高考物理大一輪復習第四章能力課天體運動中?？家族e的“兩個命題點”訓練含解析教科版.docx

能力課天體運動中常考易錯的“兩個命題點”選擇題(18題為單項選擇題，912題為多項選擇題)1.如圖1所示，a是地球赤道上的一點，t0時刻在a的正上空有b、c、d三顆軌道均位于赤道平面的地球衛(wèi)星，這些衛(wèi)星繞地球做勻速圓周運動的運行方向均與地球自轉方向(順時針方向)相同，其中c是地球同步衛(wèi)星。設衛(wèi)星b繞地球運行的周期為T，則在tT時刻這些衛(wèi)星相對a的位置最接近實際的是()圖1解析a是地球赤道上的一點，c是地球同步衛(wèi)星，則c始終在a的正上方；由Gmr，得T，故r越大，T越大，則b比d超前。答案C2某衛(wèi)星在半徑為r的軌道1上做圓周運動，動能為Ek，變軌到軌道2上后，動能比在軌道1上減小了E，在軌道2上也做圓周運動，則軌道2的半徑為()A.r B.rC.r D.r解析衛(wèi)星在軌道1上時，Gm，因此Ek，同樣，在軌道2上，EkE，因此r2r，A項正確。答案A3中國航天局秘書長田玉龍2015年3月6日證實，將在2015年年底發(fā)射高分四號衛(wèi)星，這是中國首顆地球同步軌道高時間分辨率對地觀測衛(wèi)星。如圖2所示，A是靜止在赤道上隨地球自轉的物體；B、C是同在赤道平面內的兩顆人造衛(wèi)星，B位于離地高度等于地球半徑的圓形軌道上，C是地球同步衛(wèi)星。下列關系正確的是()圖2A物體A隨地球自轉的角速度大于衛(wèi)星B的角速度B衛(wèi)星B的線速度大于衛(wèi)星C的線速度C物體A隨地球自轉的加速度大于衛(wèi)星C的加速度D物體A隨地球自轉的周期大于衛(wèi)星C的周期解析由于A是靜止在赤道上隨地球自轉的物體，C是地球同步軌道衛(wèi)星，所以兩者角速度大小相等，周期相同，即TATC，AC，由T2得TCTB，根據T，可得CB，所以AB，選項A、D錯誤；由a2r得aAaC，選項C錯誤；根據v，可知衛(wèi)星B的線速度大于衛(wèi)星C的線速度，即vBvC，選項B正確。答案B4(2016貴州貴陽監(jiān)測)“天宮二號”目標飛行器與“神舟十一號”飛船自動交會對接前的示意圖如圖3所示，圓形軌道為“天宮二號”運行軌道，圓形軌道為“神舟十一號”運行軌道。此后“神舟十一號”要進行多次變軌，才能實現與“天宮二號”的交會對接，則()圖3A“天宮二號”的運行速率大于“神舟十一號”在軌道上的運行速率B“神舟十一號”變軌后比變軌前高度增加，機械能減少C“神舟十一號”可以通過減速而使軌道半徑變大D“天宮二號”和“神舟十一號”對接瞬間的向心加速度大小相等解析做圓周運動的天體，線速度大小v，因此軌道半徑較大的“天宮二號”速率較小，A項錯誤；“神舟十一號”由低軌道到高軌道運動需要消耗火箭燃料加速，由功能關系可知在高軌道上飛船機械能更大，B項錯誤；飛船在圓周軌道上減速時，萬有引力大于所需要的向心力，飛船做近心運動，軌道半徑減小，C項錯誤；在對接瞬間，“神舟十一號”與“天宮二號”所受的萬有引力提供向心力，向心加速度大小相等，D項正確。答案D5(2016木瀆中學模擬)如圖4所示是嫦娥三號奔月過程中某階段的運動示意圖，嫦娥三號沿橢圓軌道運動到近月點P處變軌進入圓軌道，嫦娥三號在圓軌道做圓周運動的軌道半徑為r，周期為T，已知引力常量為G，下列說法中正確的是()圖4A由題中(含圖中)信息可求得月球的質量B由題中(含圖中)信息可求得月球第一宇宙速度C嫦娥三號在P處變軌時必須點火加速D嫦娥三號沿橢圓軌道運動到P處時的加速度大于沿圓軌道運動到P處時的加速度解析由萬有引力提供向心力得Gmr，得：M，即根據軌道半徑為r，周期為T，萬有引力常量為G，可以計算出月球的質量，故A項正確；萬有引力提供向心力Gm，得：v，由于不知道月球半徑，所以不能計算月球第一宇宙速度，故B項錯誤；橢圓軌道和圓軌道是不同的軌道，航天飛機不可能自主改變軌道，只有在減速后，做近心運動，才能進入圓軌道，故C項錯誤；嫦娥三號沿橢圓軌道運動到P處時和沿圓軌道運動到P處時，所受萬有引力大小相等，所以加速度大小也相等，故D項錯誤。答案A6(2016甘肅武威月考)嫦娥三號的飛行軌道示意圖如圖5所示。假設嫦娥三號在環(huán)月段圓軌道和橢圓軌道上運動時，只受到月球的萬有引力，則()圖5A若已知嫦娥三號環(huán)月段圓軌道的半徑、運動周期和引力常量，則可算出月球的密度B嫦娥三號由環(huán)月段圓軌道變軌進入環(huán)月段橢圓軌道時，應讓發(fā)動機點火使其加速C嫦娥三號在環(huán)月段橢圓軌道上P點的速度大于Q點的速度D嫦娥三號在動力下降段，其引力勢能減小解析利用環(huán)月圓軌道半徑、運動周期和引力常量，可以計算出月球的質量，月球半徑未知，不能計算出月球的密度，A錯誤；由環(huán)月圓軌道進入橢圓軌道時，在P點讓發(fā)動機點火使其減速，B錯誤；嫦娥三號在橢圓軌道上P點速度小于在Q點速度，C錯誤；嫦娥三號在動力下降段，高度減小，引力勢能減小，D正確。答案D7“高分一號”衛(wèi)星是一種高分辨率對地觀測衛(wèi)星，突破了空間分辨率、多光譜與大覆蓋面積相結合的關鍵技術。如圖為“高分一號”與北斗導航系統(tǒng)兩顆衛(wèi)星在空中某一面內運動的示意圖?！氨倍贰毕到y(tǒng)中兩顆衛(wèi)星“G1”和“G3”以及“高分一號”均可認為繞地心O做勻速圓周運動。衛(wèi)星“G1”和“G3”的軌道半徑為r，某時刻兩顆工作衛(wèi)星分別位于軌道上的A、B兩位置，“高分一號”在C位置。若衛(wèi)星均順時針運行，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。則下列說法正確的是()圖6A衛(wèi)星“G1”和“G3”的加速度大小相等且為gB如果調動“高分一號”衛(wèi)星快速到達B位置的下方，必須對其加速C衛(wèi)星“G1”由位置A運動到位置B所需的時間為D若“高分一號”所在高度處有稀薄氣體，則運行一段時間后，機械能會增大解析對地球表面上的物體有mggR2GM，對于衛(wèi)星“G1”“G3”有maag，A錯；若對“高分一號”加速，則衛(wèi)星將到更高的軌道上運行，脫離原軌道，此法不可取，B錯；對于衛(wèi)星“G1”，有m()2rT，衛(wèi)星“G1”由A到B用時tT，C對；“高分一號”衛(wèi)星由于氣體的阻力，高度會降低，速度會增大，機械能要減小，D錯。答案C8設地球的自轉角速度為0，地球半徑為R，地球表面重力加速度為g，某人造衛(wèi)星在赤道上空做勻速圓周運動，軌道半徑為r，且r5R，飛行方向與地球的自轉方向相同，在某時刻，該人造衛(wèi)星通過赤道上某建筑物的正上方，則到它下一次通過該建筑物正上方所需要的時間為(地球同步衛(wèi)星軌道半徑約為6R)()A2 B.C2 D.解析因為同步衛(wèi)星的軌道半徑大約為地球半徑的6倍，根據衛(wèi)星的特點知，越向外的衛(wèi)星運行角速度越小，而同步衛(wèi)星與地球自轉的角速度相同，因此人造衛(wèi)星運行的角速度比地球上建筑物的運行角速度快，因此再次出現在建筑物上方時，說明衛(wèi)星已經比建筑物多走了一圈，故衛(wèi)地2，衛(wèi)1t，地0t，由于衛(wèi)星做勻速圓周運動，根據萬有引力提供向心力mr，在地球表面，物體受到的萬有引力等于重力mg，聯立得t，D項正確。答案D9(2017西安八校聯考)據報道，北斗衛(wèi)星導航系統(tǒng)利用其定位、導航、短報文通信功能加入到馬航MH370失聯客機搜救工作，為指揮中心調度部署人力、物力提供決策依據，保證了搜救船只準確抵達相關海域。幫助搜救船只規(guī)劃搜救航線，避免搜救出現遺漏海域，目前北斗衛(wèi)星導航定位系統(tǒng)由高度均約為36 000 km的5顆靜止軌道衛(wèi)星和5顆傾斜地球同步軌道衛(wèi)星以及高度約為21 500 km 的4顆中軌道衛(wèi)星組網運行，則下列說法正確的是()A中軌道衛(wèi)星的周期比同步衛(wèi)星周期大B所有衛(wèi)星均位于以地心為中心的圓形軌道上C同步衛(wèi)星和中軌道衛(wèi)星的線速度均小于地球的第一宇宙速度D赤道上隨地球自轉的物體向心加速度比同步衛(wèi)星向心加速度大解析由開普勒第三定律可知，軌道半徑較小的中軌道衛(wèi)星周期較同步衛(wèi)星小，A項錯；由題意知，北斗導航系統(tǒng)的衛(wèi)星軌道高度一定，因此衛(wèi)星均位于以地心為中心的圓形軌道上，B項正確；第一宇宙速度是衛(wèi)星繞地球做圓周運動的最大運行速度，C項正確；赤道上物體與同步衛(wèi)星的角速度相同，由a2r可知，同步衛(wèi)星的向心加速度較大，D項錯。答案BC10如圖7所示，一顆地球同步衛(wèi)星先沿橢圓軌道1飛行，后在遠地點P處點火加速，由橢圓軌道1變軌到地球同步圓軌道2。下列說法正確的是()圖7A衛(wèi)星在軌道2運行時的速度大于7.9 km/sB衛(wèi)星沿軌道2運動的過程中，衛(wèi)星中的儀器處于失重狀態(tài)C衛(wèi)星沿軌道2運動的過程中，有可能經過北京的正上空D衛(wèi)星經過軌道1上的P點和軌道2上的P點的加速度大小相等解析同步衛(wèi)星的軌道半徑要大于近地衛(wèi)星的軌道半徑，同步衛(wèi)星運行的線速度一定小于第一宇宙速度，故A錯誤；衛(wèi)星繞地球做勻速圓周運動時所受萬有引力提供向心力，處于完全失重狀態(tài)，故B正確；地球同步衛(wèi)星只能在赤道的正上空，故C錯誤；根據ma，得a，衛(wèi)星在軌道1上的P點和軌道2上的P點的軌道半徑相等，故加速度相等，D正確。答案BD11目前，在地球周圍有許多人造地球衛(wèi)星繞著它運轉，其中一些衛(wèi)星的軌道可近似為圓，且軌道半徑逐漸變小。若衛(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，引力勢能一定減小C由于氣體阻力做負功，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的減小解析衛(wèi)星半徑減小時，分析各力做功情況可判斷衛(wèi)星能量的變化。衛(wèi)星運轉過程中，地球的引力提供向心力，Gm，受稀薄氣體阻力的作用時，軌道半徑逐漸變小，地球的引力對衛(wèi)星做正功，勢能逐漸減小，動能逐漸變大，由于氣體阻力做負功，衛(wèi)星的機械能減小，選項B、D正確。答案BD12(2016江西上饒一模)在早期的反衛(wèi)星試驗中，攻擊攔截方式之一是快速上升式攻擊，即“攔截器”被送入與“目標衛(wèi)星”軌道平面相同而高度較低的追趕軌道，然后通過機動飛行快速上升接近目標將“目標衛(wèi)星”摧毀。圖8為追趕過程軌道示意圖。下列敘述正確的是()圖8A圖中A是“目標衛(wèi)星”，B是“攔截器”B“攔截器”和“目標衛(wèi)星”的繞行方向為圖中的順時針方向C“攔截器”在上升的過程中重力勢能會增大D“攔截器”的加速度比“目標衛(wèi)星”的加速度小解析攔截衛(wèi)星的高度要比目標衛(wèi)星的高度低，所以A是“攔截器”，B是“目標衛(wèi)星”，A錯誤；由于“攔截器”軌道低，速度大，應落后于“目標衛(wèi)星”，繞行方向應為圖中的順時針方向，B正確；“攔截器”在上升過程中要克服重力做功，所以重力勢能增大，C正確；根據公式a可知“攔截器”的加速度比“目標衛(wèi)星”的加速度大，D錯誤。答案BC二、非選擇題13(2017四川雅安階段考試)已知地球的半徑為R，地球衛(wèi)星A的圓軌道半徑為2R，衛(wèi)星B的圓軌道半徑為R，兩衛(wèi)星均在地球赤道的正上方運行，兩衛(wèi)星運行方向與地球自轉方向相同。已知地球表面的重力加速度大小為g，