（課標通用）高考物理二輪復(fù)習 選擇題提分技巧 熱點5 天體運動和衛(wèi)星問題（含解析）-人教版高三全冊物理試題

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1、熱點5　天體運動和衛(wèi)星問題 (建議用時：20分鐘) 1．(2019·安徽六校教育研究會聯(lián)考)如圖所示，已知地球表面赤道上的重力加速度為g，地球半徑為R，自轉(zhuǎn)周期為T，引力常量為G.地球的一顆同步通信衛(wèi)星最多覆蓋地球赤道上的經(jīng)度范圍為2α.假設(shè)地球的自轉(zhuǎn)周期變大，周期變大后的一顆地球同步通信衛(wèi)星信號最多覆蓋的赤道經(jīng)度范圍為2β.地球自轉(zhuǎn)不能忽略，則下列說法正確的是(　　) A．地球的質(zhì)量為 B．自轉(zhuǎn)周期變化前地球同步通信衛(wèi)星的高度為－R C．前后兩次同步衛(wèi)星的運行周期之比為 D．前后兩次同步衛(wèi)星的運行速度之比為 C　解析 若考慮地球自轉(zhuǎn)，則>mg，解得M>，選項A錯誤；連接衛(wèi)星

2、和地心，由幾何關(guān)系可知，衛(wèi)星離地面的高度為h＝－R，選項B錯誤；根據(jù)萬有引力定律有＝()2rm，可知＝ ，由幾何關(guān)系可知r1＝，r2＝，其中R為地球半徑，聯(lián)立解得＝，選項C正確；由＝解得v＝，則＝＝，選項D錯誤． 2．(2019·陜西寶雞模擬)2019年1月12日，我國以“一箭雙星”方式成功發(fā)射第26、第27顆北斗導(dǎo)航衛(wèi)星，拉開2019年將發(fā)射16顆北斗衛(wèi)星的序幕．北斗導(dǎo)航衛(wèi)星的軌道有三種：地球靜止軌道(高度35 809 km)、傾斜地球同步軌道(高度35 809 km)、中圓地球軌道(高度21 607 km)，如圖所示．下列說法正確的是(　　) A．中圓軌道衛(wèi)星的周期一定比靜止軌道衛(wèi)

3、星的周期長 B．中圓軌道衛(wèi)星受到的萬有引力一定比靜止軌道衛(wèi)星受到的萬有引力大 C．傾斜同步軌道衛(wèi)星始終位于地球表面某點的正上方 D．傾斜同步軌道衛(wèi)星每天在固定的時間經(jīng)過同一地區(qū)的正上方 D　解析 中圓軌道衛(wèi)星的軌道半徑比地球靜止同步軌道半徑小，做圓周運動的周期短，選項A錯誤；由于不知道中圓軌道衛(wèi)星與靜止軌道衛(wèi)星的質(zhì)量，無法比較二者與地球之間的萬有引力大小，選項B錯誤；地球靜止軌道衛(wèi)星始終位于地球表面某點的正上方，選項C錯誤；傾斜同步軌道衛(wèi)星的周期與地球的自轉(zhuǎn)周期相同，都是24小時，所以傾斜同步軌道衛(wèi)星每天在固定的時間經(jīng)過同一地區(qū)的正上方，選項D正確． 3．(2019·四川涼山第三次診

4、斷)發(fā)射高度較高的探測衛(wèi)星時，需要經(jīng)過多次變軌，如圖所示，先把衛(wèi)星發(fā)射至近地軌道Ⅰ，Ⅱ、Ⅲ是兩次變軌后的橢圓軌道，軌道Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ均相切于O點，Q、P分別為軌道Ⅱ、Ⅲ的遠地點，則(　　) A．衛(wèi)星從地面發(fā)射到軌道Ⅰ的過程中，一直處于失重狀態(tài) B．衛(wèi)星從軌道Ⅱ的O點運動到Q點的過程中，萬有引力一直做負功 C．衛(wèi)星在軌道Ⅱ運動的機械能大于在軌道Ⅲ運動的機械能 D．衛(wèi)星在軌道Ⅰ運動的周期大于在軌道Ⅲ運動的周期 B　解析 衛(wèi)星從地面發(fā)射到軌道Ⅰ的過程中，一直加速，加速度方向向上，處于超重狀態(tài)，選項A錯誤；衛(wèi)星從軌道Ⅱ的O點運動到Q點的過程中，萬有引力與速度方向夾角為鈍角，萬有引力做負功，選

5、項B正確；衛(wèi)星從軌道Ⅱ變軌到Ⅲ的過程中，需要加速離心，機械能變大，選項C錯誤；由＝可知T3>T1，選項D錯誤． 4．(2020·黑龍江牡丹江一中開學考試)2018年5月21日，我國發(fā)射人類首顆月球中繼衛(wèi)星“鵲橋”，6月14日進入使命軌道—地月拉格朗日L2軌道，為在月球背面著陸的嫦娥四號與地球站之間提供通信鏈路.12月8日，我國成功發(fā)射嫦娥四號探測器，并于2019年1月3日成功著陸于月球背面，通過中繼衛(wèi)星“鵲橋”傳回了月背影像圖，解開了古老月背的神秘面紗．如圖所示，“鵲橋”中繼星處于L2 點上時，會和月、地兩個大天體保持相對靜止的狀態(tài)．設(shè)地球的質(zhì)量為月球的k倍，地月間距為L，拉格朗日L2點與月

6、球間距為d，地球、月球和“鵲橋”均視為質(zhì)點，忽略太陽對“鵲橋”中繼星的引力．則“鵲橋”中繼星處于L2點上時，下列選項正確的是(　　) A．“鵲橋”與月球的線速度之比為 v鵲∶v月＝∶ B．“鵲橋”與月球的向心加速度之比為a鵲∶a月＝L∶L＋d C．k，L，d之間在關(guān)系為＋＝ D．k，L，d之間在關(guān)系為＋＝ C　解析 “鵲橋”與月球繞地球運動的角速度相同，則根據(jù)v＝ωr可知，“鵲橋”與月球的線速度之比為v鵲∶v月＝(L＋d)∶L，選項A錯誤；根據(jù)a＝ω2r可知，“鵲橋”與月球的向心加速度之比為a鵲∶a月＝(L＋d)∶L，選項B錯誤；對“鵲橋”做圓周運動的向心力等于地球和月球的萬有引力之

7、和，則G＋G＝ma鵲，對月球有G＝M月a月，聯(lián)立解得＋＝，選項C正確，D錯誤． 5．(2019·福建廈門湖濱中學段測)某行星的質(zhì)量約為地球質(zhì)量的，半徑約為地球半徑的，那么在此行星上的“第一宇宙速度”與地球上的第一宇宙速度之比為(　　) A．2∶1 B．1∶2 C．1∶4 D．4∶1 A　解析 設(shè)地球質(zhì)量為M，地球半徑為R，由＝m，可知地球上的第一宇宙速度v地＝，同理可得，行星上的第一宇宙速度v行＝＝2，所以v行∶v地＝2∶1，選項A正確，B、C、D錯誤． 6．(2019·云南昆明一中月考)(多選)宇航員駕駛宇宙飛船到達某行星表面，在離該行星表面高度為h處，將一小球以大小為v0的

8、初速度水平拋出，小球的水平射程為x.已知該行星的半徑為R，引力常量為G.則下列判斷正確的是(　　) A．該行星的質(zhì)量為 B．該行星的密度為 C．該行星的第一宇宙速度為 D．該行星表面的重力加速度為 AD　解析 由h＝gt2，x＝v0t，聯(lián)立解得g＝，由mg＝，可得M＝＝，選項A、D正確；該行星的體積為V＝πR3，由ρ＝得ρ＝，選項B錯誤；該行星的第一宇宙速度大小為v1＝＝，選項C錯誤． 7．(2019·江西新余二模)(多選)18世紀，數(shù)學家莫佩爾蒂，哲學家伏爾泰曾經(jīng)設(shè)想“穿透”地球；假設(shè)能夠沿著地球兩極連線開鑿一條沿著地軸的隧道貫穿地球，一個人可以從北極入口由靜止自由落入隧道中，忽

9、略一切阻力，此人可以從南極出口飛出，(已知此人的質(zhì)量m＝50 kg；地球表面處重力加速度取g＝10 m/s2；地球半徑R＝6.4×106 m；假設(shè)地球可視為質(zhì)量分布均勻的球體．均勻球殼對殼內(nèi)任一點的質(zhì)點合引力為零)則下列說法正確的是(　　) A．人與地球構(gòu)成的系統(tǒng)，由于重力發(fā)生變化，故機械能不守恒 B．人在下落過程中，受到的萬有引力與到地心的距離成正比 C．人從北極開始下落，到剛好經(jīng)過地心的過程，萬有引力對人做功W＝3.2×109 J D．當人下落經(jīng)過距地心R瞬間，人的瞬時速度大小為4×103 m/s BD　解析 人與地球構(gòu)成的系統(tǒng)，由于只有重力做功，則系統(tǒng)機械能守恒，故選項A錯誤；

10、與球心的距離為r時，萬有引力為F＝G＝G＝r∝r，故選項B正確；人從北極開始下落，直到經(jīng)過地心的過程中，萬有引力對人做功W＝·R其中＝＝mg，聯(lián)立解得W＝mgR＝×50×10×6.4×106 J＝1.6×109 J，故選項C 錯誤；人從下落到距地心過程，萬有引力的平均值為＝＝×50×10 N＝375 N，根據(jù)動能定理，有·＝mv2，解得v＝＝ m/s＝4×103 m/s，故選項D正確． 8．(2019·江蘇鎮(zhèn)江調(diào)研)(多選)如圖所示，a為地球赤道上的物體，b為沿地球表面附近做勻速圓周運動的人造衛(wèi)星，c為地球同步衛(wèi)星．關(guān)于a、b、c做勻速圓周運動的說法正確的是(　　) A．地球?qū)、c兩星的萬有引力提供了向心力，因此只有a受重力，b、c兩星不受重力 B．周期關(guān)系為Ta＝Tc>Tb C．線速度的大小關(guān)系為vaab>ac BC　解析 衛(wèi)星b、c所受的重力恰好提供向心力，選項A錯誤．地球同步衛(wèi)星的周期和地球自轉(zhuǎn)周期相同，故Ta＝Tc，對衛(wèi)星有G＝m2r，得T＝2π，r越大T越大，故Tc>Tb，選項B正確．由v＝ωr可知，vc>va，對衛(wèi)星有G＝m，v＝，故vb>vc，選項C正確．由a＝ω2r可知，ac>aa，選項D錯誤．