天體運(yùn)動(dòng)高考真題 高考復(fù)習(xí)一遍過(guò)

地R地RR地地rT22200地R地RR地地rT22200天體運(yùn)動(dòng)1北京理綜)利用引力常量G和列某一組數(shù)據(jù)，不能計(jì)算出地球質(zhì)量的()A．地球半徑及重力加速度(不考慮地球自轉(zhuǎn))．人造衛(wèi)星在地面附近繞地球做圓周運(yùn)動(dòng)的速度及周期．月球繞地球做圓周運(yùn)動(dòng)的周期及月球與地球間的距離．地球繞太陽(yáng)做圓周運(yùn)動(dòng)的周期及地球與太陽(yáng)間的距離MD本題考查天體運(yùn)動(dòng)．已知地球半和重力加速度g，＝G，所M2

地gR＝，可求M

地

Mv2πRv2；近地衛(wèi)星做圓周運(yùn)動(dòng)G＝m，T＝，可解得M＝＝2vv2T2π

M·4π2，已知v、T可求M；對(duì)于月球：G＝m地月

4π2rr，則M＝，已知r、可求地月月M；同理，對(duì)地球繞太陽(yáng)的圓周運(yùn)動(dòng)，只可求出太陽(yáng)質(zhì)量M，故此題符合題意的選項(xiàng)地太是D項(xiàng)．2(多選)2016年月6138，我國(guó)首顆微學(xué)實(shí)驗(yàn)衛(wèi)星——實(shí)踐十號(hào)返回式科學(xué)實(shí)驗(yàn)衛(wèi)星，在酒泉射中心由長(zhǎng)征二號(hào)丁運(yùn)載火箭發(fā)射升空，進(jìn)入近百萬(wàn)米道，開(kāi)始了為期天的太空之旅，大約能?chē)@地球轉(zhuǎn)如圖所示．實(shí)踐十號(hào)衛(wèi)星的微重力水平可達(dá)到地球表面

重力科衛(wèi)星發(fā)預(yù)定軌200，重力的10

－6

，實(shí)踐十號(hào)將在太空中完成項(xiàng)微重力科學(xué)和空間生命科學(xué)實(shí)驗(yàn)，力爭(zhēng)取得重大科學(xué)成果．以下關(guān)于實(shí)踐十號(hào)衛(wèi)星的相關(guān)描述中正確的有()．實(shí)踐十號(hào)衛(wèi)星在地球同步軌道上．實(shí)踐十號(hào)衛(wèi)星的環(huán)繞速度一定小于第一宇宙速度．在實(shí)踐十號(hào)衛(wèi)星內(nèi)進(jìn)行的項(xiàng)科學(xué)實(shí)驗(yàn)都是在完全失重狀態(tài)下完成的．實(shí)踐十號(hào)衛(wèi)星運(yùn)行中因受微薄空氣阻力，需定期點(diǎn)火加速調(diào)整軌道1524BD實(shí)踐十號(hào)衛(wèi)星的周期＝，不是地球同步衛(wèi)星，所以不在地球同步軌道上，故A誤；第一宇宙速度是近地衛(wèi)星的環(huán)繞速度，也是最大的圓周運(yùn)動(dòng)的環(huán)TrrTrr繞速度，則實(shí)踐十號(hào)衛(wèi)星的環(huán)繞速度一定小于第一宇宙速度，故B正確；根據(jù)題意可知，實(shí)踐十號(hào)衛(wèi)星內(nèi)進(jìn)行19項(xiàng)科學(xué)實(shí)驗(yàn)都是在微重情況下做的，此時(shí)重力沒(méi)有全部提供向心力，不是完全失重狀態(tài)，故錯(cuò)誤；實(shí)踐十號(hào)衛(wèi)星運(yùn)行中因受微薄空氣阻力，軌道半徑將變小，速度變小，所以需定期點(diǎn)火加速調(diào)整軌道，故正確．3(多選)四川資陽(yáng)二診)如圖所示為一衛(wèi)星沿橢圓軌道繞動(dòng)，其周期24時(shí)，C兩點(diǎn)別為軌道上的遠(yuǎn)地點(diǎn)和近地點(diǎn)，和軌道的交點(diǎn)．則下列說(shuō)法正確的是)A．衛(wèi)星從A運(yùn)動(dòng)到和從運(yùn)動(dòng)到C時(shí)間相等

地球運(yùn)為短軸．衛(wèi)星運(yùn)動(dòng)軌道上A、間的距離和地球同步衛(wèi)星軌道的直徑相等．衛(wèi)星在點(diǎn)速度比地球同步衛(wèi)星的速度大．衛(wèi)星在點(diǎn)的加速度比地球同步衛(wèi)星的加速度小BD根據(jù)開(kāi)普勒第二定律知，衛(wèi)星從運(yùn)動(dòng)到B從B運(yùn)動(dòng)到的時(shí)間長(zhǎng)，故Aa錯(cuò)誤；根據(jù)開(kāi)普勒第三定律＝，該衛(wèi)星與地球同步衛(wèi)星的周期相等，則衛(wèi)星運(yùn)動(dòng)軌2道上A間的距離和地球同步衛(wèi)星軌道的直徑相等．故B正確；由＝

GMr

，知衛(wèi)星在該圓軌道上的線速度比地球同步衛(wèi)星的線速度小，所以衛(wèi)星在橢圓上A點(diǎn)速度比地球同步衛(wèi)星的速度?。蔆錯(cuò)誤；A點(diǎn)到地心的距離大于地球同步衛(wèi)星軌道的半徑，由MmGM＝得＝，知衛(wèi)星在A的加速度比地球同步衛(wèi)星的加速度小，D正確．24(多選)假設(shè)在宇宙中存在這樣三個(gè)天體AC它們直線上，天體A和天體B高度為某值時(shí)，天體A和天體B相同的角速度共同繞天體C運(yùn)天體和天體繞天體C軌道都是圓軌道，如圖所示．則以下說(shuō)法正確的是()A．天體A做圓周運(yùn)動(dòng)的加速度大于天體B做圓周運(yùn)動(dòng)的加速度B．天體A圓周運(yùn)動(dòng)的線速度小于天體B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(duì)它的萬(wàn)有引力D．天體A做圓周運(yùn)動(dòng)的向心力等于天體C對(duì)它的萬(wàn)有引力

在一條就會(huì)以運(yùn)動(dòng)的AC

由于天體和天體B繞天體運(yùn)動(dòng)的軌道都是圓軌道，角速度相同，由a＝ω

r，可知天體做圓周運(yùn)動(dòng)的加速度大于天體B做圓周運(yùn)動(dòng)的加速度，故A正確；由公式＝ωr可知天體A做圓周運(yùn)動(dòng)的線速度大于天體做圓周運(yùn)動(dòng)的線度，故B錯(cuò)rmrkABkAkABBB2RRTrmrkABkAkABBB2RRT22kABABkB誤；天體做圓周運(yùn)動(dòng)的向心力是由、C萬(wàn)有引力的合力提供，大于天體對(duì)它的萬(wàn)有引力．故C正確，D錯(cuò)誤．5．如圖所，一顆衛(wèi)星繞地球沿橢圓軌道運(yùn)動(dòng)，A、運(yùn)動(dòng)的遠(yuǎn)地點(diǎn)和近地點(diǎn)．下列說(shuō)法中正確的是)

是衛(wèi)星．衛(wèi)星在點(diǎn)的角速度大于在B點(diǎn)的角速度．衛(wèi)星在點(diǎn)的加速度小于在B點(diǎn)的加速度．衛(wèi)星由運(yùn)動(dòng)到B過(guò)程中動(dòng)能減小，勢(shì)能增加．衛(wèi)星由運(yùn)動(dòng)到B過(guò)程中萬(wàn)有引力做正功，機(jī)械能增大vB近地點(diǎn)的速度較大，可知B點(diǎn)線速度大于的線速度，根據(jù)知，衛(wèi)星在FGM點(diǎn)的角速度小于B點(diǎn)的角速度，故A錯(cuò)誤；根據(jù)牛頓第二定律得，a＝＝，可知2衛(wèi)星點(diǎn)的加速度小于B點(diǎn)的加速度，B正確；衛(wèi)星沿橢圓軌道運(yùn)動(dòng)，A，萬(wàn)有引力做正功，動(dòng)能增加，勢(shì)能減小，機(jī)械能守恒，故C、D錯(cuò)誤．6(多選如圖所示，兩質(zhì)量相等的衛(wèi)星A繞地球周運(yùn)動(dòng)用S分別表示衛(wèi)星的軌道半徑期、地心連線在單位時(shí)間內(nèi)掃過(guò)的面積下列關(guān)系式正確的有．T>．．S＝S

做勻速圓動(dòng)能、與()R3＝TAD

GMmv4π21由2＝R和E＝v2可得2π

R3GM

GMm＝，因R>R，則>T，<，A，B錯(cuò)；由開(kāi)普勒定律可知，，D對(duì)．7．(多選(2017·河南六市一模)隨著地球資源的枯竭和空氣污染如霧霾的加重，星球移民也許是最好的方案之一國(guó)NASA于2016年發(fā)現(xiàn)一顆迄為止與地球最類(lèi)似的太陽(yáng)系外的行星，與地球的相似度為，并且可能擁有大氣層和流動(dòng)的水，這顆行星距離地球約1400年，公轉(zhuǎn)周期約為37年，這顆名叫Kepler452b的行星，它的半徑大約是地球的倍，重力加速度與地球的相近．已知地球表面第一宇宙速度為則下列說(shuō)法正確的是()A．飛船表面附近運(yùn)行時(shí)的速度小于km/skkR2k2k地kr2rr2kkR2k2k地kr2rr2．該行星的質(zhì)量約為地球質(zhì)量的倍．該行星的平均密度約是地球平均密度的

58D．在地球上發(fā)射航天器到達(dá)該星球，航天器的發(fā)射速度至少要達(dá)到第三宇宙速度

飛船在該行星表面附近運(yùn)行時(shí)的速vk＝kRk＝g·

g＝km/sA項(xiàng)地地GMm2M錯(cuò)誤．由＝mg，得M＝，則＝＝，則M＝MR地地

地

＝，項(xiàng)錯(cuò)誤．由ρ＝地M4，V＝R3

gRρ，＝，得ρ，則＝＝，C項(xiàng)正確．因?yàn)樵撔行窃谔?yáng)系之ρR地外，則在地球上發(fā)射航天器到達(dá)該星球，航天器的發(fā)射速度至少要達(dá)到第三宇宙速度，D項(xiàng)正確．8.(2017·江西上饒模擬)太空中進(jìn)行開(kāi)采礦產(chǎn)資源項(xiàng)目須建立“太空加油站”設(shè)“太空加油站”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()．“太空加油站”運(yùn)行的加速度等于其所在高度處的重力加速度．“太空加油站”運(yùn)行的速度大小等于同步衛(wèi)星運(yùn)行速度大小的10倍．站在地球赤道上的人觀察到“太空加油站”向西運(yùn)動(dòng)．在“太空加油站”工作的宇航員因不受重力而在艙中懸浮或靜止A

GMm根據(jù)＝mg′＝ma，“太空加油”運(yùn)的加速度等于其所在高度處的2重力加速度，選項(xiàng)A正確；“太空加油站”繞地球做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，由地球的萬(wàn)有引力GMmm提供向心力，則有＝，得v＝

GMr

＝

GMR＋h

，“太空加油站”距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，“太空加油站”距地球球心的距離不等于同步衛(wèi)星距地球球心距離的十分之一，選項(xiàng)B錯(cuò)誤；角速度ω＝

GMr3

，軌道半徑越大，角速度越小，同步衛(wèi)星和地球自轉(zhuǎn)的角速度相同，所以“太空加油站的角速度大于地球自轉(zhuǎn)的角速度，所以站在地球赤道上的人觀察到“太空加油站”向東運(yùn)動(dòng)，選項(xiàng)C錯(cuò)誤；在“空加油站”工作的宇航員只受重力作用，處于完全失重狀態(tài)，靠萬(wàn)有引力提供向心力做圓周運(yùn)動(dòng)，選項(xiàng)錯(cuò)誤．9．多選)安微江南十校聯(lián)考)據(jù)報(bào)道，年月日7時(shí)31，隨天宮Rg221Rg221二號(hào)空間實(shí)驗(yàn)室(軌道艙)發(fā)射入軌的伴隨衛(wèi)星成功釋放．伴隨衛(wèi)星重約47千克，尺寸相當(dāng)于一臺(tái)打印機(jī)大小．釋放后伴隨衛(wèi)星將通過(guò)多次軌道控制，伴星逐步接近軌道艙，最終達(dá)到僅在地球引力作用下對(duì)軌道艙的伴隨飛行目標(biāo)．之后對(duì)天宮二號(hào)四周表面進(jìn)行觀察和拍照以及開(kāi)展其他一系列試驗(yàn)，進(jìn)一步拓展空間應(yīng)用．根據(jù)上述信息及所學(xué)知識(shí)可知()A．軌道制階段同一軌道上落后的伴星需點(diǎn)火加速才能追上前方的天宮二號(hào)B道制階段同一軌道上落后的伴星需經(jīng)歷先減速再加速過(guò)程才能追上前方的天宮二號(hào)．伴隨飛行的伴星和天宮二號(hào)繞地球做橢圓軌道運(yùn)行時(shí)具有相同的半長(zhǎng)軸．由于伴星和天宮二號(hào)的軌道不重合，故他們繞地運(yùn)行的周期不同

在軌道控制階段若要同一軌道上落后的伴星追上前方的天宮二號(hào)，伴星應(yīng)先減速到較低軌道，然后再加速上升到原軌道才能追上天宮二號(hào)，正確，A錯(cuò)誤．以地心為參考系，伴星與天宮二號(hào)間距離可忽略不計(jì)，認(rèn)為它們?cè)谕卉壍郎线\(yùn)動(dòng)，它們具有相同的半長(zhǎng)軸和周期，C正，D錯(cuò)誤．10空行走又稱為出艙活動(dòng)狹義的太空行走即指開(kāi)載人航天器乘員艙進(jìn)入太空的出艙活動(dòng)如圖所示假員出艙離開(kāi)飛船后身上的速度計(jì)顯示其相對(duì)地心的速度航天員從離開(kāi)艙門(mén)到結(jié)束太空行走所用時(shí)間為t，已知地為R，地表面的重力加速度為，則()A．航天員在太空行走時(shí)可模仿游泳向后劃著前進(jìn)B．該航天員在太空“走”的路程估計(jì)只有幾米gRC．該航天員離地高度為－Rv2

航天員離設(shè)某宇航為v，該球的半徑D．該航天員的加速度為

Rt

2C

由于太空沒(méi)有空氣，因此航天員在太空中行走時(shí)無(wú)法模仿游泳向后劃著前進(jìn)，故A錯(cuò)誤；航天員在太空行走的路程是以速度v運(yùn)動(dòng)的路程，即為t，故B錯(cuò)誤；由GMmvgR2R2v4＝mg和＝，＝－R，C正確；＝＝，Dh＋hvgR錯(cuò)誤．11、B兩顆衛(wèi)星圍繞地球做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，衛(wèi)星運(yùn)行的周期為，軌道半徑為1211T311111rT21TT1211T311111rT21TT－2rBrBBB2r；B衛(wèi)星運(yùn)行的周期為，且>下列說(shuō)法正確的是)T2A．B衛(wèi)星的軌道半徑為r()2．衛(wèi)星的機(jī)械能一定大于B衛(wèi)星的機(jī)械能．A、B衛(wèi)星在軌道上運(yùn)行時(shí)處于完全失重狀態(tài)，不受任何力的作用TD．某時(shí)刻衛(wèi)、在軌道上相距最近，從該時(shí)刻起每經(jīng)過(guò)時(shí)間，衛(wèi)AT－再次相距最近rD由開(kāi)普勒第三定律＝，A錯(cuò)誤；由于衛(wèi)星的質(zhì)量未知，機(jī)械能無(wú)法比較，32B誤；A、衛(wèi)星均受萬(wàn)有引力作用，是由于萬(wàn)有引力提供向心力，衛(wèi)星處于完全失2π2πTT重狀態(tài)，C錯(cuò)誤；由t－t＝2π知經(jīng)t＝兩衛(wèi)星再次相距最近，D正確．21212(多選)(2017·廣華南三校聯(lián)考)石墨烯是目前已知的強(qiáng)度最高的材料，它的發(fā)現(xiàn)使“太空電梯”的制可能，人類(lèi)將有望通過(guò)“太空電梯”進(jìn)入太空．設(shè)想在道平面內(nèi)有一垂直于地面延伸到太空的輕質(zhì)電梯，電梯超過(guò)地球的同步衛(wèi)星A的高度延伸到太空深處，這種所

世界上造成為地球赤頂端可謂的太空電梯可用于降低成本發(fā)射繞地人造衛(wèi)星．如圖所示，假設(shè)某物體乘坐太空電梯到達(dá)了圖示的位置并停在此處，與同高度運(yùn)行的衛(wèi)星比較()．的線速度大于C的線速度．的線速度小于C的線速度．若突然脫離電梯，B將做離心運(yùn)動(dòng)．若突然脫離電梯，B將做近心運(yùn)動(dòng)BDA和兩衛(wèi)星相比，ωC>A，ωB＝，則ωC>B，又據(jù)＝rrB，得v

Mm>，故B項(xiàng)正確，A項(xiàng)錯(cuò)誤．對(duì)C星有＝mCωrC，又ωB，對(duì)星有Mmmωr，若B突然脫離電梯，將做近心運(yùn)動(dòng)，DB確，C項(xiàng)錯(cuò)誤．

項(xiàng)

正1320173，美國(guó)宇航局的“信使”號(hào)水星探測(cè)劃將隕落在水星表面工程師找到了一種聰明的辦法夠

器按計(jì)使其壽命再延長(zhǎng)一個(gè)月．這個(gè)辦法就是通過(guò)向后釋放推進(jìn)系統(tǒng)中的高壓氦氣來(lái)提升軌道．如圖rrrTrrrRrrrTrrrR所示，設(shè)釋放氦氣前，探測(cè)器在貼近水星表面的圓形軌道Ⅰ上做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，釋放氦氣后探測(cè)器進(jìn)入橢圓軌道Ⅱ上，忽略探測(cè)器在橢圓軌道上所受外界阻力．則下列說(shuō)法正確的是()．探測(cè)器在軌道Ⅰ和軌道Ⅱ上A加速度大小不同．探測(cè)器在軌道Ⅰ上A運(yùn)行速率小于在軌道Ⅱ上點(diǎn)速率．探測(cè)器在軌道Ⅱ上某點(diǎn)的速率可能等于在軌道Ⅰ上速率．探測(cè)器在軌道Ⅱ上遠(yuǎn)離水星過(guò)程中，引力勢(shì)能和動(dòng)能都減少C

探測(cè)器在軌道ⅠⅡ點(diǎn)所受的萬(wàn)有引力相同，根據(jù)＝ma知，加速度大小相同，故A誤；根據(jù)開(kāi)普勒第二定律知探測(cè)器與水星的連線在相等時(shí)間內(nèi)掃過(guò)的面積相同，則知A點(diǎn)速率大點(diǎn)速率，故錯(cuò)誤；在圓軌道A實(shí)施變軌成橢圓軌道是做逐漸遠(yuǎn)離圓心的運(yùn)動(dòng)，要實(shí)現(xiàn)這個(gè)運(yùn)動(dòng)必須萬(wàn)有引力小于飛船所需向心力，所以應(yīng)給飛船加速，故在軌道Ⅱ度大于

點(diǎn)在Ⅰ

GMA

，在Ⅱ點(diǎn)速度最小為率

GMB

，故探測(cè)器在軌道Ⅱ點(diǎn)的速率在這兩數(shù)值之間，則可能等于在軌道ⅠGM，故C正確．探測(cè)器在軌道Ⅱ離水星過(guò)程中，引力勢(shì)能增加，動(dòng)能減A小，故D錯(cuò)誤．14．如圖所示，“嫦娥”三號(hào)探測(cè)器發(fā)射到月球上要經(jīng)過(guò)多次變軌，最終降落到月球表面上，其中軌道Ⅰ為圓形，軌道Ⅱ?yàn)闄E圓．下列說(shuō)法正確的是()．探測(cè)器在軌道Ⅰ的運(yùn)行周期大于在軌道Ⅱ的運(yùn)行周期．探測(cè)器在軌道Ⅰ經(jīng)過(guò)P時(shí)的加速度小于在軌道Ⅱ經(jīng)過(guò)點(diǎn)時(shí)的加速度．探測(cè)器在軌道Ⅰ運(yùn)行時(shí)的加速度大于月球表面的重力加速度．探測(cè)器在點(diǎn)由軌道Ⅰ進(jìn)入軌道Ⅱ必須點(diǎn)火加速A

r3根據(jù)開(kāi)普勒第三定律知，＝因?yàn)檐壍愧裼谲壍愧蜷L(zhǎng)軸，則探2測(cè)器在軌道Ⅰ期大于在軌道Ⅱ行周期，故A正確；根據(jù)牛頓第二定律知，GMa＝，探測(cè)器在軌道ⅠP點(diǎn)時(shí)的加速度等于在軌道ⅡP點(diǎn)時(shí)的加速度，故B2Mm錯(cuò)誤；根據(jù)＝ma知，探測(cè)器在軌道Ⅰ加速度a