高考物理一輪復(fù)習(xí) 微專題6 天體運動中的“四大難點”突破練習(xí) 新人教版

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1、 微專題六 天體運動中的“四大難點”突破 [A級—基礎(chǔ)練] 1．(08786399)地球赤道上有一物體隨地球自轉(zhuǎn)而做圓周運動，所受到的向心力為F1，向心加速度為a1，線速度為v1，角速度為ω1；繞地球表面附近做圓周運動的人造衛(wèi)星(高度忽略)所受到的向心力為F2，向心加速度為a2，線速度為v2，角速度為ω2；地球同步衛(wèi)星所受到的向心力為F3，向心加速度為a3，線速度為v3，角速度為ω3.地球表面的重力加速度為g，第一宇宙速度為v，假設(shè)三者質(zhì)量相等，則(　　) A．F1＝F2＞F3　　　 B．a(chǎn)1＝a2＝g＞a3 C．v1＝v2＝v＞v3 D．ω1＝ω3＜ω2 解析：D　[根據(jù)

2、題意三者質(zhì)量相等，軌道半徑r1＝r2＜r3.物體1與人造衛(wèi)星2比較，由于赤道上物體受引力和支持力的合力提供向心力，而近地衛(wèi)星只受萬有引力，故F1＜F2，故A錯誤；由選項A的分析知道向心力F1＜F2，故由牛頓第二定律可知a1＜a2，故B錯誤；由A選項的分析知道向心力F1＜F2，根據(jù)向心力公式F＝m，由于m、R相等，故v1＜v2，故C錯誤；同步衛(wèi)星與地球自轉(zhuǎn)同步，故T1＝T3，根據(jù)周期公式T＝2π ，可知，衛(wèi)星軌道半徑越大，周期越大，故T3＞T2，再根據(jù)ω＝，有ω1＝ω3＜ω2，故D正確．] 2．(2018山東師大附中二模)發(fā)射地球同步衛(wèi)星時，先將衛(wèi)星發(fā)射至近地圓軌道1，然后經(jīng)點火，使其沿橢圓軌

3、道2運行，最后再次點火，將衛(wèi)星送入同步圓軌道3，軌道1、2相切于Q點，軌道2、3相切于P點，如圖所示．則以下說法不正確的是(　　) A．要將衛(wèi)星由圓軌道1送入圓軌道3，需要在圓軌道1的Q和橢圓軌道2的遠(yuǎn)地點P分別點火加速一次 B．由于衛(wèi)星由圓軌道1送入圓軌道3被點火加速兩次，則衛(wèi)星在圓軌道3上正常運行速度要大于在圓軌道1上正常運行的速度 C．衛(wèi)星在橢圓軌道2上的近地點Q的速度一定大于7.9 km/s，而在遠(yuǎn)地點P的速度一定小于7.9 km/s D．衛(wèi)星在橢圓軌道2上經(jīng)過P點時的加速度等于它在圓軌道3上經(jīng)過P點時的加速度 解析：B　[從軌道1變軌到軌道2，需在Q處點火加速

4、，從軌道2變軌到軌道3需要在P處點火加速，故A說法正確．根據(jù)公式G＝m解得v＝ ，即軌道半徑越大，速度越小，故軌道3上的線速度小于軌道1上正常運行的速度，B說法錯誤；第一宇宙速度是近地軌道環(huán)繞速度，即7.9 km/s，軌道2上衛(wèi)星在Q點做離心運動，則速度大于7.9 km/s，而在遠(yuǎn)地點P，半徑大于地球半徑，線速度一定小于7.9 km/s，C說法正確；根據(jù)G＝ma可得a＝G，而衛(wèi)星在橢圓軌道2上經(jīng)過P點時和在圓軌道3上經(jīng)過P點時所受萬有引力相同，故加速度相同，D說法正確．本題選不正確的，故選B.] 3．(08786400)2016年10月19日，“神舟十一號”與“天宮二號”成功對接．下列關(guān)于“

5、神舟十一號”與“天宮二號”的分析錯誤的是(　　) A．“天宮二號”的發(fā)射速度應(yīng)介于第一宇宙速度與第二宇宙速度之間 B．對接前，“神舟十一號”欲追上“天宮二號”，必須在同一軌道上點火加速 C．對接前，“神舟十一號”欲追上同一軌道上的“天宮二號”，必須先點火減速再加速 D．對接后，組合體的速度小于第一宇宙速度 解析：B　[發(fā)射速度如果大于第二宇宙速度，“天宮二號”將脫離地球束縛，不能繞地球運動，故A正確．“神舟十一號”加速需要做離心運動，才可能與“天宮二號”對接，故對接前“神舟十一號”的軌道高度必定小于“天宮二號”，故B錯誤．對接前，“神舟十一號”欲追上同一軌道上的“天宮二號”，必須先點

6、火減速，做近心運動，再加速做離心運動，從而實現(xiàn)對接，故C正確．對接后，軌道高度沒有變化，組合體的速度一定小于第一宇宙速度，故D正確．本題選不正確的，故選B.] 4．(08786401)(2018溫州模擬)我國首顆量子科學(xué)實驗衛(wèi)星“墨子”已于酒泉成功發(fā)射，將在世界上首次實現(xiàn)衛(wèi)星和地面之間的量子通信，“墨子”將由火箭發(fā)射至高度為500千米的預(yù)定圓形軌道．此前6月在西昌衛(wèi)星發(fā)射中心成功發(fā)射了第二十三顆北斗導(dǎo)航衛(wèi)星G7，G7屬于地球靜止軌道衛(wèi)星(高度約為36 000千米)，它將使北斗系統(tǒng)的可靠性進一步提高，關(guān)于衛(wèi)星以下說法中正確的是(　　) A．這兩顆衛(wèi)星的運行速度可能大于7.9 km/s B．

7、通過地面控制可以將北斗G7定點于西昌正上方 C．量子科學(xué)實驗衛(wèi)星“墨子”的周期比北斗G7小 D．量子科學(xué)實驗衛(wèi)星“墨子”的向心加速度比北斗G7小 解析：C　[根據(jù)G＝m可知，軌道半徑越大，線速度越小，第一宇宙速度的軌道半徑為地球的半徑，所以第一宇宙速度是繞地球做勻速圓周運動最大的環(huán)繞速度，所以這兩顆衛(wèi)星的線速度均小于地球的第一宇宙速度，故A錯誤；地球靜止軌道衛(wèi)星即同步衛(wèi)星，只能定點于赤道正上方，故B錯誤；根據(jù)G＝m，解得T＝2π，所以量子科學(xué)實驗衛(wèi)星“墨子”的周期小，故C正確；由G＝ma得衛(wèi)星的向心加速度a＝，半徑小的量子科學(xué)實驗衛(wèi)星“墨子”的向心加速度比北斗G7大，故D錯誤．]

8、5．2016年10月17日，“神舟十一號”載人飛船發(fā)射升空，運送兩名宇航員前往在2016年9月15日發(fā)射的“天宮二號”空間實驗室，宇航員計劃在“天宮二號”駐留30天進行科學(xué)實驗．“神舟十一號”與“天宮二號”的對接變軌過程如圖所示，AC是橢圓軌道Ⅱ的長軸．“神舟十一號”從圓軌道Ⅰ先變軌到橢圓軌道Ⅱ，再變軌到圓軌道Ⅲ，與在圓軌道Ⅲ運行的“天宮二號”實施對接．下列描述正確的是(　　) A．“神舟十一號”在變軌過程中機械能不變 B．可讓“神舟十一號”先進入圓軌道Ⅲ，然后加速追趕“天宮二號”實現(xiàn)對接 C．“神舟十一號”從A到C的平均速率比“天宮二號”從B到C的平均速率大 D．“神舟十一號”在橢圓

9、軌道上運動的周期與“天宮二號”運行周期相等 解析：C　[“神舟十一號”飛船變軌過程中軌道升高，機械能增加，A選項錯誤；若飛船在進入圓軌道Ⅲ后再加速，則將進入更高的軌道飛行，不能實現(xiàn)對接，選項B錯誤；飛船軌道越低，速率越大，軌道Ⅱ比軌道Ⅲ的平均高度低，因此平均速率要大，選項C正確；由開普勒第三定律可知，橢圓軌道Ⅱ上的運行周期比圓軌道Ⅲ上的運行周期要小，D項錯誤．] 6．(多選)若地球同步衛(wèi)星的向心加速度是地球表面重力加速度的，則下列說法正確的是(　　) A．同步衛(wèi)星的運動周期為地球自轉(zhuǎn)周期的n2倍 B．同步衛(wèi)星的軌道半徑為地球半徑的n倍 C．同步衛(wèi)星運行的線速度為第一宇宙速度的 D．

10、同步衛(wèi)星的向心加速度為赤道上的物體隨地球自轉(zhuǎn)的向心加速度的 解析：BC　[同步衛(wèi)星的運行周期與地球自轉(zhuǎn)周期相等，故A錯誤．在地球表面，G＝mg，解得g＝，根據(jù)G＝ma得a＝，因為＝，可知＝n，故B正確．根據(jù)G＝m 得v＝ ，又＝n，則同步衛(wèi)星運行的線速度為第一宇宙速度的，故C正確．同步衛(wèi)星和地球自轉(zhuǎn)的角速度相等，根據(jù)a＝rω2知，同步衛(wèi)星的向心加速度為赤道上的物體隨地球自轉(zhuǎn)的向心加速度的n倍，故D錯誤．] 7．(08786402)(多選)(2018山東淄博實驗中學(xué)一診)為了迎接太空時代的到來，美國國會通過一項計劃：在2050年前建造成太空升降機，就是把長繩的一端擱置在地球的衛(wèi)星上，另一端系

11、住升降機，放開繩，升降機能到達地球上，科學(xué)家可以控制衛(wèi)星上的電動機把升降機拉到衛(wèi)星上．已知地球表面的重力加速度g＝10 m/s2，地球半徑R＝6 400 km，地球自轉(zhuǎn)周期為24 h．某宇航員在地球表面測得體重為800 N，他隨升降機垂直地面上升，某時刻升降機的加速度為10 m/s2，方向豎直向上，這時此人再次測得體重為850 N，忽略地球公轉(zhuǎn)的影響，根據(jù)以上數(shù)據(jù)(　　) A．可以求出升降機此時所受萬有引力的大小 B．可以求出此時宇航員的動能 C．可以求出升降機此時距地面的高度 D．如果把繩的一端擱置在同步衛(wèi)星上，可知繩的長度至少有多長 解析：CD　[因為不知道升降機的質(zhì)量，所以求不

12、出升降機所受的萬有引力，故A錯誤．根據(jù)牛頓第二定律得N－mg′＝ma，可求出重力加速度g′，再根據(jù)萬有引力等于重力有G＝mg′，可求出高度h，故C正確．根據(jù)地球表面人的體重G宇＝800 N和地球表面重力加速度g＝10 m/s2，可知宇航員的質(zhì)量為m＝＝80 kg，由于升降機不一定做勻加速直線運動，不能由運動學(xué)公式v2＝2ah求出此時宇航員的速度v，則不能求得宇航員的動能，故B錯誤．根據(jù)萬有引力提供向心力有G＝m(R＋h)2，GM＝gR2，可求出同步衛(wèi)星離地面的高度，即可知繩的長度至少有多長，故D正確．] 8．(多選)(2018南昌一中檢測)我國自主研制的“北斗一號”衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)，在抗震救災(zāi)中

13、發(fā)揮了巨大作用．北斗導(dǎo)航系統(tǒng)又被稱為“雙星定位系統(tǒng)”，具有導(dǎo)航、定位等功能．“北斗”系統(tǒng)中兩顆工作衛(wèi)星均繞地心O做勻速圓周運動，軌道半徑為r，某時刻兩顆工作衛(wèi)星分別位于軌道上的A、B兩位置(如圖所示)．若衛(wèi)星均按順時針運行，地球表面處的重力加速度為g，地球半徑為R.不計衛(wèi)星間的相互作用力．則以下判斷中正確的是(　　) A．這兩顆衛(wèi)星的加速度大小相等，均為 B．衛(wèi)星1向后噴氣就一定能追上衛(wèi)星2 C．衛(wèi)星1由位置A運動到位置B所需的時間為 D．衛(wèi)星1中質(zhì)量為m的物體的動能為mgr 解析：AC　[由＝ma、＝m0g，得a＝，A正確；衛(wèi)星1向后噴氣時速度增大，所需的向心力增大

14、，萬有引力不足以提供其所需的向心力而做離心運動，與衛(wèi)星2不再處于同一軌道上了，B錯誤；由t＝T＝T、＝mr2、＝m0g可得t＝ ，C正確；由＝m、＝m0g、Ek＝mv2可得Ek＝，D錯誤．] [B級—能力練] 9．(08786403)目前，在地球周圍有許多人造地球衛(wèi)星繞著它運轉(zhuǎn)，其中一些衛(wèi)星的軌道可近似為圓，且軌道半徑逐漸變?。粜l(wèi)星在軌道半徑逐漸變小的過程中，只受到地球引力和稀薄氣體阻力的作用，則下列判斷正確的是(　　) A．衛(wèi)星的動能逐漸減小 B．由于地球引力做正功，引力勢能一定增大 C．由于氣體阻力做負(fù)功，地球引力做正功，機械能保持不變 D．衛(wèi)星克服氣體阻力做的功小于引力勢能

15、的減少量 解析：D　[由G＝m得v＝，可見，衛(wèi)星的速度大小隨軌道半徑的減小而增大，故選項A錯誤；由于衛(wèi)星高度逐漸降低，所以地球引力對衛(wèi)星做正功，引力勢能減小，故選項B錯誤；由于氣體阻力做負(fù)功，所以衛(wèi)星與地球組成的系統(tǒng)機械能減少，故選項C錯誤；根據(jù)動能定理可知引力與空氣阻力對衛(wèi)星做的總功應(yīng)為正值，而引力做的功等于引力勢能的減少量，即衛(wèi)星克服氣體阻力做的功小于引力勢能的減少量，故選項D正確．] 10.宇宙空間存在一些離其他恒星較遠(yuǎn)的三星系統(tǒng)，其中有一種三星系統(tǒng)如圖所示，三顆質(zhì)量均為m的星位于等邊三角形的三個頂點，三角形邊長為L，忽略其他星體對它們的引力作用，三星在同一平面內(nèi)繞三角形中心O做勻速

16、圓周運動，萬有引力常量為G.下列說法正確的是(　　) A．每顆星做圓周運動的角速度為 B．每顆星做圓周運動的加速度與三星的質(zhì)量無關(guān) C．若距離L和每顆星的質(zhì)量m都變?yōu)樵瓉淼?倍，則周期變?yōu)樵瓉淼?倍 D．若距離L和每顆星的質(zhì)量m都變?yōu)樵瓉淼?倍，則線速度變?yōu)樵瓉淼?倍 解析：C　[任意兩個星之間的萬有引力為F＝G，則其中一顆星所受的合力F合＝2Fcos 30＝F＝G，根據(jù)G＝ma＝m＝mrω2＝mr及r＝L，解得ω＝，a＝，T＝2π，v＝，故選項A錯誤；加速度與三星的質(zhì)量有關(guān)，故選項B錯誤；若距離L和每顆星的質(zhì)量m都變?yōu)樵瓉淼?倍，則周期變?yōu)樵瓉淼?倍，故選項C正確；若距離L

17、和每顆星的質(zhì)量m都變?yōu)樵瓉淼?倍，則線速度大小不變，故選項D錯誤．] 11．(08786404)(多選)北京時間2017年4月20日晚19時41分，“天舟一號”由長征七號遙二運載火箭發(fā)射升空，經(jīng)過一天多的飛行，于4月22日12時23分，“天舟一號”貨運飛船與“天宮二號”空間實驗室順利完成自動交會對接．這是“天宮二號”自2016年9月15日發(fā)射入軌以來，首次與貨運飛船進行的交會對接．若“天舟一號”與“天宮二號”對接后，它們的組合體在與地心距離為r處做勻速圓周運動．已知勻速圓周運動的周期為T，地球的半徑為R，引力常量為G，根據(jù)題中已知條件可知下列說法正確的是(　　) A．地球的第一宇宙速度

18、為 B．組合體繞地運行的速度為 C．地球的平均密度為ρ＝ D．“天舟一號”在與“天宮二號”相同的軌道上加速后才與“天宮二號”實現(xiàn)交會對接 解析：AC　[由勻速圓周運動規(guī)律得，地球質(zhì)量為M＝，又因地球的體積為V＝πR3，所以地球的平均密度ρ＝，選項C正確；由題意可知組合體繞地球運行的速度為v1＝，選項B錯誤；由G＝m得v＝ ，當(dāng)r＝R時，衛(wèi)星環(huán)繞地球運行的速度最大，且該速度為第一宇宙速度，大小為v＝，綜合地球質(zhì)量的表達式可求得v＝，選項A正確；“天舟一號”在與“天宮二號”相同的軌道上加速后做離心運動，會到更遠(yuǎn)的軌道上去，不會對接，選項D錯誤．] 12．(多選)(2018泉州模擬)假設(shè)在

19、宇宙中存在這樣三個天體A、B、C，它們在一條直線上，天體A離天體B的高度為某值時，天體A和天體B就會以相同的角速度共同繞天體C運轉(zhuǎn)，且天體A和天體B繞天體C運動的軌道都是圓軌道，如圖所示．以下說法正確的是(　　) A．天體A做圓周運動的加速度小于天體B做圓周運動的加速度 B．天體A做圓周運動的速度大于天體B做圓周運動的速度 C．天體B做圓周運動的向心力等于天體C對它的萬有引力 D．天體B做圓周運動的向心力小于天體C對它的萬有引力 解析：BD　[由于天體A和天體B繞天體C運動的軌道都是圓軌道，角速度相同，由a＝ω2r，可知天體A做圓周運動的加速度大于天體B做圓周運動的加速度，故選

20、項A錯誤；由v＝ωr，角速度相同，可知天體A做圓周運動的速度大于天體B做圓周運動的速度，故選項B正確；天體B做圓周運動的向心力是由A、C的萬有引力的合力提供的，所以天體B做圓周運動的向心力小于天體C對它的萬有引力，故選項C錯誤，D正確．] 13．(08786405)(多選)(2018鄭州模擬)某赤道平面內(nèi)的衛(wèi)星自西向東飛行繞地球做圓周運動，該衛(wèi)星離地高度為h，低于同步衛(wèi)星高度，赤道上某人通過觀測，前后兩次出現(xiàn)在人的正上方最小時間間隔為t，已知地球的自轉(zhuǎn)周期為T0，地球的質(zhì)量為M，引力常量為G，由此可知(　　) A．地球的半徑為 B．地球的半徑為 －h(huán) C．該衛(wèi)星的運行周期為t－T0

21、 D．該衛(wèi)星運行周期為 解析：BD　[根據(jù)赤道平面內(nèi)的衛(wèi)星繞地球做圓周運動，由萬有引力提供向心力，則有G＝m′，解得R＝－h(huán)，設(shè)衛(wèi)星的周期為T，則有－＝1，解得T＝，因此R＝－h(huán)，故選項B、D正確，A、C錯誤．] 14.(多選)(2018濮陽模擬)我國正在進行的探月工程是高新技術(shù)領(lǐng)域的一次重大科技活動．在探月工程中飛行器成功變軌至關(guān)重要．如圖所示，假設(shè)月球半徑為R，月球表面的重力加速度為g0，飛行器在距月球表面高度為3R的圓形軌道Ⅰ運動，到達軌道的A點點火變軌進入橢圓軌道Ⅱ，到達軌道的近月點B再次點火進入近月軌道Ⅲ繞月球做圓周運動．則 A．飛行器在B點處點火后，動能減小 B

22、．由已知條件不能求出飛行器在Ⅱ軌道上的運行周期 C．只有在萬有引力作用下，飛行器在軌道Ⅱ上通過B點的加速度大于在軌道Ⅲ上通過B點的加速度 D．飛行器在軌道Ⅲ繞月球運行一周所需的時間為2π 解析：AD　[飛行器在軌道Ⅱ經(jīng)過B點做離心運動，萬有引力提供的向心力小于所需要的向心力，要使飛行器在B點進入圓軌道Ⅲ，必須使萬有引力等于飛行器所需向心力，所以應(yīng)點火減速，減小飛行器所需的向心力，故點火后動能減小，故A正確；設(shè)飛行器在近月軌道Ⅲ繞月球運行一周所需的時間為T3，則mg0＝m，解得T3＝2π，根據(jù)幾何關(guān)系可知，Ⅱ軌道的半長軸a＝2.5R，根據(jù)開普勒第三定律＝k以及軌道Ⅲ的運行周期可求出Ⅱ軌道的運行周期，故B錯誤，D正確；只有在萬有引力作用下，飛行器在軌道Ⅱ上通過B點與在軌道Ⅲ上通過B點時萬有引力相同，則加速度相等，故C錯誤．] 6EDBC3191F2351DD815FF33D4435F3756EDBC3191F2351DD815FF33D4435F3756EDBC3191F2351DD815FF33D4435F3756EDBC3191F2351DD815FF33D4435F3756EDBC3191F2351DD815FF33D4435F3756EDBC3191F2351DD815FF33D4435F375