1登陆舱随后脱离飞船，变轨到离月球更近的半径为r2的圆轨道上运动，此时登陆舱的质量为m2。最终在月球表面实现软着陆、无人探测及月夜生存三大创新。若以r表示月球的半径，忽略月球自转及地球对卫星的影响。则下列有关说法正确的是()a月球表面的重力加速度g月b月球的第一宇宙速度为c登陆舱在半径为r2轨道上的周期t2t1d登陆舱在半径为r1与半径为r2的轨道上的线速度之比为 15(多选)(2014广东高考)如图10所示，飞行器p绕某星球做匀速圆周运动。星球相对飞行器的张角为。下列说法正确的是() 图10a轨道半径越大，周期越长b轨道半径越大，速度越大c若测得周期和张角，可得到星球的平均密度d若测得周期和轨道半径，可得到星球的平均密度答案1选c卫星绕中心天体做圆周运动时，万有引力充当向心力，即gm，得v ，可见环绕速度与中心天体质量与半径比值的平方根成正比，题述行星卫星的环绕速度是地球卫星环绕速度的 倍，c项正确。2选b在地球上发射卫星的最小速度为7.9 km/s，a错误；由m2rmr可得： ，t ，“高分一号”的轨道半径小于同步卫星和月球的轨道半径，因此，“高分一号”的角速度比月球绕地球运行的大，绕行周期比同步卫星的小，b正确，c错误；卫星在运行轨道上的加速度等于所在处的重力加速度，处于完全失重状态，重力加速度不为零，d错误。3选b由开普勒第三定律可得，解得t2t16.39 24.5(天)，故选b。本题也可利用万有引力定律对“卡戎星”和小卫星分别列方程，联立方程组求解。4选b根据gmma，可知v ，a，所以v1v2，a1a2。选项b正确。5选bd万有引力是卫星围绕地球转动的向心力，gm()2r，卫星运动的周期t2，设gps系统的卫星半径为r1，周期为t1，同步卫星半径为r2，周期为t2，根据周期公式解得，a错误，b正确；，c错误，d正确。6选d用表示卫星的角速度，用m、m分别表示卫星及地球的质量，则有mr2，在地面上，有gmg，联立解得，卫星高度低于同步卫星高度，则0，用t表示所需时间，则t0t2，所以t，d正确。7选d“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，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。8选bc本题考查人造地球卫星的运行规律，意在考查考生对万有引力定律的理解和对牛顿第二定律的应用能力。神舟九号和天宫一号在近地轨道上运行的速度都小于第一宇宙速度，选项a错误；由于空间存在稀薄气体，若不对两者干预，其动能将增加，轨道半径减小，选项b、c正确；由于天宫一号做匀速圆周运动，航天员受到的万有引力全部提供其做圆周运动的向心力，处于完全失重状态，选项d错误。9选abd“嫦娥三号”卫星在轨道上做匀速圆周运动，由m(rh)可得：月球质量m，a正确。由m可求出月球第一宇宙速度为v ，b正确；“嫦娥三号”卫星在环月轨道上需要减速做近心运动，才能降至椭圆轨道上，c错误；由开普勒第三定律可得：，可得：tt，d正确。10选ac它们做圆周运动的角速度大小相等，线速度大小不一定相等，选项a正确b错误；由maa2rambb2rb，它们的轨道半径与它们的质量成反比，选项c正确d错误。11选ad甲星所受合外力为乙、丙对甲星的万有引力的合力，f甲，a正确；由对称性可知，甲、丙对乙星的万有引力等大反向，乙星所受合力为0，b错误；由于甲、乙位于同一直线上，甲、乙的角速度相同，由vr可知，甲、乙两星的线速度大小相同，但方向相反，故c错误，d正确。12选d根据开普勒定律，近地点到达远地点过程中，速度逐渐减小，万有引力做负功，a、c错误；因为随着地月之间距离变大，万有引力减小，向心加速度也变小，b错误；月球运动过程只有万有引力做功，机械能守恒，d正确。13选c由于天体a、b绕天体c运动的轨道都是圆轨道，根据a2r，vr可知选项a、b错误；天体a做圆周运动的向心力是由天体b和c对其引力的合力提供的，所以选项c正确，d错误。14选c由mr1，mg月可得