2021版一轮物理（人教版）练习：天体运动与人造卫星

1、 基础题组一、单项选择题1牛顿时代的科学家们围绕引力的研究，经历了大量曲折顽强而又闪烁智慧的科学实践在万有引力定律的发现历程中，下列叙述不符合史实的是()A开普勒研究了第谷的行星观测记录，得出了开普勒行星运动定律B牛顿将行星与太阳、地球与月球、地球与地面物体之间的引力规律推广到宇宙中的一切物体，得出了万有引力定律C卡文迪许首次在实验室中比较准确地得出了引力常量G的数值D根据天王星的观测资料，哈雷利用万有引力定律计算出了海王星的轨道解析：开普勒研究了第谷的行星观测记录，得出了开普勒行星运动定律，选项A正确；牛顿将行星与太阳、地球与月球、地球与地面物体之间的引力规律推广到宇宙中的一切物体，得出了万

2、有引力定律，选项B正确；卡文迪许首次在实验室中比较准确地得出了引力常量G的数值，选项C正确；英国人亚当斯和法国人勒维耶根据万有引力推测出“新”行星的轨道和位置，柏林天文台年轻的天文学家伽勒和他的助手根据勒维耶计算出来的“新”行星的位置，发现了海王星，故D错误答案：D2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.倍解析：对于中心天体的卫星，Gm，v，设该行星卫星的环绕速度为v，地球卫星的环绕速度为v，则，C正确答案：C3.如图，若两颗人造卫星a和b均绕地球做匀速圆周运动，a、b到地心O的距离分别为r1、r2，线

3、速度大小分别为v1、v2，则()A.B.C.()2D.()2解析：万有引力提供卫星绕地球做匀速圆周运动的向心力，有Gm，所以v，A项正确答案：A4(2022山西五校四联)天文学家将相距较近、仅在彼此的引力作用下运行的两颗恒星称为双星若某双星的质量分别为M、m，间距为L，双星各自围绕其连线上的某点O做匀速圆周运动，其角速度分别为1、2，质量为M的恒星轨道半径为R，已知引力常量为G，则描述该双星运动的上述物理量满足()A12 B12CGM(LR)L2 DGmR3解析：双星系统中两颗星的角速度相同，12，则A、B项错误由m(LR)，得GM(LR)L2，C项正确由MR，得GmRL2，D项错误答案：C5

4、(2022河北石家庄模拟)2021年10月19日凌晨，神舟十一号飞船与天宫二号对接成功两者对接后一起绕地球运行的轨道可视为圆轨道，运行周期为T，已知地球半径为R，对接体距地面的高度为kR，地球表面的重力加速度为g，引力常量为G.下列说法正确的是()A对接后，飞船的线速度大小为B对接后，飞船的加速度大小为C地球的密度为D对接前，飞船通过自身减速使轨道半径变大靠近天宫二号实现对接解析：对接前，飞船通过自身加速使轨道半径变大靠近天宫二号实现对接，D错误对接后，飞船的轨道半径为kRR，线速度大小v，A错误由ma及GMgR2得a，B正确由m()2(k1)R及MR3得，C错误答案：B二、多项选择题6(20

5、21高考江苏卷)“天舟一号”货运飞船于2021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：由m(Rh)知，周期T与轨道半径的关系为k(恒量)，同步卫星的周期与地球的自转周期相同，但同步卫星的轨道半径大于“天舟一号”的轨道半径，则“天舟一号”的周期小于同步卫星的周期，也就小于地球的自转周期，C对由知，“天舟一号”的角速度大于地球自转的角速度，A错由m知，线速度v，而第一宇宙速度v，则vv，B对设“天舟

6、一号”的向心加速度为a，则ma，而mg，可知ag，D对答案：BCD7.(2022江西赣州模拟)如图所示，运行轨道在同一平面内的两颗人造卫星A、B，同方向绕地心做匀速圆周运动，此时刻A、B与地心恰在同一直线上且相距最近，已知A的周期为T，B的周期为.下列说法正确的是()AA的线速度小于B的线速度BA的角速度小于B的角速度CA的重力小于B的重力D从此时刻到下一次A、B相距最近的时间为2T解析：根据万有引力提供向心力得Gmm2r，解得v，可知轨道半径越大，线速度、角速度都越小，故A的线速度和角速度都较小，故A、B正确由于不知道A、B两颗卫星的质量关系，所以无法判断两颗卫星的重力大小关系，故C错误从此

7、时刻到下一次A、B相距最近，转过的角度差为2，即()t2，解得t2T，故从此时刻到下一次A、B相距最近的时间为2T，故D正确答案：ABD8.(2022郑州质量预测)中国北斗卫星导航系统(BDS)是中国自行研制的全球卫星导航系统，是继美国全球定位系统(GPS)、俄罗斯格洛纳斯卫星导航系统(GLONASS)之后第三个成熟的卫星导航系统预计2022年左右，北斗卫星导航系统将形成全球覆盖能力如图所示是北斗导航系统中部分卫星的轨道示意图，已知a、b、c三颗卫星均做圆周运动，a是地球同步卫星，则()A卫星a的角速度小于c的角速度B卫星a的加速度等于b的加速度C卫星a的运行速度大于第一宇宙速度D卫星b的周期

8、大于24 h解析：a的轨道半径大于c的轨道半径，则卫星a的角速度小于c的角速度，选项A正确；a的轨道半径与b的轨道半径相等，则卫星a的加速度等于b的加速度，选项B正确；a的轨道半径大于地球半径，则卫星a的运行速度小于第一宇宙速度，选项C错误；a的轨道半径与b的轨道半径相等，卫星b的周期等于a的周期，为24 h，选项D错误答案：AB能力题组一、选择题9(2022河北冀州模拟)2021年2月11日，美国科学家宣布探测到引力波双星的运动是产生引力波的来源之一，假设宇宙中有一双星系统由a、b两颗星体组成，这两颗星绕它们连线的某一点在万有引力作用下做匀速圆周运动，测得a星的周期为T，a、b两颗星的距离为

9、l，a、b两颗星的轨道半径之差为r(a星的轨道半径大于b星的)，则()Ab星的周期为TBa星的线速度大小为Ca、b两颗星的半径之比为Da、b两颗星的质量之比为解析：由双星系统的运动规律可知，两星周期相等，均为T，则A错由rarbl，rarbr，得ra(lr)，rb(lr)，则a星的线速度大小va，则B正确.，则C错双星运动中满足，则D错答案：B10.已知，某卫星在赤道上空轨道半径为r1的圆形轨道上绕地运行的周期为T，卫星运动方向与地球自转方向相同，赤道上某城市的人每三天恰好五次看到卫星掠过其正上方，假设某时刻，该卫星在A点变轨进入椭圆轨道(如图)，近地点B到地心距离为r2.设卫星由A到B运动的

10、时间为t，地球自转周期为T0，不计空气阻力，则()ATT0BtC卫星在图中椭圆轨道由A到B时，机械能增大D卫星由图中圆轨道进入椭圆轨道过程中，机械能不变解析：根据题意有3T03T052，得TT0，所以A正确；由开普勒第三定律有，得t，所以B错误；卫星在椭圆轨道中运行时，机械能是守恒的，所以C错误；卫星从圆轨道进入椭圆轨道过程中在A点需点火减速，卫星的机械能减小，所以D错误答案：A11(多选)已知月球围绕地球运动的周期大约为27天，某颗近地卫星绕地球运动的周期大约为1.4 h，地球同步卫星的轨道半径为r2，地球半径为R.下列说法中正确的是()A地球同步卫星距离地球中心的距离r2与月球中心到地球中

11、心的距离r3之比为19B近地卫星距离地球中心的距离r1与月球中心到地球中心的距离r3之比为348C地球同步卫星绕地球运动的加速度a2与赤道上物体随地球自转的加速度a0之比为r2RD地球同步卫星绕地球运动的加速度a2与月球绕地球运动的加速度a3之比为91解析：根据开普勒第三定律有k，可得r，代入已知条件得选项A正确，B错误地球同步卫星绕地球运动的角速度和地球自转角速度相等，由a2r可知，a2a0r2R，选项C正确根据万有引力提供向心力有Gma，得a2a3rr(9r2)2r811，选项D错误答案：AC二、非选择题12.(2021高考天津卷)我国自主研制的首艘货运飞船“天舟一号”发射升空后，与已经在轨运行的“天宫二号”成功对接形成组合体假设组合体在距地面高为h的圆形轨道上绕地球做匀速圆周运动，已知地球的半径为R，地球表面处重力加速度为g，且不考虑地球自转的影响则组合体运动的线速度大小为_，向心加速度大小为_解析：设组合体的质量为m、运动线速度为v，地球质量为M，则Gma向m，又有Gmg联立上述两式得a向g，vR.答案：Rg13.(2022湖北武汉调研)如图所示，一宇航员站在质量分布均匀的某星球表面的一斜坡上的A点，沿水平方向以速度v0抛出一个小球，测得经过时间t小球