2024年高考物理一轮复习考点规范练14天体运动与人造卫星含解析新人教版.docxVIP

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考点规范练14天体运动与人造卫星

一、单项选择题

1.已知地球的质量约为火星质量的10倍,地球的半径约为火星半径的2倍,则航天器在火星表面旁边绕火星做匀速圆周运动的速率约为()

A.3.5km/s B.5.0km/s C.17.7km/s D.35.2km/s

答案:A

解析:依据题设条件可知m地=10m火,r地=2r火,万有引力供应向心力Gmmr2=mv2r,得v=Gmr,即v火v地=m火r地m

2.有a、b、c、d四颗卫星,a还未放射,在地球赤道上随地球一起转动,b在地面旁边近地轨道上正常运动,c是地球同步卫星,d是高空探测卫星。设地球自转周期为24h,全部卫星的运动均视为匀速圆周运动,各卫星排列位置如图所示。则下列关于卫星的说法中正确的是()

A.a的向心加速度等于重力加速度g

B.c在4h内转过的圆心角为π

C.b在相同的时间内转过的弧长最长

D.d的运动周期可能是23h

答案:C

解析:在地球赤道表面随地球自转的卫星,其所受万有引力供应重力和做圆周运动的向心力,a的向心加速度小于重力加速度g,选项A错误;由于c为同步卫星,所以c的周期为24h,4h内转过的圆心角为θ=π3,选项B错误;由四颗卫星的运行状况可知,b运动的线速度是最大的,所以其在相同的时间内转过的弧长最长,选项C正确;d运行的周期比c

3.(2024·浙江卷)某颗北斗导航卫星属于地球静止轨道卫星(即卫星相对于地面静止)。则此卫星的()

A.线速度大于第一宇宙速度

B.周期小于同步卫星的周期

C.角速度大于月球绕地球运行的角速度

D.向心加速度大于地面的重力加速度

答案:C

解析:依据万有引力供应向心力,Gm地mr2=mv2r

4.一人造地球卫星绕地球做匀速圆周运动,假如该卫星变轨后仍做匀速圆周运动,动能减小为原来的14,不考虑卫星质量的改变,则变轨前、后卫星的(

A.向心加速度大小之比为4∶1

B.角速度大小之比为2∶1

C.周期之比为1∶8

D.轨道半径之比为1∶2

答案:C

解析:依据Ek=12mv2得v=2Ekm,所以卫星变轨前、后的速度之比为v1v2=21,依据Gm地mr2=mv2r,得卫星变轨前、后的轨道半径之比为r1r2=v22v

5.理论探讨表明其次宇宙速度是第一宇宙速度的2倍。某火星探测器悬停在距火星表面高度为h处时关闭发动机,做自由落体运动,经时间t落到火星表面。已知引力常量为G,火星的半径为R。若不考虑火星自转的影响,要使探测器脱离火星飞回地球,则探测器从火星表面起飞时的速度至少为()

A.7.9km/s B.11.2km/s

C.2hRt D

答案:D

解析:A、B项分别是地球的第一宇宙速度与其次宇宙速度,故A、B错误;依据运动学公式,结合高度为h处探测器经时间t落到火星表面,则火星表面的重力加速度g火=2ht2;依据第一宇宙速度公式v=g火R

6.下图为航天飞机飞行示意图,关闭动力的航天飞机在月球引力作用下经椭圆轨道向月球靠近,并将与空间站在B处对接。已知空间站绕月球做匀速圆周运动,轨道半径为r,周期为T,引力常量为G,则下列说法正确的是()

A.图中航天飞机在靠近B处的过程中,月球引力做负功

B.航天飞机在B处由椭圆轨道可干脆进入空间站轨道

C.航天飞机经过B处时的加速度与空间站经过B处时的加速度不相等

D.依据题中条件可以算出月球质量

答案:D

解析:航天飞机向月球靠近,月球引力做正功,故选项A错误;航天飞机沿椭圆轨道运动,在B处需开启发动机减速才能做近心运动,故选项B错误;航天飞机和空间站的加速度由万有引力产生,即有an=Gm月r2,所以在B处航天飞机与空间站的加速度相等,故选项C错误;由Gm月mr2

二、多项选择题

7.长征七号将遨龙一号空间碎片主动清理器送入轨道,遨龙一号可进行主动变轨,捕获绕地球运动的空间碎片,若遨龙一号要捕获更高轨道的空间碎片,则遨龙一号()

A.需从空间碎片后方加速

B.需从空间碎片前方减速

C.变轨时的机械能不变

D.沿空间碎片轨道运动过程中,捕获空间碎片后其加速度不变

答案:AD

解析:遨龙一号轨道半径小,需从空间碎片后方加速,使其进入高轨道,选项A正确,B错误;遨龙一号变轨时,速度增大,机械能增大,选项C错误;轨道高度不变时,由GmmR2=ma,得

8.随着世界航空事业的发展,深空探测已渐渐成为各国关注的热点。假设深空中有一颗星球,其质量是地球质量的2倍,半径是地球半径的12,则下列推断正确的是(

A.该星球的同步卫星周期肯定小于地球同步卫星的周期

B.某物体在该星球表面所受的重力是在地球表面所受重力的8倍

C.该星球上第一宇宙速度是地球上第一宇宙速度的2倍

D.绕该星球的卫星和以相同轨道半径绕地球的人造卫星具有