2019-2020年高考物理一輪復(fù)習(xí) 高頻考點(diǎn)強(qiáng)化4 天體運(yùn)動(dòng).doc

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2019-2020年高考物理一輪復(fù)習(xí) 高頻考點(diǎn)強(qiáng)化4 天體運(yùn)動(dòng) 一、單項(xiàng)選擇題(本題共10小題，每小題6分，共60分．) 1．(xx武威模擬)2013年6月20日上午10點(diǎn)“神舟十號(hào)”航天員首次面向中小學(xué)生開(kāi)展太空授課和天地互動(dòng)交流等科普教育活動(dòng)，這是一大亮點(diǎn)．“神舟十號(hào)”在繞地球做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的過(guò)程中，下列敘述不正確的是(　　) A．指令長(zhǎng)聶海勝做了一個(gè)“太空打坐”，是因?yàn)樗皇芰? B．懸浮在軌道艙內(nèi)的水呈現(xiàn)圓球形 C．航天員在軌道艙內(nèi)能利用彈簧拉力器進(jìn)行體能鍛煉 D．盛滿水的敞口瓶，底部開(kāi)一小孔，水不會(huì)噴出 【解析】　在飛船繞地球做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的過(guò)程中，萬(wàn)有引力充當(dāng)向心力，飛船及航天員都處于完全失重狀態(tài)，聶海勝做太空打坐時(shí)同樣受萬(wàn)有引力作用，處于完全失重狀態(tài)，所以A錯(cuò)誤；由于液體表面張力的作用，處于完全失重狀態(tài)下的液體將以圓球形狀態(tài)存在，所以B正確；完全失重狀態(tài)下并不影響彈簧的彈力規(guī)律，所以拉力器可以用來(lái)鍛煉體能，所以C正確；因?yàn)槌谄恐械乃蔡幱谕耆е貭顟B(tài)，即水對(duì)瓶底部沒(méi)有壓強(qiáng)，所以水不會(huì)噴出，故D正確． 【答案】　A 2．為研究太陽(yáng)系內(nèi)行星的運(yùn)動(dòng)，需要知道太陽(yáng)的質(zhì)量，已知地球半徑為R，地球質(zhì)量為m，太陽(yáng)與地球中心間距為r，地球表面的重力加速度為g，地球繞太陽(yáng)公轉(zhuǎn)的周期T.則太陽(yáng)的質(zhì)量為(　　) A.　　　　　　　　B. C. D. 【解析】　 地球表面質(zhì)量為m′的物體萬(wàn)有引力等于重力，即G＝m′g，對(duì)地球繞太陽(yáng)做勻速圓周運(yùn)動(dòng)有G＝m.解得M＝，D正確． 【答案】　D 3．(xx溫州質(zhì)檢)經(jīng)國(guó)際小行星命名委員會(huì)命名的“神舟星”和“楊利偉星”的軌道均處在火星和木星軌道之間．已知“神舟星”平均每天繞太陽(yáng)運(yùn)行1.74109 m，“楊利偉星”平均每天繞太陽(yáng)運(yùn)行1.45109 m．假設(shè)兩行星都繞太陽(yáng)做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，則兩星相比較(　　) A．“神舟星”的軌道半徑大 B．“神舟星”的加速度大 C．“楊利偉星”的公轉(zhuǎn)周期小 D．“楊利偉星”的公轉(zhuǎn)角速度大 【解析】　由萬(wàn)有引力定律有：G＝m＝ma＝m()2r＝mω2r，得運(yùn)行速度v＝，加速度a＝G，公轉(zhuǎn)周期T＝2π，公轉(zhuǎn)角速度ω＝，由題設(shè)知“神舟星”的運(yùn)行速度比“楊利偉星”的運(yùn)行速度大，“神舟星”的軌道半徑比“楊利偉星”的軌道半徑小，則“神舟星”的加速度比“楊利偉星”的加速度大，“神舟星”的公轉(zhuǎn)周期比“楊利偉星”的公轉(zhuǎn)周期小，“神舟星”的公轉(zhuǎn)角速度比“楊利偉星”的公轉(zhuǎn)角速度大，故選項(xiàng)A、C、D錯(cuò)誤，B正確． 【答案】　B 4．衛(wèi)星甲繞質(zhì)量為M1的行星以r1為半徑做圓周運(yùn)動(dòng)，衛(wèi)星乙繞質(zhì)量為M2的行星以r2為半徑做圓周運(yùn)動(dòng)．若不考慮某行星對(duì)另一行星的衛(wèi)星的影響，用T1、T2和v1、v2分別表示衛(wèi)星甲、乙的周期和線速度大小，則下列關(guān)系正確的是(　　) A.＝ B.＝ C.＝ D.＝ 【解析】　行星與衛(wèi)星間的萬(wàn)有引力提供衛(wèi)星做圓周運(yùn)動(dòng)的向心力，對(duì)衛(wèi)星甲：有G＝m1＝m1r1；對(duì)衛(wèi)星乙：G＝m2＝m2r2.整理得＝，＝，選項(xiàng)D正確． 【答案】　D 5．如圖1所示是美國(guó)的“卡西尼”號(hào)探測(cè)器經(jīng)過(guò)長(zhǎng)達(dá)7年的“艱苦”旅行，進(jìn)入繞土星飛行的軌道．若“卡西尼”號(hào)探測(cè)器在半徑為R的土星上空離土星表面高h(yuǎn)的圓形軌道上繞土星飛行，環(huán)繞n 圖1 周飛行時(shí)間為t，已知萬(wàn)有引力常量為G，則下列關(guān)于土星質(zhì)量M和平均密度ρ的表達(dá)式正確的是(　　) A．M＝，ρ＝ B．M＝，ρ＝ C．M＝，ρ＝ D．M＝，ρ＝ 【解析】　設(shè)“卡西尼”號(hào)的質(zhì)量為m，“卡西尼”號(hào)圍繞土星的中心做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，其向心力由萬(wàn)有引力提供，G＝m(R＋h)()2，其中T＝， 解得M＝.又土星體積V＝πR3所以ρ＝＝，D正確． 【答案】　D 6．宇航員乘坐的宇宙飛船正在地球赤道平面內(nèi)的圓周軌道上運(yùn)行，其離地球表面的高度為同步衛(wèi)星離地球表面高度的十分之一，且運(yùn)行方向與地球自轉(zhuǎn)方向一致．下列說(shuō)法中正確的是(　　) A．飛船運(yùn)行的加速度a1與同步衛(wèi)星運(yùn)行的加速度a2的關(guān)系為a1＝100a2 B．飛船運(yùn)行的速度等于同步衛(wèi)星運(yùn)行速度的倍 C．站在地球赤道上的人觀察到飛船向東運(yùn)動(dòng) D．在飛船上工作的宇航員因不受重力而在艙中懸浮或靜止 【解析】　設(shè)地球半徑為R，根據(jù)G＝ma得＝()＝(10－)2<100，所以a1<100a2，A錯(cuò)；根據(jù)G＝m，B錯(cuò)；根據(jù)G＝m(R＋h)得飛船運(yùn)行的周期小于同步衛(wèi)星的周期，而地球自轉(zhuǎn)的周期與同步衛(wèi)星的周期相同，所以C對(duì)；完全失重不是不受重力，D錯(cuò)． 【答案】　C 7．如圖2所示，設(shè)想軌道A為“天宮一號(hào)”運(yùn)行的圓軌道，軌道B為“神舟九號(hào)”變軌前的橢圓軌道，如果它們的軌道平面相同，且A、B軌道相交于P、Q兩點(diǎn)，則下列關(guān)于“神舟九號(hào)”和“天宮一號(hào)”的物理量說(shuō)法正確的 圖2 是(　　) A．一定具有相同的運(yùn)動(dòng)周期 B．一定具有相同的機(jī)械能 C．在軌道上的P點(diǎn)或Q點(diǎn)時(shí)具有相同的速度 D．在軌道上的P點(diǎn)或Q點(diǎn)時(shí)一定具有相同的加速度 【解析】　根據(jù)開(kāi)普勒第三定律，如果“神舟九號(hào)”沿橢圓軌道運(yùn)動(dòng)的半長(zhǎng)軸等于“天宮一號(hào)”圓軌道的半徑，則它們的運(yùn)行周期相等，A錯(cuò)誤；宇宙飛船的機(jī)械能是動(dòng)能和引力勢(shì)能的總和，與飛船的質(zhì)量有關(guān)，故機(jī)械能不一定相等，B錯(cuò)誤；速度是矢量，因此在軌道上的P點(diǎn)或Q點(diǎn)即使速度大小相等，方向也不相同，C錯(cuò)誤；由牛頓第二定律可知，它們?cè)赑點(diǎn)或Q點(diǎn)時(shí)的加速度一定相同，D正確． 【答案】　D 8．(xx石家莊模擬)宇宙中兩個(gè)相距較近的星球可以看成雙星，它們只在相互間的萬(wàn)有引力作用下，繞兩球連線上的某一固定點(diǎn)做周期相同的勻速圓周運(yùn)動(dòng)．根據(jù)宇宙大爆炸理論，雙星間的距離在不斷緩慢增加，設(shè)雙星仍做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，則下列說(shuō)法正確的是(　　) A．雙星相互間的萬(wàn)有引力不變 B．雙星做圓周運(yùn)動(dòng)的角速度均增大 C．雙星做圓周運(yùn)動(dòng)的動(dòng)能均不變 D．雙星做圓周運(yùn)動(dòng)的半徑均增大 【解析】　由＝m1ω2r1＝m2ω2r2，L＝r1＋r2，可解得：ω＝，r1＝L，r2＝L，萬(wàn)有引力F＝，由此可見(jiàn)隨著L的增大、F、ω均減小，r1、r2均增大，A、B錯(cuò)誤，D正確；由v1＝ωr1＝，v2＝，故隨L的增大，v1、 v2均減小，雙星圓周運(yùn)動(dòng)的動(dòng)能也減小，C錯(cuò)誤． 【答案】　D 9．經(jīng)長(zhǎng)期觀測(cè)，人們?cè)谟钪嬷幸呀?jīng)發(fā)現(xiàn)了“雙星系統(tǒng)”，“雙星系統(tǒng)”由兩顆相距較近的恒星組成，每個(gè)恒星的線速度遠(yuǎn)小于兩個(gè)星體之間的距離，而且雙星系統(tǒng)一般遠(yuǎn)離其他天體．兩顆星球組成的雙星，在相互之間的萬(wàn)有引力作用下，繞連線上的O點(diǎn)做周期相同的勻速圓周運(yùn)動(dòng)．現(xiàn)測(cè)得兩顆星之間的距離為L(zhǎng)，質(zhì)量之比為m1∶m2＝3∶2，則可知(　　) A．m1、m2做圓周運(yùn)動(dòng)的角速度之比為2∶3 B．m1、m2做圓周運(yùn)動(dòng)的線速度之比為3∶2 C．m1做圓周運(yùn)動(dòng)的半徑為L(zhǎng) D．m2做圓周運(yùn)動(dòng)的半徑為L(zhǎng) 【解析】　雙星系統(tǒng)在相互之間的萬(wàn)有引力作用下，繞連線上的O點(diǎn)做周期相同的勻速圓周運(yùn)動(dòng)，角速度相同，A錯(cuò)誤；由G＝m1ω2r1＝m2ω2r2得r1∶r2＝m2∶m1＝2∶3，由v＝ωr得兩星球做圓周運(yùn)動(dòng)的線速度之比為v1∶v2＝r1∶r2＝2∶3，B錯(cuò)誤；m1做圓周運(yùn)動(dòng)的半徑為L(zhǎng)，m2做圓周運(yùn)動(dòng)的半徑為L(zhǎng)，C正確，D錯(cuò)誤． 【答案】　C 10．已知地球同步衛(wèi)星離地面的距離為地球半徑的約6倍，若某行星的平均密度約為地球平均密度的一半，它的同步衛(wèi)星距其表面的高度約是其半徑的2.5倍，則該行星的自轉(zhuǎn)周期約為(　　) A．6小時(shí)　　　　　 B．12小時(shí) C．24小時(shí) D．36小時(shí) 【解析】　繞行地球有T地＝2π?、?，繞行某行星有T某＝2π　②. 綜合體積與密度，對(duì)地球有M地＝ρ地πR?、?，對(duì)某行星有M某＝ρ某πR?、? ③式代入①式得T地＝2π，④式代入②式得T某＝2π，兩式相除得T某＝12小時(shí)，故選項(xiàng)B正確、選項(xiàng)A、C、D錯(cuò)誤． 【答案】　B 二、多項(xiàng)選擇題(本題共5小題，每小題8分，共40分．) 11．衛(wèi)星在某一軌道上繞地球做圓周運(yùn)動(dòng)，由于受稀薄大氣阻力的影響，衛(wèi)星的繞行高度緩慢降低，對(duì)此下列說(shuō)法正確的是(　　) A．衛(wèi)星運(yùn)行的動(dòng)能增大，機(jī)械能減小 B．衛(wèi)星運(yùn)行的動(dòng)能減小，機(jī)械能減小 C．空氣阻力做的功與衛(wèi)星機(jī)械能的變化大小相等 D．地球引力做的功與衛(wèi)星機(jī)械能的變化大小相等 【解析】　衛(wèi)星圓形軌道半徑r緩慢減小，其動(dòng)能增大、勢(shì)能減小、機(jī)械能減小，故選項(xiàng)A正確、選項(xiàng)B錯(cuò)誤；由高軌道向低軌道變化，有|Wf|＝|ΔE機(jī)|，故選項(xiàng)C正確；而|WG|>|ΔE機(jī)|，故選項(xiàng)D錯(cuò)誤． 【答案】　AC 12．(xx泉州質(zhì)檢)如圖3所示，“嫦娥三號(hào)”從環(huán)月圓軌道Ⅰ上的P點(diǎn)實(shí)施變軌進(jìn)入橢圓軌道Ⅱ，再由近月點(diǎn)Q開(kāi)始進(jìn)行動(dòng)力下降，最后于2013年12月14日成功落月．下列說(shuō)法正確的是(　　) 圖3 A．其軌道Ⅱ運(yùn)行的周期大于沿軌道Ⅰ運(yùn)行的周期 B．沿軌道Ⅰ運(yùn)行至P點(diǎn)時(shí)，需制動(dòng)減速才能進(jìn)入軌道Ⅱ C．沿軌道Ⅱ運(yùn)行時(shí)，在P點(diǎn)的加速度大于在Q點(diǎn)的加速度 D．沿軌道Ⅱ運(yùn)動(dòng)時(shí)，由P點(diǎn)到Q點(diǎn)的過(guò)程中萬(wàn)有引力對(duì)其做正功 【解析】　由圖中幾何關(guān)系可知：圓軌道Ⅰ的半徑R大于橢圓軌道Ⅱ的半長(zhǎng)軸r，根據(jù)開(kāi)普勒第三定律可知：＝，則TⅠ>TⅡ，選項(xiàng)A錯(cuò)誤；“嫦娥三號(hào)”從圓軌道Ⅰ到橢圓軌道Ⅱ需要變軌做向心運(yùn)動(dòng)，變軌需要改變速度，而在該點(diǎn)處受到的萬(wàn)有引力不變，故需要減速，選項(xiàng)B正確；因Q點(diǎn)離月球較近，“嫦娥三號(hào)”受到月球的引力較大，根據(jù)牛頓第二定律，可知：其在P點(diǎn)的加速度小于在Q點(diǎn)的加速度，選項(xiàng)C錯(cuò)誤；沿橢圓軌道Ⅱ運(yùn)行時(shí)，“嫦娥三號(hào)”在Q點(diǎn)的速度大于在P點(diǎn)的速度，故從P點(diǎn)到Q點(diǎn)過(guò)程中萬(wàn)有引力做正功，選項(xiàng)D正確． 【答案】　BD 13．宇宙中的有些恒星可組成雙星系統(tǒng)．它們之間的萬(wàn)有引力比其他恒星對(duì)它們的萬(wàn)有引力大得多，因此在研究雙星的運(yùn)動(dòng)時(shí)，可以忽略其他星球?qū)λ鼈兊淖饔茫阎猄1和S2構(gòu)成一個(gè)雙星，它們?cè)谙嗷ブg的萬(wàn)有引力作用下繞兩者連線上某一定點(diǎn)O做勻速圓周運(yùn)動(dòng)．S1的質(zhì)量是S2質(zhì)量的k倍(k>1)，下列判斷正確的是(　　) A．S1、S2的角速度之比為1∶k B．S1、S2的線速度之比為1∶k C．S1、S2的加速度之比為1∶k D．S1、S2所受的向心力大小之比為k∶1 【解析】　雙星系統(tǒng)有彼此之間的萬(wàn)有引力提供各自圓周運(yùn)動(dòng)的向心力，二者總保持在一條直線即直徑上，得到二者角速度之比為1∶1，A錯(cuò)；二者的向心力是相互作用力，因此向心力之比為1∶1，D錯(cuò)；根據(jù)萬(wàn)有引力提供向心力有 ＝m1R1ω2＝m2R2ω2＝m1a1＝m2a2，＝＝＝k，即a1∶a2＝1∶k，C對(duì)；根據(jù)v＝ωR知＝＝1∶k，B對(duì)． 【答案】　BC 14．(xx合肥模擬)“北斗”系統(tǒng)中兩顆工作衛(wèi)星1和2在同一軌道上繞地心O沿順時(shí)針?lè)较蜃鰟蛩賵A周運(yùn)動(dòng)，軌道半徑為r，某時(shí)刻它們分別位于軌道上的A、B兩位置，如圖4所示．已知地球表面處的重力加速度為g，地球半徑為R，不計(jì)衛(wèi)星間的相互作 圖4 用力．以下判斷中正確的是(　　) A．這兩顆衛(wèi)星的向心加速度大小為a＝g B．這兩顆衛(wèi)星的角速度大小為ω＝R C．衛(wèi)星1由位置A運(yùn)動(dòng)至位置B所需的時(shí)間為t＝ D．如果使衛(wèi)星1加速，它就一定能追上衛(wèi)星2 【解析】　衛(wèi)星繞地球做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，萬(wàn)有引力充當(dāng)向心力，即：G＝ma，由萬(wàn)有引力與重力關(guān)系，G＝mg，解兩式得：a＝g，A項(xiàng)對(duì)；由a＝ω2r，將上式代入得：ω＝，B項(xiàng)錯(cuò)；衛(wèi)星1由位置A運(yùn)動(dòng)到位置B所需時(shí)間為衛(wèi)星周期的，由T＝，t＝，C項(xiàng)正確；衛(wèi)星1加速后做離心運(yùn)動(dòng)，進(jìn)入高軌道運(yùn)動(dòng)，不能追上衛(wèi)星2，D項(xiàng)錯(cuò)． 【答案】　AC 15．宇宙飛船繞地球做圓周運(yùn)動(dòng)時(shí)，由于地球遮擋陽(yáng)光，會(huì)經(jīng)歷“日全食”過(guò)程，如圖5所示．已知地球的半徑為R，地球質(zhì)量為M，引力常量為G，地球自轉(zhuǎn)周期為T0.太陽(yáng)光可看作平行光，不考慮地球 圖5 公轉(zhuǎn)的影響，宇航員在A點(diǎn)測(cè)出地球的張角為α，下列說(shuō)法中正確的是(　　) A．飛船的高度為 B．飛船的線速度為 C．飛船的周期為2π D．飛船每次“日全食”過(guò)程的時(shí)間為 【解析】　飛船繞行有：v＝?、?，T＝2π　②. 應(yīng)用幾何關(guān)系．在△OEA中有sin＝?、?，飛船高度為h＝r－R?、? ③式代入④式，解得h＝R(－1)，故選項(xiàng)A錯(cuò)誤； 解①③得v＝，故選項(xiàng)B正確；解②③得T＝2π，選項(xiàng)C正確； 每次“日全食”時(shí)間t為繞行BAC時(shí)間． 由△ODB≌△OEA知γ＝，又有β＝γ， 解得β＝?、? 綜合圓周運(yùn)動(dòng)規(guī)律．有：2β＝ωt,2π＝ωT， 解得t＝?、?，解⑤⑥式得t＝T，故選項(xiàng)D錯(cuò)誤． 【答案】　BC