2018高考物理复习专题训练四第4单元曲线运动万有引力与航天.docx

专题训练（四）第4单元 曲线运动 万有引力与航天 基础巩固12016湖北七市联考 人造地球卫星在绕地球做圆周运动的过程中，下列说法中正确的是()A卫星离地球越远，角速度越大B同一圆轨道上运行的两颗卫星的线速度大小一定相同C一切地球卫星运行的瞬时速度都大于7.9 km/sD地球同步卫星可以在以地心为圆心、离地高度为固定值的一切圆轨道上运动22016山东潍坊统一考试 卫星电话信号需要通过地球同步卫星传送，已知地球半径为r，无线电信号传播速度为c，月球绕地球运动的轨道半径为60r，运行周期为27天在地面上用卫星电话通话，从一方发出信号至对方接收到信号所需最短时间为()A. B. C. D.32016沈阳质检 某宇宙飞船绕某个未知星球做圆周运动，在轨道半径为r1的圆轨道上运动时周期为T.随后飞船变轨到半径为r2的圆轨道上运动，则飞船变轨后()A飞船的周期为TB飞船的周期为TC飞船的周期为TD飞船的周期为T42016长春质量检测 某国成功发射了一颗卫星，该卫星在近地点高度为494.6 km、远地点高度为500 km的轨道上运行，它的运行轨道可视为圆周，运行周期为94分24秒关于该卫星，下列表述正确的是()A该卫星轨道可以任意选择，地心不必在轨道平面内B该卫星的发射速度小于第一宇宙速度C该卫星在轨道上运行的速度大于地球同步卫星运行的速度D该卫星只需加速，即可追上同轨道运行的其他卫星52016石家庄调研检测 星球上的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，星球的第二宇宙速度v2与第一宇宙速度v1的关系是v2v1.已知某星球的半径为r，它表面的重力加速度为地球表面重加速度gE的，不计其他星球的影响，则该星球的第二宇宙速度为()A. B. C. D.gEr62016四川卷 国务院批复，自2016年起将4月24日设立为“中国航天日”.1970年4月24日我国首次成功发射的人造卫星“东方红一号”，目前仍然在椭圆轨道上运行，其轨道近地点高度约为440 km，远地点高度约为2060 km；1984年4月8日成功发射的“东方红二号”卫星运行在赤道上空35 786 km的地球同步轨道上设“东方红一号”在远地点的向心加速度为a1，“东方红二号”的向心加速度为a2，固定在地球赤道上的物体随地球自转的向心加速度为a3，则a1、a2、a3的大小关系为()图Z41Aa2a1a3 Ba3a2a1 Ca3a1a2 Da1a2a3 能力提升72016河北保定调研 两颗互不影响的行星P1、P2各有一颗近表卫星S1、S2绕其做匀速圆周运动图Z42中纵轴表示行星周围空间某位置的引力加速度a，横轴表示该位置到行星中心距离r的二次方的倒数，a关系图如图Z42所示，卫星S1、S2的引力加速度大小均为a0，则()图Z42AS1的质量比S2的大BP1的质量比P2的大CP1的第一宇宙速度比P2的小DP1的平均密度比P2的大82016兰州实战考试 我国探月计划分成“绕、落、回”三部分若已知地球和月球的半径之比为a1，地球表面的重力加速度和月球表面的重力加速度之比为b1，以下说法正确的是()A在地球和月球之间的某处飞船受到的地球和月球的引力大小相等时，此处与地球和月球的距离之比为abB飞船绕地球表面飞行和绕月球表面飞行的周期之比为1C地球与月球的第一宇宙速度之比为D地球与月球的质量之比为a2b192016贵阳质量检测 “天宫一号”目标飞行器与“神舟十号”飞船自动交会对接前的示意图如图Z43所示，圆形轨道为“天宫一号”运行轨道，圆形轨道为“神舟十号”运行轨道此后“神舟十号”要进行多次变轨，才能实现与“天宫一号”的交会对接，则()图Z43A“天宫一号”的运行速率大于“神舟十号”在轨道上的运行速率B“神舟十号”变轨后比变轨前高度增加，机械能减少C“神舟十号”可以通过减速而使轨道半径变大D“天宫一号”和“神舟十号”对接瞬间的向心加速度大小相等10(多选)我国自主研制的“北斗一号”卫星导航系统又被称为“双星定位系统”，具有导航、定位等功能“北斗”系统中两颗工作卫星均绕地心O做匀速圆周运动，轨道半径为r，某时刻两颗工作卫星分别位于轨道上的A、B两位置(如图Z44所示)若卫星均顺时针运行，地球表面处的重力加速度为g，地球半径为R，不计卫星间的相互作用力，则以下判断中正确的是()图Z44A这两颗卫星的向心加速度大小相等，均为B卫星1向后喷气就一定能追上卫星2C卫星1由位置A运动到位置B所需的时间为D卫星1中质量为m1的物体的动能为m1gr11(多选)2015河北唐山二模 甲、乙为两颗地球卫星，其中甲的轨道为圆，乙的轨道为椭圆，圆轨道的直径与椭圆轨道的长轴相等，如图Z45所示，P点为两轨道的一个交点以下判断正确的是()图Z45A卫星乙在远地点的线速度小于卫星甲的线速度B卫星乙在近地点的线速度小于卫星甲的线速度C卫星乙的周期大于卫星甲的周期D卫星乙在P点的向心加速度等于卫星甲在P点的向心加速度12(多选)2016合肥质量检测 如图Z46所示，一航天器围绕地球沿椭圆形轨道运动，地球的球心位于该椭圆的一个焦点上，A、B两点分别是航天器运行轨道上的近地点和远地点若航天器所受阻力可以忽略不计，则该航天器()图Z46A由近地点A运动到远地点B的过程中动能减小B在近地点A的向心加速度小于它在远地点B的向心加速度C由近地点A运动到远地点B的过程中万有引力做正功D运动到A点时其速度如果能增加到第二宇宙速度，那么它将不再围绕地球运行132016南昌一模 火星被认为是太阳系中最有可能存在地外生命的行星，对人类来说充满着神秘为了更进一步探究火星，发射一颗火星的同步卫星已知火星的质量为地球质量的p倍，火星自转周期与地球自转周期相同，均为T，地球表面的重力加速度为g，地球的半径为R，则火星的同步卫星与火星球心的距离为()A. B. C. D. 挑战自我142015河南洛阳统考 宇航员在月球表面完成下面实验：在一固定的竖直光滑圆轨道内部最低点使一质量为m的小球(可视为质点)获得初速度v0，如图Z47所示，小球恰好能在竖直面内做完整的圆周运动已知圆轨道半径为r，月球的半径为R，引力常量为G.若在月球表面上发射一颗环月卫星，则所需的最小发射速度为多大？图Z47专题训练(四)1B解析 卫星绕地球做圆周运动，由万有引力提供向心力可知Gm2(Rh)，解得，卫星离地面越远，角速度越小，选项A错误；由Gm，解得v，同一圆轨道上(r相等)运行的两颗卫星的线速度大小一定相同，选项B正确；当卫星贴近地面运行时，其线速度等于7.9 km/s，随着轨道半径的增大，其线速度减小，选项C错误；地球同步卫星必须在赤道平面内离地高度为固定值的轨道上运动，选项D错误2B解析 由开普勒行星运动第三定律得，所以地球同步卫星离地面的高度hr，故从发出信号至对方接收到信号所需的最短时间tmin，B正确，A、C、D错误3D解析 由Gmr1得T2，同理，由Gmr2得T2，所以TT，D正确4C解析 卫星绕地球运行，由万有引力提供向心力，所以所有地球卫星的轨道平面一定过地心，选项A错误；从地面发射卫星时，发射速度一定不小于第一宇宙速度，选项B错误；该卫星的轨道低于同步卫星的轨道，所以该卫星在轨道上运行的速度大于地球同步卫星的运行速度，选项C正确；卫星加速后将做离心运动，偏离原轨道，不能直接追上同轨道运行的其他卫星，选项D错误5A解析 质量为m的物体在星球表面受到的万有引力等于其重力，即mg，得v1，故v2v1，选项A正确6D解析 由于“东方红二号”卫星是同步卫星，则其角速度和赤道上物体的角速度相等，由a2r可知，由于r2r3，则a2a3；由万有引力定律有Gma，由于r1r2，则a2a1, 故选项D正确7B解析 根据万有引力定律可知，引力加速度a，由此可知，图像的斜率为GM，P1的斜率大，对应的行星质量大，但卫星质量未知，选项A错误，选项B正确；设第一宇宙速度为v，则v，由图可知，P1的半径比P2的大，故P1的第一宇宙速度比P2的大，选项C错误；行星的平均密度，P1的半径比P2的大，则P1的平均密度比P2的小，选项D错误8D解析 在地球和月球之间的某处飞船受到的地球和月球的引力大小相等时，由万有引力定律FG及GMgR2，可得F，即，解得此处与地球和月球的距离之比为a1，选项A错误；由mgmR2，可得T2，故飞船绕地球表面飞行和月球表面飞行的周期之比为，选项B错误；由第一宇宙速度公式v，可得地球与月球的第一宇宙速度之比为1，选项C错误；由GMgR2，可得地球与月球的质量之比为a2b1，选项D正确9D解析 做圆周运动的天体的线速度大小v，因此轨道半径较大的“天宫一号”的运行速率较小，A错误；“神舟十号”由低轨道向高轨道运动，需要消耗火箭燃料加速，由功能关系可知，在高轨道上飞船的机械能更大，B错误；飞船在圆轨道上减速时，万有引力大于所需要的向心力，飞船做近心运动，轨道半径减小，C错误；在对接瞬间，“神舟十号”与“天宫一号”的轨道半径相同，向心加速度大小相等，D正确10AC解析 由ma，m0g，可得a，选项A正确；卫星1向后喷气时速度增大，所需的向心力增大，万有引力不足以提供其所需的向心力，故将做离心运动，与卫星2不再处于同一轨道，选项B错误；由tTT，mr，m0g，可得t，选项C正确；由m，m0g，Ekm1v2，可得Ek，选项D错误11AD解析 由开普勒第三定律可知，由于圆轨道的直径与椭圆轨道的长轴相等，所以二者的周期一定是相等的，故卫星乙在远地点的线速度小于卫星甲的线速度，卫星乙在近地点的线速度大于卫星甲的线速度，A正确，B、C错误由万有引力提供向心力可知Gma，得a，二者在P点到地球的距离相等，所以二者在P点的向心加速度相等，选项D正确12AD解析 航天器围绕地球沿椭圆形轨道运动，其动能和引力势能之和保持不变，由近地点A运动到远地点B的过程中，万有引力做负功，引力势能增大，故动能减小，选项A正确，选项C错误由Gma得aG，在近地点A，距离地心的距离r较小，故其向心加速度较大，即在近地点A的向心加速度大于它在远地点B的向心加速度，选项B错误运动到A点时其速度如果能增加到第二宇宙速度，那么它将脱离地球的束缚，不再围绕地球运行，选项D正确13C解析 设地球质量为M，在地面附近万