江苏专版2019高考物理一轮复习课时跟踪检测十五天体运动与人造卫星201805233111.wps
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1、课时跟踪检测(十五) 天体运动与人造卫星 对点训练:宇宙速度的理解与计算 1(2018南通质检)某星球直径为 d,宇航员在该星球表面以初速度 v0竖直上抛一个物 体,物体上升的最大高度为 h,若物体只受该星球引力作用,则该星球的第一宇宙速度为( ) v0 A. B2v0 2 d h v0 h v0 C. D. 2 d 2 d h v02 Mm v2 解析:选 D 星球表面的重力加速度为:g ,根据万有引力定律可知:G m , 2h d d (2 )2 2 2GM Mm v0 d 解得 v ;又 G mg,解得:v ,故选 D。 d d 2 h (2 ) 2 2多选设想我国宇航员随“嫦娥”号登月
2、飞船贴近月球表面做匀速圆周运动,宇航员 测出飞船绕行 n 圈所用的时间为 t。登月后,宇航员利用身边的弹簧秤测出质量为 m 的物体重 力 G1。已知引力常量为 G,根据以上信息可得到( ) A月球的密度 B飞船的质量 C月球的第一宇宙速度 D月球的自转周期 解析:选 AC 设月球的半径为 R,月球的质量为 M。 t Mm 2 宇航员测出飞船绕行 n 圈所用的时间为 t,则飞船的周期为 T ,由 GR2mR(T )2 n 42R3 42R3 M GT2 3 3n2 得到月球 的质量 M ,所以月球的密度为 ,故 A 正 GT2 4 4 GT2 Gt2 R3 R3 3 3 确;根据万有引力提供向心
3、力,列出等式中消去飞船的质量,所以无法求出飞船的质量,故 B 2R 错误;设月球的第一宇宙速度大小为 v,根据 v 可以求得表面附近绕月球做匀速圆周运 T 动的速度,即可求出月球的第一宇宙速度,故 C 正确;根据万有引力提供向心力,不能求月球 自转的周期。故 D 错误。 3(2018黄冈中学模拟)已知某星球的第一宇宙速度与地球相同,其表面的重力加速度 为地球表面重力加速度的一半,则该星球的平均密度与地球平均密度的比值为( ) A12 B14 C21 D41 v2 解 析:选 B 根据 mgm 得,第一宇宙速度 v gR。因为该星球和地球的第一宇宙速度 R 相同,表面的重力加速度为地球表面重力加
4、速度的一半,则星球的半径是地球半径的 2 倍。根 1 Mm gR2 M M 据 G mg 得,M ,知星球的质量是地球质量的 2 倍。根据 知,星球的平均 R2 G V 4 R3 3 密度与地球平均密度的比值为 14,故 B 正确,A、C、D 错误。 对点训练:卫星运行参量的分析与比较 4.(2015山东高考)如图,拉格朗日点 L1位于地球和月球 连 线上,处在该点的物体在地球和月球引力的共同作用下,可与月 球 一 起以相同的周期绕地球运动。据此,科学家设想在拉格朗日点 L1建立空间站,使其与月球同周期 绕地球运动。以 a1、a2分别表示该空间站和月球向心加速度的大小,a3表示地球同步卫星向心
5、 加速度的大小。以下判断正确的是( ) Aa2a3a1 Ba2a1a3 Ca3a1a2 Da3a2a1 2 解析:选 D 空间站和月球绕地球运动的周期相同,由 a(T ) 2r 知,a 2a1;对地球 Mm 同步卫星和月球,由万有引力定律 和牛顿第二定律得 G ma,可知 a3a2,则 a3a2a1,故 r2 选项 D 正确。 5多选(2018南京鼓楼区高三检测)GPS 导航系统可以为陆、海、空三大领域提供实 时、全天候和全球性的导航服务,它是由周期约为 12 小时的卫星群组成。则 GPS导航卫星与 地球同步卫星相比( ) A地球同步卫星的角速度大 B地球同步卫星的轨道半径大 CGPS 导航卫
6、星的线速度大 DGPS 导航卫星的向心加速度小 r3 解析:选 BC GPS 导航卫星周期小于同步卫星的周期,根据 k 可知,同步卫星的轨道 T2 GM 半径较大,周期较大,角速 度较小,A 错误,B 正确;根据 v ,可知同步卫星的线速度较 r GM 小,C 正确;根据 a 可知,GPS导航卫星的向心加速度较大,D 错误。 r2 6(2018镇江模拟)我国“北斗”卫星导航定位系统将由 5 颗静止轨道卫星(同步卫星) 和 30 颗非静止轨道卫星组成,30 颗非静止轨道卫星中有 27颗是中轨道卫星,中轨道卫星轨 道高度约为 2.15104 km,静止轨道卫星的高度约为 3.60104 km。下列
7、说法正确的是( ) A中轨道卫星的线速度大于 7.9 km/s B静止轨道卫星的线速度大于中轨道卫星的线速度 C静止轨道卫星的运行周期大于中轨道卫星的运行周期 2 D静止轨道卫星的向心加速度大于中轨道卫星的向心加速度 解析:选 C 第一宇宙速度是卫星近地面飞行时的速度,由于中轨道卫星的轨道半径大于 地球半径,故中轨道卫星的线速度小于第一宇宙速度 7.9 km/s,故 A 错误;根据万有引力提供 Mm v2 GM 向心力:G m ,解 得:v ,静止轨道卫星轨道半径大于中轨道卫星轨道半径,所以 r2 r r Mm 静止轨道卫星的线速度小于中轨道卫星的线速度,故 B 错误;根据万有引力提供向心力:
8、G r2 42 42r3 m r,解得:T ,静止轨道卫星轨道半径大于中轨道卫星轨道半径,所以静止轨道 T2 GM Mm 卫星 的运行周期大于中轨道卫星的运行周期,故 C 正确;根据万有引力提供向心力:G ma, r2 M 解 得:aG ,静止轨道卫星轨道半径大于中轨道卫星轨道半径,所以静止轨道卫星的向心加 r2 速度小于中轨道卫星的向心加速度,故 D 错误。 7多选2012年 6 月 18“日, 神舟九号”“飞船与 天宫一号”目标飞行器在离地面 343 km 的近圆形轨道上成功进行了我国首次载人空间交会对接。对接轨道所处的空间存在极其稀薄 的大气,下列说法正确的是( ) A为实现对接,两者运
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