三維設(shè)計(jì)物理一輪復(fù)習(xí)課時(shí)跟蹤檢測十五 天體運(yùn)動(dòng)與人造衛(wèi)星

1、對點(diǎn)訓(xùn)練：宇宙速度的理解與計(jì)算1(2014·福建高考)若有一顆“宜居”行星，其質(zhì)量為地球的p倍，半徑為地球的q倍，則該行星衛(wèi)星的環(huán)繞速度是地球衛(wèi)星環(huán)繞速度的()A倍B倍C倍 D倍2(2015·宜春模擬)2014年3月8日凌晨，從吉隆坡飛往北京的馬航MH370航班起飛后與地面失去聯(lián)系，機(jī)上有154名中國人。之后，中國緊急調(diào)動(dòng)了海洋、風(fēng)云、高分、遙感等4個(gè)型號近10顆衛(wèi)星為地面搜救行動(dòng)提供技術(shù)支持。假設(shè)“高分一號”衛(wèi)星與同步衛(wèi)星、月球繞地球運(yùn)行的軌道都是圓，它們在空間的位置示意圖如圖1所示。下列有關(guān)“高分一號”的說法正確的是 ()圖1Akm/sB繞地球運(yùn)行的角速度比月球繞地球運(yùn)

2、行的大C繞地球運(yùn)行的周期比同步衛(wèi)星的大D在運(yùn)行軌道上完全失重，重力加速度為0對點(diǎn)訓(xùn)練：衛(wèi)星運(yùn)行參量的分析與比較3(2014·浙江高考)長期以來“卡戎星(Charon)”被認(rèn)為是冥王星唯一的衛(wèi)星，它的公轉(zhuǎn)軌道半徑r119600km，公轉(zhuǎn)周期T1。2006年3月，天文學(xué)家新發(fā)現(xiàn)兩顆冥王星的小衛(wèi)星，其中一顆的公轉(zhuǎn)軌道半徑r248000km，則它的公轉(zhuǎn)周期T2最接近于()A15天B25天C35天 D45天4(2015·贛州模擬)如圖2所示，軌道是近地氣象衛(wèi)星軌道，軌道是地球同步衛(wèi)星軌道，設(shè)衛(wèi)星在軌道和軌道上都繞地心做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，運(yùn)行的速度大小分別是v1和v2，加速度大小分別是a1

3、和a2則()圖2Av1v2a1a2Bv1v2a1a2Cv1v2a1a2Dv1v2a1a25(多選)截止到2014年2月全球定位系統(tǒng)GPS已運(yùn)行了整整25年，是現(xiàn)代世界的奇跡之一。GPS全球定位系統(tǒng)有24顆衛(wèi)星在軌運(yùn)行，每個(gè)衛(wèi)星的環(huán)繞周期為12小時(shí)。GPS系統(tǒng)的衛(wèi)星與地球同步衛(wèi)星相比較，下面說法正確的是()圖3AGPS系統(tǒng)的衛(wèi)星軌道半徑是地球同步衛(wèi)星半徑的倍BGPS系統(tǒng)的衛(wèi)星軌道半徑是地球同步衛(wèi)星半徑的倍CGPS系統(tǒng)的衛(wèi)星線速度是地球同步衛(wèi)星線速度的倍DGPS系統(tǒng)的衛(wèi)星線速度是地球同步衛(wèi)星線速度的倍6如圖4建筑是厄瓜多爾境內(nèi)的“赤道紀(jì)念碑”。設(shè)某人造地球衛(wèi)星在赤道上空飛行，衛(wèi)星的軌道平面與地球赤

4、道重合，飛行高度低于地球同步衛(wèi)星。已知衛(wèi)星軌道半徑為r，飛行方向與地球的自轉(zhuǎn)方向相同，設(shè)地球的自轉(zhuǎn)角速度為0，地球半徑為R，地球表面重力加速度為g，某時(shí)刻衛(wèi)星通過這一赤道紀(jì)念碑的正上方，該衛(wèi)星過多長時(shí)間再次經(jīng)過這個(gè)位置？()圖4A BC D對點(diǎn)訓(xùn)練：衛(wèi)星變軌問題分析7我國“嫦娥一號”探月衛(wèi)星發(fā)射后，先在“24小時(shí)軌道”上繞地球運(yùn)行(即繞地球一圈需要24小時(shí))；然后，經(jīng)過兩次變軌依次到達(dá)“48小時(shí)軌道”和“72小時(shí)軌道”；最后奔向月球。如果按圓形軌道計(jì)算，并忽略衛(wèi)星質(zhì)量的變化，則在每次變軌完成后與變軌前相比()A衛(wèi)星動(dòng)能增大，引力勢能減小B衛(wèi)星動(dòng)能增大，引力勢能增大C衛(wèi)星動(dòng)能減小，引力勢能減小D

5、衛(wèi)星動(dòng)能減小，引力勢能增大8(多選)(2013·全國卷)2012年6月18日，神舟九號飛船與天宮一號目標(biāo)飛行器在離地面343km的近圓形軌道上成功進(jìn)行了我國首次載人空間交會對接。對接軌道所處的空間存在極其稀薄的大氣，下列說法正確的是()A為實(shí)現(xiàn)對接，兩者運(yùn)行速度的大小都應(yīng)介于第一宇宙速度和第二宇宙速度之間B如不加干預(yù)，在運(yùn)行一段時(shí)間后，天宮一號的動(dòng)能可能會增加C如不加干預(yù)，天宮一號的軌道高度將緩慢降低D航天員在天宮一號中處于失重狀態(tài)，說明航天員不受地球引力作用9(多選)(2015·青島模擬)我國于2013年12月發(fā)射了“嫦娥三號”衛(wèi)星，該衛(wèi)星在距月球表面H處的環(huán)月軌道上做勻

6、速圓周運(yùn)動(dòng)，其運(yùn)行的周期為T，隨后“嫦娥三號”在該軌道上A點(diǎn)采取措施，降至近月點(diǎn)高度為h的橢圓軌道上，如圖5所示。若以R表示月球的半徑，忽略月球自轉(zhuǎn)及地球?qū)πl(wèi)星的影響。則下述判斷正確的是()圖5A月球的質(zhì)量為B月球的第一宇宙速度為C“嫦娥三號”在環(huán)月軌道上需加速才能降至橢圓軌道D“嫦娥三號”在圖中橢圓軌道上的周期為T對點(diǎn)訓(xùn)練：宇宙多星系統(tǒng)問題10.(多選)(2015·廣西三校聯(lián)考)如圖6所示，兩顆靠得很近的天體組合為雙星，它們以兩者連線上的某點(diǎn)為圓心，做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，以下說法中正確的是()圖6A它們做圓周運(yùn)動(dòng)的角速度大小相等B它們做圓周運(yùn)動(dòng)的線速度大小相等C它們的軌道半徑與它們的質(zhì)量

7、成反比D它們的軌道半徑與它們的質(zhì)量的平方成反比11(多選)(2015·聊城模擬)如圖7所示，甲、乙、丙是位于同一直線上的離其他恒星較遠(yuǎn)的三顆恒星，甲、丙圍繞乙在半徑為R的圓軌道上運(yùn)行，若三顆星質(zhì)量均為M，萬有引力常量為G，則()圖7A甲星所受合外力為B乙星所受合外力為C甲星和丙星的線速度相同D甲星和丙星的角速度相同對點(diǎn)訓(xùn)練：天體運(yùn)動(dòng)的綜合問題122014年8月11日，天空出現(xiàn)了“超級月亮”，這是月球運(yùn)動(dòng)到了近地點(diǎn)的緣故。然后月球離開近地點(diǎn)向著遠(yuǎn)地點(diǎn)而去，“超級月亮”也與我們漸行漸遠(yuǎn)。在月球從近地點(diǎn)到達(dá)遠(yuǎn)地點(diǎn)的過程中，下面說法正確的是()圖8A月球運(yùn)動(dòng)速度越來越大B月球的向心加速度越來

8、越大C地球?qū)υ虑虻娜f有引力做正功D雖然離地球越來越遠(yuǎn)，但月球的機(jī)械能不變13.(2015·東北三省四市模擬)假設(shè)在宇宙中存在這樣三個(gè)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(shí)，天體A和天體B就會以相同的角速度共同繞天體C運(yùn)轉(zhuǎn)，且天體A和天體B繞天體C運(yùn)動(dòng)的軌道都是圓軌道，如圖9所示。以下說法正確的是()圖9A天體A做圓周運(yùn)動(dòng)的加速度小于天體B做圓周運(yùn)動(dòng)的加速度B天體A做圓周運(yùn)動(dòng)的線速度小于天體B做圓周運(yùn)動(dòng)的線速度C天體A做圓周運(yùn)動(dòng)的向心力大于天體C對它的萬有引力D天體A做圓周運(yùn)動(dòng)的向心力等于天體C對它的萬有引力14(2015·上饒模擬)2013年12月2

9、日1時(shí)30分，搭載嫦娥三號探測器的長征三號乙火箭點(diǎn)火升空。假設(shè)為了探測月球，載著登陸艙的探測飛船在以月球中心為圓心，半徑為r1的圓軌道上運(yùn)動(dòng)，周期為T1，總質(zhì)量為m1登陸艙隨后脫離飛船，變軌到離月球更近的半徑為r2的圓軌道上運(yùn)動(dòng)，此時(shí)登陸艙的質(zhì)量為m2。最終在月球表面實(shí)現(xiàn)軟著陸、無人探測及月夜生存三大創(chuàng)新。若以R表示月球的半徑，忽略月球自轉(zhuǎn)及地球?qū)πl(wèi)星的影響。則下列有關(guān)說法正確的是()A月球表面的重力加速度g月B月球的第一宇宙速度為C登陸艙在半徑為r2軌道上的周期T2T1D登陸艙在半徑為r1與半徑為r2的軌道上的線速度之比為15(多選)(2014·廣東高考)如圖10所示，飛行器P繞某

10、星球做勻速圓周運(yùn)動(dòng)。星球相對飛行器的張角為。下列說法正確的是()圖10A軌道半徑越大，周期越長B軌道半徑越大，速度越大C若測得周期和張角，可得到星球的平均密度D若測得周期和軌道半徑，可得到星球的平均密度答案1選C衛(wèi)星繞中心天體做圓周運(yùn)動(dòng)時(shí)，萬有引力充當(dāng)向心力，即Gm，得v，可見環(huán)繞速度與中心天體質(zhì)量與半徑比值的平方根成正比，題述行星衛(wèi)星的環(huán)繞速度是地球衛(wèi)星環(huán)繞速度的倍，C項(xiàng)正確。2選Bkm/s，A錯(cuò)誤；由m2rm·r可得：，T，“高分一號”的軌道半徑小于同步衛(wèi)星和月球的軌道半徑，因此，“高分一號”的角速度比月球繞地球運(yùn)行的大，繞行周期比同步衛(wèi)星的小，B正確，C錯(cuò)誤；衛(wèi)星在運(yùn)行軌道上的

11、加速度等于所在處的重力加速度，處于完全失重狀態(tài)，重力加速度不為零，D錯(cuò)誤。3選B由開普勒第三定律可得，解得T2T1×(天)，故選B。本題也可利用萬有引力定律對“卡戎星”和小衛(wèi)星分別列方程，聯(lián)立方程組求解。4選B根據(jù)Gmma，可知v，a，所以v1v2，a1a2。選項(xiàng)B正確。5選BD萬有引力是衛(wèi)星圍繞地球轉(zhuǎn)動(dòng)的向心力，Gm()2r，衛(wèi)星運(yùn)動(dòng)的周期T2，設(shè)GPS系統(tǒng)的衛(wèi)星半徑為r1，周期為T1，同步衛(wèi)星半徑為r2，周期為T2，根據(jù)周期公式解得，A錯(cuò)誤，B正確；·，C錯(cuò)誤，D正確。6選D用表示衛(wèi)星的角速度，用m、M分別表示衛(wèi)星及地球的質(zhì)量，則有mr2，在地面上，有Gmg，聯(lián)立解得，

12、衛(wèi)星高度低于同步衛(wèi)星高度，則0，用t表示所需時(shí)間，則t0t2，所以t，D正確。7選D“嫦娥一號”變軌過程中，質(zhì)量變化可忽略不計(jì)，由v 可知，軌道越高，衛(wèi)星速度越小，故變軌后衛(wèi)星動(dòng)能減小，A、B錯(cuò)誤；軌道變高時(shí)，萬有引力對衛(wèi)星做負(fù)功，衛(wèi)星引力勢能增大，故C錯(cuò)誤，D正確。8選BC本題考查人造地球衛(wèi)星的運(yùn)行規(guī)律，意在考查考生對萬有引力定律的理解和對牛頓第二定律的應(yīng)用能力。神舟九號和天宮一號在近地軌道上運(yùn)行的速度都小于第一宇宙速度，選項(xiàng)A錯(cuò)誤；由于空間存在稀薄氣體，若不對兩者干預(yù)，其動(dòng)能將增加，軌道半徑減小，選項(xiàng)B、C正確；由于天宮一號做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，航天員受到的萬有引力全部提供其做圓周運(yùn)動(dòng)的向心力，

13、處于完全失重狀態(tài)，選項(xiàng)D錯(cuò)誤。9選ABD“嫦娥三號”衛(wèi)星在軌道上做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，由m·(RH)可得：月球質(zhì)量M，A正確。由m可求出月球第一宇宙速度為v，B正確；“嫦娥三號”衛(wèi)星在環(huán)月軌道上需要減速做近心運(yùn)動(dòng)，才能降至橢圓軌道上，C錯(cuò)誤；由開普勒第三定律可得：，可得：TT，D正確。10選AC它們做圓周運(yùn)動(dòng)的角速度大小相等，線速度大小不一定相等，選項(xiàng)A正確B錯(cuò)誤；由mAA2rAmBB2rB，它們的軌道半徑與它們的質(zhì)量成反比，選項(xiàng)C正確D錯(cuò)誤。11選AD甲星所受合外力為乙、丙對甲星的萬有引力的合力，F(xiàn)甲，A正確；由對稱性可知，甲、丙對乙星的萬有引力等大反向，乙星所受合力為0，B錯(cuò)誤；由于甲、乙位于同一直線上，甲、乙的角速度相同，由vR可知，甲、乙兩星的線速度大小相同，但方向相反，故C錯(cuò)誤，D正確。12選D根據(jù)開普勒定律，近地點(diǎn)到達(dá)遠(yuǎn)地點(diǎn)過程中，速度逐漸減小，萬有引力做負(fù)功，A、C錯(cuò)誤；因?yàn)殡S著地月之間距離變大，萬有引力減小，向心加速度也變小，B錯(cuò)誤；月球運(yùn)動(dòng)過程只有萬有引力做功，機(jī)械能守恒，D正確。13選C由于天體A、B繞天體C運(yùn)動(dòng)的軌道都是圓軌道，根據(jù)a2r，vr可知選項(xiàng)A、B錯(cuò)誤；天體A做圓周運(yùn)動(dòng)的向心力是由天體B和C對其引力的合力提供的，所以選項(xiàng)C正確，D錯(cuò)誤。14選C由mr1，mg月可得：g月