2021屆高三專題練習(xí)-天體運動 解析版 帶答案

1、2021屆高三專題訓(xùn)練專題五、天體運動一、選擇題（“皖豫聯(lián)盟體”2021屆高三第一次考試）2020年6月23日，北斗三號最后顆全球組網(wǎng)衛(wèi)星成功定點于距離地球3.6萬千米的地球同步軌道。己知地球表面處的重力加速度大小g取9.8m/52，引力常量G=6.67X1（T“N-m2/kg2.地球半徑為R二6400km,根據(jù)上述條件可估算出北斗三號最后一顆全球組網(wǎng)衛(wèi)星的（）質(zhì)量B.向心力C.動能D.運行速度答案I）命題透析本趙以北斗三號紐網(wǎng)衛(wèi)莖為怖氐考卷萬有引力定徉考圭考生旳推理能力和科學(xué)思線）思路點撥根據(jù)萬有引力定律方桂兩邊郁會有衛(wèi)星質(zhì)站不能計出衛(wèi)星質(zhì)域選項A錯謀廠比1丁號絨后-籲全球組網(wǎng)衛(wèi)星應(yīng)未知，則

2、衛(wèi)星的向心力和動能不時出龐項BX均錯團根據(jù)礎(chǔ)加朋外呼巧十糊衛(wèi)星的運行速詔哄送項D止亂（2021屆河北衡水中學(xué)高三9月第一次聯(lián)合考試）2020年7月23日，我國首次發(fā)射火星探測器“天問一號”。地面上周期為2s的單擺經(jīng)常被稱為秒擺。假如某秒擺被“天問一號”探測器攜帶至火星表面后，周期變?yōu)?s,己知火星半徑約為地球半徑的二分之一，以下說法正確的是（）若秒擺在火星表面的擺角變小，則周期也會隨之變小地球質(zhì)量約為火星質(zhì)量的9倍c.火星的第一宇宙速度約為地球第一宇宙速度的牛倍D.“天問一號”探測器剛發(fā)射離開地球表面時，此秒擺的周期大于2s【答案】BC（決勝新高考名校交流2021屆高三9月聯(lián)考卷）2020年6

3、月23H9時43分，我國“北斗三號”全球衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)最后一顆組網(wǎng)衛(wèi)星成功發(fā)射，全球組網(wǎng)完美收官。在“北斗三號”的30顆組網(wǎng)衛(wèi)星中，包含3顆地球靜止軌道衛(wèi)星，這類衛(wèi)星定點于赤道上空約3.6萬千米的高軌道上，還有3顆傾斜地球同步軌道衛(wèi)星（軌道平面與赤道面夾角為55,軌道髙度約3.6萬千米）,其余24顆均為中圓地球軌道衛(wèi)星，2019年就己全部完成發(fā)射，它們是“北斗三號”全球組網(wǎng)的主力衛(wèi)星，運行在距離地面2萬多千米的軌道上，一刻不停地繞地球做勻速圓周運動，軌道周期約為12小時。關(guān)于同步衛(wèi)星和中圓地球軌道衛(wèi)星，下列說法正確的是（）同步衛(wèi)星的運行速度小于中圓地球軌道衛(wèi)星的運行速度中圓地球軌道衛(wèi)星的運行速度

4、大于7.9km/s質(zhì)量相等的同步衛(wèi)星和中圓地球軌道衛(wèi)星相比，同步衛(wèi)星的動能更大質(zhì)量相等的同步衛(wèi)星和中圓地球軌道衛(wèi)星相比，同步衛(wèi)星的機械能更小【答案】A（2021屆安徽省六校教育研究會高三（上）第一次素質(zhì)測試）一石子位于地球赤道地面上的A點。設(shè)想如果地球?qū)λ囊ο?，那么?jīng)過數(shù)小時后，相對于A點來看（）石子原地不動，對地面的壓力為零石子一直向東沿直線飛去石子向上并逐漸偏向東運動石子向上并逐漸偏向西運動【答案】D【解析】【詳解】萬有引力突然消失，由于慣性小物體沿切線方向飛出，但地面上的A點仍向東作圓周運動，相對來講小物體向西運動，物體軌跡是直線（從地球上方俯視），而A點隨地球轉(zhuǎn)動，小物體在引力消

5、失瞬間就開始沿著A點的切線做運動了，這樣對于A來說小物體就會向上偏移，即物體向上并偏西方向飛去。故D正確，ABC錯誤。故選D。（河北省“五個一”名校聯(lián)2021屆高三上學(xué)期第一次聯(lián)考）北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)組網(wǎng)成功后會有5顆靜止軌道衛(wèi)星。己知地球赤道上的重力加速度大小為g.將地球視為半徑為&的球體.地球的自轉(zhuǎn)周期為7；.則地球靜止軌道衛(wèi)星（同步衛(wèi)星）的運行半徑為D.gR仏2龍解析:A地球赤道上物體隨地球自轉(zhuǎn)所需向心力由萬有引力的分力提供，BU：地球同步衛(wèi)星做圓周運動的向心力由萬有引力提供.即GMin由得:（河北省邯鄲市2021屆高三上學(xué)期（9月）摸底考試）我國衛(wèi)星事業(yè)發(fā)展迅速，尤其近兒年隨著北斗導(dǎo)航系

6、統(tǒng)的建立，衛(wèi)星發(fā)射更加頻繁.已知地球表面附近的重力加速度為g,地球的第一宇宙速度為I，,引力常量為G,某衛(wèi)星在距離地面高度為地球半徑的軌道上做勻速圓周運動，則下列關(guān)于該衛(wèi)星的說法正確的是（）衛(wèi)星的周期為衛(wèi)星的線速度為4衛(wèi)星的加速度為2D衛(wèi)星的角速度為2丫3y屮如亦4卄GMmGMmmv解析：根據(jù)題意有：r2fg、RZ=R對于衛(wèi)星有:GMm(R+掰ma、GMm(R+mvGMmR+Q(R+*nt苓（R+A）、s=卑,聯(lián)立以上各式解得:手，字，丁曠字,故A正確.（2021屆河北省保定市高三高考物理摸底試卷）（多選）某半徑為R的星球上，兩極點處的重力加速度為g,是赤道上重力加速度的n倍，下列說法中正確的

7、是（）A.星球自轉(zhuǎn)周期為星球白轉(zhuǎn)周期為C.星球的第一宇宙速度=廊D.星球的第一宇宙速度【答案】AC【解析】【詳解】AB.在星球兩級處物體受到的重力等于其受到的萬有引力，有GMm在赤道上隨星球自轉(zhuǎn)的物體，萬有引力與星球表面支持力的合力提供其自轉(zhuǎn)的向心力,有解得IT轉(zhuǎn)周期故選項A正確，選項B錯誤；CD.繞星球表面運行的衛(wèi)星，萬有引力提供向心力，有GMm_mv2RR與GMm聯(lián)立解得第一宇宙速度為故選項C正確，選項D錯誤。故選ACo（2021屆河北省邯鄲市雞澤縣第一中學(xué)高三（上）第一次月考）火星的質(zhì)量約為地丄球質(zhì)量的憶，半徑約為地球半徑的亍，則同一物體在火星表面與在地球表面受到的引力的比值約為（）A0

8、.2B.0.4C.2.0D.2.5【答案】B【解析】【詳解】設(shè)物體質(zhì)量為m,則在火星表面有在地球表面有由題意知有m210處=丄R22故聯(lián)立以上公式可得乞座=丄上=0.4F2101故選B。（皖南八校2021屆第一次聯(lián)考）（多選）如圖所示，一顆衛(wèi)星發(fā)射后先在近地軌道1上做勻速圓周運動，運行的速度大小為叫，運動到P點變軌進入橢圓轉(zhuǎn)移軌道2,運動到橢圓軌道的遠地點Q再變軌進入圓軌道3做勻速圓周運動，衛(wèi)星在橢圓軌道上Q點的速度大小為叫,衛(wèi)星的質(zhì)量為m,軌道1的半徑為R.橢圓軌道的長軸長為4R,則衛(wèi)星從軌道1變軌到軌道2做的功叱、從軌道2變軌到軌道3做的功吧分別為（）比=扌加（*_才）【答案】BRD、BC

9、設(shè)衛(wèi)星衣*軌邁上P點的連宜大小為3上Q點的連廈大小為J一由Gy?-majJ=則供=.3根鴛開普勒鞘二呵印譏RF3R令=3則W-yriwzi-ymz5一斗川9詒YA巧怡渓B珥1F確Hlrmv（亍YC頃正*D項館沃.（湖北省“荊、荊、襄、宜“四地七校聯(lián)盟2021屆高三上學(xué)期期中聯(lián)考）假設(shè)未來某天，我國宇航員乘飛船到達火星，測得火星兩極的重力加速度是火星赤道重力加速度的k倍，已知火星的半徑為R,則火星同步衛(wèi)星軌道半徑為（）11（湖北省“荊、荊、襄、宜“四地七校聯(lián)盟2021屆高三上學(xué)期期中聯(lián)考）（多選）2020年7月23日，中國“天問一號”探測器發(fā)射升空，成功進入預(yù)定軌道，開啟了火星探測之旅，邁出了我

10、國自主開展行星探測的第一步。如圖所示，“天問一號”被火星的橢是捕獲之后，需要在近火星點P變速，進入環(huán)繞火星圓軌道。則關(guān)于天問一號”，下列說法中正確的（）由軌道1進入軌道II需要在P點加速在軌道1上經(jīng)過P點時的加速度大于在軌道II上經(jīng)過P點時的加速度在軌道1上運行周期大于在軌道II上運行周期在軌道1上運行時的機械能大于在軌道II上運行時的機械能【答案】CD（江淮十校2021屆高三第一次聯(lián)考）2020年3月9日，我國在西昌衛(wèi)星發(fā)射中心成功發(fā)射北斗系統(tǒng)第54顆導(dǎo)航衛(wèi)星，北斗導(dǎo)航工程實現(xiàn)2020年“開門紅”。北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)由地球同步靜止軌道衛(wèi)星、與同步靜止軌道衛(wèi)星具有相同周期的地球同步傾斜軌道衛(wèi)星，

11、以及比它們軌道低一些的中軌道衛(wèi)星組成。它們均為圓軌道衛(wèi)星，軌道分布情況如圖所示，則（）地球同步傾斜軌道衛(wèi)星可相對靜止在合肥正上空地球同步傾斜軌道衛(wèi)星的軌道高度與同步靜止軌道衛(wèi)星的軌道高度相同所有同步衛(wèi)星繞地球運動的加速度大于中軌道衛(wèi)星繞地球運動的加速度質(zhì)量相等的中軌道衛(wèi)星與同步軌道衛(wèi)星相比運動速率大，則中軌道衛(wèi)星所具有的機械能較大【答案】B（2021屆皖江聯(lián)盟高三第一次聯(lián)考）2020年5月7日，出現(xiàn)超級月亮景觀，從科學(xué)定義而言，叫做近地點滿月更為準確。當(dāng)滿月從地平線升起時，我們看到的月亮似乎比它升到近地點天頂時更大、更明亮。如圖所示，月球的繞地運動軌道實際上是一個偏心率很小的橢圓，則（）A.月

12、球運動到遠地點時的速度最大且大于地球第一宇宙速度月球運動到近地點時的加速度最小月球由近地點向遠地點運動的過程，月球的機械能減小月球的半長軸大于同步衛(wèi)星的軌道半徑【答案】D【解析】由開普勒第二定律，月球運動到近地點時的速度最大，根據(jù)萬有引力提供月球運動的向心力，即緲=加丄，可得陋,月球遠地點的速度小于地球的第一宇宙rrvr速度，選項A錯誤；依牛頓第二定律和萬有引力定律，月球運動到近地點時所受引力最大，加速度最大，選項B錯誤；月球繞地球運動過程僅受地球的萬有引力，機械能守恒,選項C錯誤；根據(jù)開普勒第三定律有其=肇，月球公轉(zhuǎn)周期大于地球同步衛(wèi)星的公轉(zhuǎn)T：&周期，月球的半長軸大于同步衛(wèi)星的軌道半徑，選

13、項D正確。（2021屆皖江聯(lián)盟高三第一次聯(lián)考）多選2020年8月6日，長征二號丁運載火箭在我國酒泉衛(wèi)星發(fā)射中心，將清華科學(xué)衛(wèi)星送入預(yù)定軌道，發(fā)射任務(wù)取得圓滿成功。目前,在地球周圍有許多人造地球衛(wèi)星，如第55顆北斗導(dǎo)航衛(wèi)星為地球靜止軌道衛(wèi)星距地面高度約為36000km,碳衛(wèi)星（全球二氧化碳監(jiān)測科學(xué)實驗衛(wèi)星）距地面高度約為700km,量子科學(xué)實驗衛(wèi)星距地面高度約為500kmc若它們均可視為繞地球做圓周運動，則（）量子科學(xué)實驗衛(wèi)星的加速度大于碳衛(wèi)星的加速度第55顆北斗導(dǎo)航衛(wèi)星的線速度大于碳衛(wèi)星的線速度量子科學(xué)實驗衛(wèi)星的周期小于第55顆北斗導(dǎo)航衛(wèi)星的周期第55顆北斗導(dǎo)航衛(wèi)星的角速度小于碳衛(wèi)星的角速度【

14、答案】ACD【解析】根據(jù)7J有引力提供飛行器的向心力，紳“滋，。二啤，量子科學(xué)衛(wèi)星的加r廣速度大于碳衛(wèi)星的加速度，選項A正確；根據(jù)響=吟、，=抨,第55顆北斗導(dǎo)航衛(wèi)星的線速度小于碳衛(wèi)星的線速度，選項B錯誤；根據(jù)響“暮，7=1,量子科學(xué)實驗衛(wèi)星的周期小于第55顆北斗導(dǎo)航衛(wèi)星的周期，選項C正確；根據(jù)第55顆北斗導(dǎo)航衛(wèi)星的角速度小于碳衛(wèi)星的角速度，選項D（2021北京市人大附中高三上學(xué)期開學(xué)考試）為簡單計，把地一月系統(tǒng)看成地球靜止不動而月球繞地球做勻速圓周運動，如圖所示，虛線為月球軌道。在地月連線上存在一些所謂“拉格朗日點”特殊點。在這些點，質(zhì)量極小的物體（如人造衛(wèi)星）僅在地球和月球引力共同作用下可

15、以始終和地球、月球在同一條線上，則圖中四個點不可能是“拉格朗日點”的是（）A.A點B.B點C.C點D.D點【答案】B【解析】B點處的物體受到地球與月球的萬有引力的方向相同，而B到地球的之間小于月球到地球的距離，根據(jù)萬有引力提供向心力可知，B處物體的向心加速度要大于月球的向心加速度，不能與月球具有相等的角速度，所以也不是拉格朗日點，同理分析，A、C、D可能是拉格朗日點”,故B正確，ACD錯誤。故選B。二、計算題（2021屆皖江聯(lián)盟高三第一次聯(lián)考）2020年8月2日，我國首次火星探測任務(wù)“天問一號”探測器順利完成第一次軌道中途修正，繼續(xù)飛向火星，各系統(tǒng)狀態(tài)良好。若在“天問一號”火星探測器著陸的最后

16、階段，著陸器降落到火星表面后，需經(jīng)過多次彈跳才能停下來。假設(shè)著陸器第一次落到火星表面被彈起后，到達最高點的高度為力，此時它的速度方向是水平的，速度大小為。已知火星的一個衛(wèi)星的圓軌道的半徑為尸，周期為火星可視為半徑為R的均勻球體，不計火星表面的大氣阻力。求：（1）火星表面的重力加速度g;（2）著陸器第二次落到火星表面時速度的大小。（1）在火星表面有G-=mg（2分）TOC o 1-5 h z對該衛(wèi)星，根據(jù)萬有引力定律有G=屛糾二（2分）廣T）聯(lián)立解得火星表面的重力加速度g=（2分）（2分）/A（2）著陸器第二次落到火星表面時，有V；=2gh,v=+v；聯(lián)立解得、，十+書L（2分）（安徽省毫州市渦

17、陽縣育萃高級中學(xué)2021屆高三上學(xué)期10月月考）早在2015年，開普勒航天器發(fā)現(xiàn)了一顆“超級地球K2-18b”，它的質(zhì)量約為地球質(zhì)量的8倍。假設(shè)未來我們能夠登上這顆星球，并在它上面舉行運動會。在運動會上，一個運動員將一鉛球以12/77/5的速度水平擲出，擲出點與水平地面的高度差，不計一切阻力。己知地球表面的重力加速度g=10?/F。若鉛球落到水平地面時的速度與水平地面的夾角45,求：（1）“超級地球K2-18b”表面重力加速度是地球表面重力加速度的兒倍?（2）“超級地球K2-18b”半徑是地球半徑的兒倍？解析:如=12m/設(shè)“趙級地球&2-18片表面重力加速度劉/,鉛球從拋出到落地所需時間為切

18、因為鉛球落到水平地面時的速度與水平地面的夾角為a=45“，則此時：tana=?且：h=汽聯(lián)立解得：t=0.3$,g=40m/,貝|：=4,如2g則“超級地球K2-1助”表面重力加速度是地球表面重力加速度的4倍設(shè)地球質(zhì)量為半徑為幾則“超級地球K2-1M”的質(zhì)量為8M,半徑為用；在地球表面根據(jù)物體受到的萬有弓I力與重力大小相等，則：空繆二mg；當(dāng)該物體在“超級R2地球Q-18片表面時，同理：空笄=機/聯(lián)立解得：=72,則“趙級地球RxK2-18b”半徑是地球半徑的Q倍【答案】(1)4,V2(皖南八校2021屆第一次聯(lián)考)2020年7月23日，“天問一號”火星探測器在中國文昌航天發(fā)射場發(fā)射升空，開啟了我國火星探測的序幕，未來，字航