《2020版高考物理總復(fù)習(xí) 沖A方案 課時訓(xùn)練（十）第10講 萬有引力與航天（含解析）新人教版》由會員分享，可在線閱讀，更多相關(guān)《2020版高考物理總復(fù)習(xí) 沖A方案 課時訓(xùn)練（十）第10講 萬有引力與航天（含解析）新人教版（7頁珍藏版）》請在裝配圖網(wǎng)上搜索。
1、課時訓(xùn)練(十)【萬有引力與航天】【基礎(chǔ)過關(guān)】1.關(guān)于行星運(yùn)動的規(guī)律,下列說法符合史實(shí)的是()A.開普勒在牛頓定律的基礎(chǔ)上,導(dǎo)出了行星運(yùn)動的規(guī)律B.開普勒在天文觀測數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)上,總結(jié)出了行星運(yùn)動的規(guī)律C.開普勒總結(jié)出了行星運(yùn)動的規(guī)律,找出了行星按照這些規(guī)律運(yùn)動的原因D.開普勒總結(jié)出了行星運(yùn)動的規(guī)律,提出了萬有引力定律2.2019春暉中學(xué)模擬 關(guān)于行星的運(yùn)動,下列說法中錯誤的是()A.關(guān)于行星的運(yùn)動,早期有“地心說”與“日心說”之爭,而“地心說”容易被人們所接受的原因之一是相對運(yùn)動使得人們觀察到太陽東升西落B.所有行星圍繞太陽運(yùn)動的軌道都是橢圓,且在近地點(diǎn)時速度小,在遠(yuǎn)地點(diǎn)時速度大C.開普勒第三定
2、律a3T2=k,式中k的值僅與中心天體的質(zhì)量有關(guān)D.開普勒三定律同樣適用于其他星系的行星運(yùn)動3.2019桐鄉(xiāng)茅盾中學(xué)期中 某星球(可視為球體)表面的重力加速度約為地球表面重力加速度的16,星球半徑約為地球半徑的23.若該星球表面有一飛行器,則下列說法正確的是()A.以1 km/s發(fā)射,飛行器可以環(huán)繞該星球運(yùn)行B.以2 km/s發(fā)射,飛行器可以環(huán)繞該星球運(yùn)行C.該星球的平均密度為地球平均密度的14D.該星球的平均密度為地球平均密度的134.關(guān)于第一宇宙速度,下列說法正確的是()A.它是人造地球衛(wèi)星在圓形軌道上的最小運(yùn)行速度B.它是人造地球衛(wèi)星繞地球做勻速圓周運(yùn)動的最大速度C.它是衛(wèi)星繞地球運(yùn)行的
3、最大發(fā)射速度D.它是人造地球衛(wèi)星繞地球做橢圓軌道運(yùn)行時在近地點(diǎn)的速度5.2017年10月24日,在地球觀測組織全會期間舉辦的“中國日”活動上,我國正式向國際社會免費(fèi)開放共享我國新一代地球靜止軌道氣象衛(wèi)星“風(fēng)云四號”和全球第一顆二氧化碳監(jiān)測科學(xué)實(shí)驗(yàn)衛(wèi)星(以下簡稱“碳衛(wèi)星”)的數(shù)據(jù).“碳衛(wèi)星”是繞地球極地運(yùn)行的衛(wèi)星,在距地700 km的圓形軌道上對地球進(jìn)行掃描,匯集約140天的數(shù)據(jù)可制作一張無縫隙全球覆蓋的二氧化碳監(jiān)測圖.有關(guān)這兩顆衛(wèi)星,下列說法正確的是()A.“風(fēng)云四號”衛(wèi)星的向心加速度大于“碳衛(wèi)星”的向心加速度B.“風(fēng)云四號”衛(wèi)星的線速度小于“碳衛(wèi)星”線速度C.“風(fēng)云四號”衛(wèi)星的周期小于“碳衛(wèi)
4、星”的周期D.“風(fēng)云四號”衛(wèi)星的線速度大于第一宇宙速度6.據(jù)報道,“嫦娥一號”和“嫦娥二號”繞月飛行的圓形工作軌道距月球表面分別約為200 km和100 km,運(yùn)行速率分別為v1和v2.那么,v1和v2的比值為(月球半徑取1700 km)()A.1918B.1918C.1819D.18197.關(guān)于地球同步衛(wèi)星的說法正確的是()地球同步衛(wèi)星只能定點(diǎn)在赤道上空,相對地面靜止不動地球同步衛(wèi)星的角速度一定,但高度和線速度可選擇,高度增加,線速度增大 地球同步衛(wèi)星的線速度小于7.9 km/s周期是24 h的衛(wèi)星一定是同步衛(wèi)星A.B.C.D.8.2019桐鄉(xiāng)鳳鳴高中期中 我國首顆量子科學(xué)實(shí)驗(yàn)衛(wèi)星“墨子”已
5、于酒泉成功發(fā)射,在世界上首次實(shí)現(xiàn)衛(wèi)星和地面之間的量子通信.“墨子”由火箭發(fā)射至高度為500 km的預(yù)定圓形軌道.此前在西昌衛(wèi)星發(fā)射中心成功發(fā)射了第二十三顆北斗導(dǎo)航衛(wèi)星G7.G7屬于地球靜止軌道衛(wèi)星(高度約為36 000 km),它將使北斗系統(tǒng)的可靠性進(jìn)一步提高.以下說法中正確的是()A.這兩顆衛(wèi)星的運(yùn)行速度可能大于7.9 km/sB.通過地面控制可以將北斗G7定點(diǎn)于西昌正上方C.量子科學(xué)實(shí)驗(yàn)衛(wèi)星“墨子”的周期比北斗G7的小D.量子科學(xué)實(shí)驗(yàn)衛(wèi)星“墨子”的向心加速度比北斗G7的小圖Z10-19.國務(wù)院批復(fù),自2016年起將4月24日設(shè)立為“中國航天日”.1970年4月24日我國首次成功發(fā)射的人造地
6、球衛(wèi)星“東方紅一號”,目前仍然在橢圓軌道上運(yùn)行,其軌道近地點(diǎn)高度約為440 km,遠(yuǎn)地點(diǎn)高度約為2060 km;1984年4月8日成功發(fā)射的“東方紅二號”衛(wèi)星運(yùn)行在赤道上空高35 786 km的地球同步軌道上.設(shè)“東方紅一號”在遠(yuǎn)地點(diǎn)的加速度為a1,“東方紅二號”的加速度為a2,固定在地球赤道上的物體隨地球自轉(zhuǎn)的加速度為a3,則a1、a2、a3的大小關(guān)系為()A.a2a1a3B.a3a2a1C.a3a1a2D.a1a2a310.a是靜止在地球赤道上的物體,b是探測衛(wèi)星,c是地球同步衛(wèi)星,它們在同一平面內(nèi)沿不同的軌道繞地心做勻速圓周運(yùn)動,且均沿逆時針方向繞行.若某一時刻,它們正好運(yùn)行到同一條直線
7、上(如圖Z10-2所示),則再經(jīng)過6個小時,圖Z10-3中關(guān)于a、b和c三者位置的圖示可能正確的是()圖Z10-2圖Z10-3圖Z10-411.假設(shè)兩顆衛(wèi)星1和2的質(zhì)量之比m1m2=12,都繞地球做勻速圓周運(yùn)動,如圖Z10-4所示,衛(wèi)星2的軌道半徑更大些.觀測中心對這兩顆衛(wèi)星進(jìn)行了觀測,編號為甲、乙,測得甲、乙兩顆人造衛(wèi)星的周期之比T甲T乙=81.下列說法中正確的是()A.甲是衛(wèi)星1B.乙的動能較小C.甲的機(jī)械能較大D.無法比較兩個衛(wèi)星所受到的向心力12.如圖Z10-5所示,若兩顆人造衛(wèi)星a和b均繞地球做勻速圓周運(yùn)動,a、b到地心O的距離分別為r1、r2,線速度大小分別為v1、v2,則()圖Z
8、10-5A.v1v2=r2r1B.v1v2=r1r2C.v1v2=r2r12D.v1v2=r1r2213.我國“北斗”衛(wèi)星導(dǎo)航定位系統(tǒng)由5顆靜止軌道衛(wèi)星(同步衛(wèi)星)和30顆非靜止軌道衛(wèi)星組成,30顆非靜止軌道衛(wèi)星中有27顆是中軌道衛(wèi)星,中軌道衛(wèi)星軌道高度約為2.15104 km,靜止軌道衛(wèi)星的高度約為3.60104 km.下列說法正確的是()A.中軌道衛(wèi)星的線速度大于7.9 km/sB.靜止軌道衛(wèi)星的線速度大于中軌道衛(wèi)星的線速度C.靜止軌道衛(wèi)星的運(yùn)行周期大于中軌道衛(wèi)星的運(yùn)行周期D.靜止軌道衛(wèi)星的向心加速度大于中軌道衛(wèi)星的向心加速度【領(lǐng)先沖A】14.2019金麗衢聯(lián)考 圖Z10-62018年7月
9、10日4時58分,我國在西昌衛(wèi)星發(fā)射中心用“長征三號甲”運(yùn)載火箭成功發(fā)射了第三十二顆北斗導(dǎo)航衛(wèi)星.該衛(wèi)星屬于傾斜地球同步軌道衛(wèi)星,衛(wèi)星入軌并完成在軌測試后,將接入北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng),為用戶提供更可靠服務(wù).傾斜地球同步軌道衛(wèi)星是運(yùn)轉(zhuǎn)軌道面與地球赤道面有夾角的軌道衛(wèi)星,它的運(yùn)轉(zhuǎn)周期也是24小時,如圖Z10-6所示.關(guān)于該北斗導(dǎo)航衛(wèi)星,下列說法正確的是()A.該衛(wèi)星可定點(diǎn)在北京的正上方B.該衛(wèi)星與地球靜止軌道衛(wèi)星的向心加速度大小是不相等的C.該衛(wèi)星的發(fā)射速度v7.9 km/sD.該衛(wèi)星的角速度與放在北京地面上物體隨地球自轉(zhuǎn)的角速度大小相等15.2019溫州中學(xué)模擬 圖Z10-7如圖Z10-7所示,我國
10、自主研發(fā)的北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)由35顆衛(wèi)星組成,包括分布于a類型軌道的5顆同步軌道衛(wèi)星、分布于b類型軌道的3顆傾斜軌道衛(wèi)星(與同步衛(wèi)星軌道半徑相同,軌道傾角為55)和分布于c類型軌道的27顆中軌道衛(wèi)星,中軌道衛(wèi)星在3個互成120角的軌道面上做圓周運(yùn)動,預(yù)計2020年全部建成.下列說法正確的是()A.a類型軌道上的衛(wèi)星相對于地面靜止且處于平衡狀態(tài)B.a類型軌道上的衛(wèi)星運(yùn)行速率等于b類型軌道上的衛(wèi)星運(yùn)行速率C.b類型軌道上的衛(wèi)星也與地球保持相對靜止D.三類衛(wèi)星相比,c類型軌道上的衛(wèi)星的向心加速度最小圖Z10-816.2019諸暨中學(xué)期中 到目前為止,火星是除了地球以外人類了解最多的行星,已經(jīng)有超過30
11、枚探測器到達(dá)過火星,并發(fā)回了大量數(shù)據(jù).若引力常量G已知,再結(jié)合下列已測得的數(shù)據(jù),能求出火星質(zhì)量的是( )A.火星的第一宇宙速度B.火星繞太陽做勻速圓周運(yùn)動的軌道半徑和周期C.火星半徑和繞火星做勻速圓周運(yùn)動的衛(wèi)星的周期D.繞火星做勻速圓周運(yùn)動的衛(wèi)星的軌道半徑和周期17.2017年4月,“天舟一號”成功發(fā)射,并與“天宮二號”空間實(shí)驗(yàn)室交會對接.若對接前它們都繞地球做勻速圓周運(yùn)動,且“天舟一號”處于低軌道,“天宮二號”空間實(shí)驗(yàn)室處于高軌道,如圖Z10-9所示,則()圖Z10-9A.“天舟一號”在地面上的發(fā)射速度不會超過7.9 km/sB.為了順利實(shí)現(xiàn)對接,“天舟一號”在圖示軌道需要點(diǎn)火減速C.對接成
12、功后,“天舟一號”的動能減小,機(jī)械能增大D.對接后,由于“天宮二號”的質(zhì)量增大,其軌道降低課時訓(xùn)練(十)1.B解析 開普勒在天文觀測數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)上總結(jié)出了開普勒天體運(yùn)動三定律,找出了行星運(yùn)動的規(guī)律,而牛頓則是提出了萬有引力定律.2.B3.C解析 根據(jù)mg=mv2R,可得第一宇宙速度v=gR,發(fā)射飛行器的最小速度vmin=16g地23R地=7.93 km/s2.63 km/s,故A、B錯誤;根據(jù)GMmR2=mg,可得M=gR2G,根據(jù)=MV=M43R3,可得=gR2G43R3=3g4GR,星球的平均密度為地球平均密度的14,故C正確,D錯誤.4.B5.B解析 “風(fēng)云四號”衛(wèi)星的運(yùn)行軌道半徑大于“碳
13、衛(wèi)星”的運(yùn)行軌道半徑,根據(jù)GMmr2=ma可知運(yùn)行軌道半徑越大向心加速度越小,故A錯誤;根據(jù)GMmr2=mv2r可得v=GMr,所以“風(fēng)云四號”衛(wèi)星的線速度小于“碳衛(wèi)星”的線速度,故B正確;根據(jù)GMmr2=m2T2r可得T=42r3GM,所以“風(fēng)云四號”衛(wèi)星的周期大于“碳衛(wèi)星”的周期,故C錯誤;第一宇宙速度是衛(wèi)星繞地球的最大運(yùn)行速度,所以“風(fēng)云四號”衛(wèi)星的線速度小于第一宇宙速度,故D錯誤.6.C解析 根據(jù)衛(wèi)星運(yùn)動所需的向心力由萬有引力提供,有GMm(r+h)2=mv2r+h,可得v=GMr+h,則v1v2=r+h2r+h1=1819.7.A解析 衛(wèi)星若在除赤道所在平面外的任意點(diǎn)實(shí)現(xiàn)了與地球“同
14、步”,那它的運(yùn)動軌道所在平面與受到地球的引力就不在一個平面上,這是不可能的,因此同步衛(wèi)星只能定點(diǎn)在赤道上空,相對地面靜止不動,故正確.根據(jù)萬有引力提供向心力,有GMm(R+h)2=m42T2(R+h)=mv2R+h,其中R為地球半徑,h為同步衛(wèi)星離地面的高度,由于同步衛(wèi)星的周期必須與地球自轉(zhuǎn)周期相同,所以T為一定值,根據(jù)上面等式得出,同步衛(wèi)星離地面的高度h也為一定值,由于軌道半徑一定,則線速度的大小也一定,但小于第一宇宙速度7.9 km/s,故正確,錯誤.周期是24 h的衛(wèi)星,不一定在赤道的正上方,不一定是同步衛(wèi)星,故錯誤.8.C解析 第一宇宙速度是衛(wèi)星繞地球做勻速圓周運(yùn)動的最大速度,所以靜止
15、軌道衛(wèi)星和中軌道衛(wèi)星的線速度均小于地球的第一宇宙速度,故A錯誤;地球靜止軌道衛(wèi)星即同步衛(wèi)星,只能定點(diǎn)于赤道正上方,故B錯誤;根據(jù)GMmr2=m42T2r,得T=2r3GM,所以量子科學(xué)實(shí)驗(yàn)衛(wèi)星“墨子”的周期比北斗G7的小,故C正確;根據(jù)GMmr2=man,得an=GMr2,半徑小的量子科學(xué)實(shí)驗(yàn)衛(wèi)星“墨子”的向心加速度比北斗G7的大,故D錯誤.9.D解析 由于“東方紅二號”衛(wèi)星是同步衛(wèi)星,則其角速度和赤道上的物體角速度相等,根據(jù)a=2r,r2r3,則a2a3;由萬有引力提供向心力得GMmr2=ma,由題目中數(shù)據(jù)可以得出,r1r2,則a2a2a3,選項(xiàng)D正確.10.D解析 a和c的周期為24 h,
16、6 h運(yùn)動2,而b的軌道半徑小于c的半徑,則b的角速度大,6 h轉(zhuǎn)過的角度大于2,選項(xiàng)D正確.11.C解析 衛(wèi)星做勻速圓周運(yùn)動,由萬有引力提供向心力,有GMmr2=m42T2r,得r=3GMT242,則r甲r乙=3T甲23T乙2=41,所以甲是衛(wèi)星2,故A錯誤;由GMmr2=mv2r,得v=GMr,則v甲v乙=r乙r甲=12,由動能表達(dá)式Ek=12mv2得甲、乙兩衛(wèi)星的動能之比Ek甲Ek乙=m甲v甲2m乙v乙2=12,故B錯誤;若衛(wèi)星2由外側(cè)軌道變軌到衛(wèi)星1的軌道,則需要減速,即需要阻力做功才能變軌到衛(wèi)星1的軌道,所以衛(wèi)星2在外側(cè)軌道上的機(jī)械能大于它在衛(wèi)星1軌道上的機(jī)械能,而衛(wèi)星2的質(zhì)量比衛(wèi)星
17、1的質(zhì)量大,在同一軌道上衛(wèi)星2的機(jī)械能大于衛(wèi)星1的機(jī)械能,所以衛(wèi)星2的機(jī)械能大于衛(wèi)星1的機(jī)械能,故C正確;由萬有引力提供向心力,可得向心力F=GMmr2,可知兩顆衛(wèi)星的向心力之比F甲F乙=m甲r乙2m乙r甲2=18,故D錯誤.12.A解析 由題意知,兩顆人造衛(wèi)星繞地球做勻速圓周運(yùn)動,萬有引力提供向心力,根據(jù)GMmr2=mv2r,得v=GMr,所以v1v2=r2r1,故A正確,B、C、D錯誤.13.C解析 由天體運(yùn)動規(guī)律可知,軌道半徑越大,線速度越小,周期越大,加速度越小,故中軌道衛(wèi)星的線速度小于7.9 km/s,靜止軌道衛(wèi)星的線速度小于中軌道衛(wèi)星的線速度,選項(xiàng)A、B錯誤;靜止軌道衛(wèi)星的運(yùn)行周期
18、大于中軌道衛(wèi)星的運(yùn)行周期,靜止軌道衛(wèi)星的向心加速度小于中軌道衛(wèi)星的向心加速度,選項(xiàng)C正確,選項(xiàng)D錯誤.14.D解析 根據(jù)該衛(wèi)星的軌道和地球自轉(zhuǎn)的方向可知,該衛(wèi)星不可能定點(diǎn)于北京正上方,選項(xiàng)A錯誤.兩衛(wèi)星的周期都是24 h,所以兩衛(wèi)星距地面的高度相同,根據(jù)an=r2可知,該衛(wèi)星的向心加速度等于地球靜止軌道衛(wèi)星的向心加速度,選項(xiàng)B錯誤.將衛(wèi)星發(fā)射到近地軌道的最小速度為7.9 km/s,所以發(fā)射該衛(wèi)星的速度要超過7.9 km/s,選項(xiàng)C錯誤;因?yàn)樵撔l(wèi)星周期與地球自轉(zhuǎn)周期相同,所以其角速度與地球自轉(zhuǎn)角速度相等,選項(xiàng)D正確.15.B解析 a類型軌道上的衛(wèi)星在赤道正上方,相對地面靜止,但不是處于平衡狀態(tài),
19、選項(xiàng)A錯誤;根據(jù)v=GMr可知,a、b類型軌道上的衛(wèi)星的軌道半徑一樣,所以它們的速率相等,選項(xiàng)B正確;b類型軌道上的衛(wèi)星和地球自轉(zhuǎn)方向不一致,不可能與地面保持相對靜止,選項(xiàng)C錯誤.根據(jù)a=GMr2可知,c類型軌道上的衛(wèi)星的向心加速度最大,選項(xiàng)D錯誤.16.D解析 已知火星的第一宇宙速度v,根據(jù)萬有引力提供向心力得GMmR2=mv2R,解得M=Rv2G,因?yàn)榛鹦前霃轿粗?所以無法求出火星質(zhì)量,故A錯誤;火星繞太陽做勻速圓周運(yùn)動,根據(jù)萬有引力提供向心力得GM0Mr2=M42T2r,火星質(zhì)量M被約去了,所以火星質(zhì)量無法求出,故B錯誤;根據(jù)萬有引力提供向心力得GMmR+h2=m42T2R+h,因?yàn)椴恢?/p>
20、道衛(wèi)星離火星表面的高度h,所以無法求出火星質(zhì)量,故C錯誤;根據(jù)萬有引力提供向心力得GMmr2=m42T2r,解得M=42r3GT2,已知繞火星做勻速圓周運(yùn)動的衛(wèi)星的軌道半徑和周期,可以求出火星質(zhì)量,故D正確.17.C解析 7.9 km/s為衛(wèi)星實(shí)現(xiàn)繞地球做圓周運(yùn)動的最小發(fā)射速度,A錯誤;為了順利實(shí)現(xiàn)對接,“天舟一號”在圖示軌道需要點(diǎn)火加速做離心運(yùn)動,B錯誤;“天舟一號”運(yùn)動到“天宮二號”所在軌道后,外界對“天舟一號”做正功,機(jī)械能增大,由v=GMr知,軌道高度增大,速度減小,動能也減小,C正確;對接后,“天宮二號”的質(zhì)量增大,與地球間的萬有引力變大,所需的向心力也增大,由GMmr2=mv2r知,“天宮二號”的軌道高度與其質(zhì)量m無關(guān),因此軌道不變,D錯誤.- 7 -
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