2020高考物理大一輪復(fù)習(xí)新課改省份專用課時(shí)檢測二十六天體運(yùn)動(dòng)與人造衛(wèi)星重點(diǎn)突破課含解析

1、課時(shí)檢測(二十六)天體運(yùn)動(dòng)與人造衛(wèi)星(重點(diǎn)突破課)1.(2019天津模擬)北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)(BDS)是我國自行研制的全球美國全球定位系統(tǒng)(GPS)、俄羅斯格洛納斯衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)(GLONASS)之后航系統(tǒng)。預(yù)計(jì)2020年，北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)將形成全球覆蓋能力。如圖所部分衛(wèi)星的軌道示意圖，已知a、b、c三顆衛(wèi)星均做圓周運(yùn)動(dòng)，a是地球Aa的角速度小于c的角速度Ba的加速度大于b的加速度Ca的運(yùn)行速度大于第一宇宙速度Db的周期大于24h衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)，是繼第三個(gè)成熟的衛(wèi)星導(dǎo)示是北斗導(dǎo)航系統(tǒng)中同步衛(wèi)星，則()解析：選A由萬有引力提供做圓周運(yùn)動(dòng)的向心力得m2rm2rma，解得vGMm42mv2r2TrGMr，

2、GMr3，T42r3GM，aGMr2，由題圖可知，a的軌道半徑大于c的軌道半徑，因此a的角速度小于c的角速度，選項(xiàng)A正確；a的軌道半徑與b的軌道半徑相等，因此a的加速度等于b的加速度，選項(xiàng)B錯(cuò)誤；a的軌道半徑大于地球半徑，因此a的運(yùn)行速度小于第一宇宙速度，選項(xiàng)C錯(cuò)誤；a的軌道半徑與b的軌道半徑相等，故b的周期等于a的周期，為24h，選項(xiàng)D錯(cuò)誤。2.(2019南昌模擬)如圖所示，宇宙飛船A在低軌道上飛行，為了給B輸送物資，需要與B對(duì)接，它可以采用噴氣的方法改變速度，從而達(dá)更高軌道的宇宙空間站到改變軌道的目的，則以下做法可行的是()AA應(yīng)沿運(yùn)行速度方向噴氣，與B對(duì)接后周期比低軌道時(shí)的小BA應(yīng)沿運(yùn)行

3、速度的反方向噴氣，與B對(duì)接后周期比低軌道時(shí)的大CA應(yīng)沿運(yùn)行速度方向噴氣，與B對(duì)接后周期比低軌道時(shí)的大DA應(yīng)沿運(yùn)行速度的反方向噴氣，與B對(duì)接后周期比低軌道時(shí)的小解析：選B由題意可知，A要實(shí)施變軌到更高的軌道與B對(duì)接，則應(yīng)做逐漸遠(yuǎn)離圓心的運(yùn)動(dòng)，則萬有引力必須小于A所需的向心力，所以應(yīng)給A加速，增加其所需的向心力，故應(yīng)沿運(yùn)行速度的反方向噴氣，使得在短時(shí)間內(nèi)R3A的速度增加，與B對(duì)接后軌道半徑變大，根據(jù)開普勒第三定律T2k得，周期變大，故選項(xiàng)B正確。3.如圖所示，某極地軌道衛(wèi)星的運(yùn)行軌道平面通過地球的南北兩極，60的正上方按圖示方向第一次運(yùn)行到南緯60的正上方時(shí)所用時(shí)間為1已知該衛(wèi)星從北緯h，則下列說

4、法正確的是()A極地軌道衛(wèi)星與同步衛(wèi)星的運(yùn)行半徑之比為14B極地軌道衛(wèi)星與同步衛(wèi)星的運(yùn)行速度之比為12C極地軌道衛(wèi)星的運(yùn)行速度一定大于7.9km/sD極地軌道衛(wèi)星的機(jī)械能一定大于同步衛(wèi)星的機(jī)械能解析：選A由題意知極地軌道衛(wèi)星運(yùn)行的軌跡所對(duì)圓心角為120，即運(yùn)行了三分之一周期，用時(shí)1h，因此衛(wèi)Mm42星的周期T3h，由Gr2mT2r可得Tr3，又同步衛(wèi)星的周期T同24h，則極地軌道衛(wèi)星與同步衛(wèi)星的運(yùn)行Mmv2半徑之比為14，A正確；由Gr2mr，可得v1r，故極地軌道衛(wèi)星與同步衛(wèi)星的運(yùn)行速度之比為21，B得T42r3A雙星系統(tǒng)的平均密度為C雙星系統(tǒng)的總質(zhì)量為錯(cuò)誤；第一宇宙速度v7.9km/s，是

5、近地衛(wèi)星的運(yùn)行速度，所以極地軌道衛(wèi)星的運(yùn)行速度要小于7.9km/s，C錯(cuò)誤；因衛(wèi)星的質(zhì)量未知，則機(jī)械能無法比較，D錯(cuò)誤。4(2019浙江高三聯(lián)考)我國首顆量子科學(xué)實(shí)驗(yàn)衛(wèi)星“墨子”已于酒泉成功發(fā)射，將在世界上首次實(shí)現(xiàn)衛(wèi)星和地面之間的量子通信?！澳印睂⒂苫鸺l(fā)射至高度為500km的預(yù)定圓形軌道。此前在西昌衛(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36000km)，它將使北斗系統(tǒng)的可靠性進(jìn)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(yùn)行速度可能大于7.9km/sB通過地面控制可以將北斗G7定點(diǎn)于西昌正上方C量子科學(xué)實(shí)驗(yàn)衛(wèi)星“墨子”的周期比北斗G7

6、的周期小D量子科學(xué)實(shí)驗(yàn)衛(wèi)星“墨子”的向心加速度比北斗G7的小Mmv2解析：選C根據(jù)Gr2mr，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(yùn)動(dòng)最大的環(huán)繞速度，所以北斗G7和量子科學(xué)實(shí)驗(yàn)衛(wèi)星“墨子”的線速度均小Mm42于地球的第一宇宙速度，故A錯(cuò)誤；北斗G7即同步衛(wèi)星，只能定點(diǎn)于赤道正上方，故B錯(cuò)誤；根據(jù)Gr2mT2r，GM，所以量子科學(xué)實(shí)驗(yàn)衛(wèi)星“墨子”的周期小，故C正確；衛(wèi)星的向心加速度aGMr2，半徑小的量子科學(xué)實(shí)驗(yàn)衛(wèi)星“墨子”的向心加速度比北斗G7的大，故D錯(cuò)誤。5質(zhì)量不等的兩星體在相互間的萬有引力作用下，繞兩者連線上某一定點(diǎn)O做勻速圓

7、周運(yùn)動(dòng)，構(gòu)成雙星系統(tǒng)。由天文觀察測得其運(yùn)動(dòng)周期為T，兩星體之間的距離為r，已知引力常量為G。下列說法正確的是()3GT2BO點(diǎn)離質(zhì)量較大的星體較遠(yuǎn)42r3GT2D若在O點(diǎn)放一物體，則物體受兩星體的萬有引力合力為零MmMm424242r32，G2，解得Mm解析：選C根據(jù)Gr2mr1Tr2Mr2TGT2，因?yàn)殡p星的體積未知，無法求出雙星系統(tǒng)的平均密度，故A錯(cuò)誤，C正確；根據(jù)m2r1M2r2，可知mr1Mr2，質(zhì)量大的星體離O點(diǎn)較近，故B錯(cuò)誤；因?yàn)镺點(diǎn)離質(zhì)量較大的星體較近，根據(jù)萬有引力定律可知若在O點(diǎn)放一物體，則物體受到質(zhì)量大的星體的萬有引力較大，故所受合力不為零，故D錯(cuò)誤。6.如圖所示，有A、B兩

8、顆衛(wèi)星繞地心O做圓周運(yùn)動(dòng)，旋轉(zhuǎn)方向相同。衛(wèi)星的周期為T2，在某一時(shí)刻兩衛(wèi)星相距最近，則(引力常量為G)()A兩衛(wèi)星下一次相距最近需經(jīng)過時(shí)間tT1T2BA衛(wèi)星的周期為T1，T1T2GMm顆衛(wèi)星轉(zhuǎn)動(dòng)的角度相差2，即tt2，解得t，故A錯(cuò)誤；根據(jù)萬有引力提供向心力得m2r，T1T2T2T1m2r，可求出地球的質(zhì)量，但不知道地球的半徑，所以不可求出地球的密度和地球表面的重力加速度，故C、D錯(cuò)22B兩顆衛(wèi)星的軌道半徑之比為T13T23C若已知兩顆衛(wèi)星相距最近時(shí)的距離，可求出地球的密度D若已知兩顆衛(wèi)星相距最近時(shí)的距離，可求出地球表面的重力加速度解析：選B兩衛(wèi)星相距最近時(shí)，兩衛(wèi)星應(yīng)該在同一半徑方向上，A衛(wèi)星

9、多轉(zhuǎn)動(dòng)一圈時(shí)，第二次相距最近，兩2242r2T22A衛(wèi)星的周期為T1，B衛(wèi)星的周期為T2，所以兩顆衛(wèi)星的軌道半徑之比為T13T23，故B正確；若已知兩顆衛(wèi)星相GMm距最近時(shí)的距離，結(jié)合兩顆衛(wèi)星的軌道半徑之比可以求出兩顆衛(wèi)星的軌道半徑，根據(jù)萬有引力提供向心力得r242T誤。(7多選)2018年5月25日21時(shí)46分，探月工程嫦娥四號(hào)任務(wù)“鵲施近月制動(dòng)，進(jìn)入月球至地月拉格朗日L2點(diǎn)的轉(zhuǎn)移軌道。當(dāng)“鵲橋”中的L1、L2、L3、L4、L5所示，人們稱為地月系統(tǒng)拉格朗日點(diǎn))上時(shí)，同引力作用下，幾乎不消耗燃料而保持與月球同步繞地球做圓周運(yùn)動(dòng)，橋”中繼衛(wèi)星成功實(shí)位于拉格朗日點(diǎn)(如圖會(huì)在月球與地球的共下列說法

10、正確的是(月位于L2點(diǎn)時(shí)，由于“鵲橋”與月球繞地球做圓周運(yùn)動(dòng)的周期相同，“鵲橋”的軌道半徑大，根據(jù)公式a2r分析T球的自轉(zhuǎn)周期等于月球繞地球運(yùn)動(dòng)的周期)()A“鵲橋”位于L2點(diǎn)時(shí)，“鵲橋”繞地球運(yùn)動(dòng)的周期和月球的自轉(zhuǎn)周期相等B“鵲橋”位于L2點(diǎn)時(shí)，“鵲橋”繞地球運(yùn)動(dòng)的向心加速度大于月球繞地球運(yùn)動(dòng)的向心加速度CL3點(diǎn)和L2點(diǎn)到地球中心的距離相等D“鵲橋”在L2點(diǎn)所受月球和地球引力的合力比在其余四個(gè)點(diǎn)都要大解析：選ABD“鵲橋”位于L2點(diǎn)時(shí)，由于“鵲橋”與月球同步繞地球做圓周運(yùn)動(dòng)，所以“鵲橋”繞地球運(yùn)動(dòng)的周期和月球繞地球運(yùn)動(dòng)的周期相等，又月球的自轉(zhuǎn)周期等于月球繞地球運(yùn)動(dòng)的周期，故選項(xiàng)A正確；“鵲橋

11、”42可知，“鵲橋”繞地球運(yùn)動(dòng)的向心加速度大于月球繞地球運(yùn)動(dòng)的向心加速度，故選項(xiàng)B正確；若L3點(diǎn)和L2點(diǎn)到地球中心的距離相等，則“鵲橋”在L2點(diǎn)受到月球與地球引力的合力更大，加速度更大，所以周期更短，故L2點(diǎn)到地球中心的距離大于L3點(diǎn)到地球中心的距離，故選項(xiàng)C錯(cuò)誤；在5個(gè)點(diǎn)中，L2點(diǎn)離地球最遠(yuǎn)，所以在L2點(diǎn)“鵲橋”所受合力最大，故選項(xiàng)D正確。8(多選)澳大利亞科學(xué)家宣布，在離地球約14光年的紅矮星Wolf行星b、c、d，它們的公轉(zhuǎn)周期分別是5天、18天、67天，公轉(zhuǎn)軌道可知引力常量為G。下列說法正確的是()A可求出b、c的公轉(zhuǎn)半徑之比B可求出c、d的向心加速度之比C若已知c的公轉(zhuǎn)半徑，可求出紅

12、矮星的質(zhì)量D若已知c的公轉(zhuǎn)半徑，可求出紅矮星的密度1061周圍發(fā)現(xiàn)了三顆視為圓，如圖所示。已r3解析：選ABCb、c的周期分別為5天、18天，均做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，根據(jù)開普勒第三定律T2k，可以求出公r3轉(zhuǎn)半徑之比，故A正確；c、d的周期分別為18天、67天，均做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，根據(jù)開普勒第三定律T2k，可以求MmGM出公轉(zhuǎn)半徑之比，根據(jù)萬有引力提供向心力，有Gr2ma，解得ar2，故可以求出c、d的向心加速度之比，Mm4242r32r，解得MGT2故B正確；已知c的公轉(zhuǎn)半徑和周期，根據(jù)牛頓第二定律有Gr2mT，故可以求出紅矮星的質(zhì)量，但不知道紅矮星的半徑，無法求得其體積，無法求出紅矮星的密度，故C

13、正確，D錯(cuò)誤。9.(多選)(2018天津高考)2018年2月2日，我國成功將電磁監(jiān)測試射升空，標(biāo)志我國成為世界上少數(shù)擁有在軌運(yùn)行高精度地球物理場探測觀測可以得到衛(wèi)星繞地球運(yùn)動(dòng)的周期，并已知地球的半徑和地球表面處星繞地球的運(yùn)動(dòng)看作是勻速圓周運(yùn)動(dòng)，且不考慮地球自轉(zhuǎn)的影響，根據(jù)星的()驗(yàn)衛(wèi)星“張衡一號(hào)”發(fā)衛(wèi)星的國家之一。通過的重力加速度。若將衛(wèi)以上數(shù)據(jù)可以計(jì)算出衛(wèi)A密度C離地高度B向心力的大小D線速度的大小解析：選CD不考慮地球自轉(zhuǎn)的影響，則在地球表面物體所受的重力等于它受到的萬有引力：m0gGMm2mT2(Rh)，可求得衛(wèi)星的離Rh2Mm0，R2整理得GMgR2，衛(wèi)星繞地球做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，萬有引力提供向心力：GR，再由v，可求得衛(wèi)星的線速度的大小，選項(xiàng)C、D正確；衛(wèi)星的質(zhì)量未知，故地高度h3gR2T22Rh42T衛(wèi)星的密度和向心力的大小不能求出，選項(xiàng)A、B錯(cuò)誤。10.(多選)如圖所示，三個(gè)質(zhì)點(diǎn)a、b、c的質(zhì)量分別為m1、m2、M(M遠(yuǎn)有引力作用下，a、b在同一平面內(nèi)繞c沿逆時(shí)針方向做勻速圓周運(yùn)動(dòng)。已大于m1及m2)，在萬知軌道半徑之比為對(duì)，B錯(cuò)；設(shè)題圖所示位置夾角為，b轉(zhuǎn)動(dòng)一周(圓心角為2)的時(shí)間為tTb，則a、b相距最遠(yuǎn)時(shí)：TTbTTb2n2(n0,1,2,3，)，可知n6.75，n可取7個(gè)值；a、b相距最近時(shí)：TbT2m2(mrarb14，則