（通用版）2019版高考物理专题检测（六）掌握“两定律、一速度”破解天体运动问题（含解析）

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1、掌握“两定律、一速度”，破解天体运动问题1．(2018·全国卷Ⅲ)为了探测引力波，“天琴计划”预计发射地球卫星P，其轨道半径约为地球半径的16倍；另一地球卫星Q的轨道半径约为地球半径的4倍。P与Q的周期之比约为(　　)A．2∶1　　　　　　　B．4∶1C．8∶1D．16∶1解析：选C　由G＝mr得＝，则两卫星周期之比为＝＝＝8，故C正确。2．(2018·北京高考)若想检验“使月球绕地球运动的力”与“使苹果落地的力”遵循同样的规律，在已知月地距离约为地球半径60倍的情况下，需要验证(　　)A．地球吸引月球的力约为地球吸引苹果的力的B．月球公转的加速度约为苹果落向地面加速度的C．自由落体在月球表

2、面的加速度约为地球表面的D．苹果在月球表面受到的引力约为在地球表面的解析：选B　若想检验“使月球绕地球运动的力”与“使苹果落地的力”遵循同样的规律——万有引力定律，则应满足G＝ma，因此加速度a与距离r的二次方成反比，B对。3．(2018·江苏高考)我国高分系列卫星的高分辨对地观察能力不断提高。今年5月9日发射的“高分五号”轨道高度约为705km，之前已运行的“高分四号”轨道高度约为36000km，它们都绕地球做圆周运动。与“高分四号”相比，下列物理量中“高分五号”较小的是(　　)A．周期　　　　　　　　B．角速度C．线速度D．向心加速度解析：选A　“高分五号”的运动半径小于“高分四号”的运

3、动半径，即r五＜r四。由万有引力提供向心力得＝mr＝mrω2＝m＝ma。T＝∝，T五＜T四，故A正确；ω＝∝，ω五＞ω四，故B错误；v＝∝，v五＞v四，故C错误；a＝∝，a五＞a四，故D错误。4.如图所示，A、B是绕地球做匀速圆周运动的两颗卫星，A、B两卫星与地心的连线在相等时间内扫过的面积之比为k，不计A、B两卫星之间的引力，则A、B两卫星的周期之比为(　　)A．k3B．k2C．kD．k解析：选A　设卫星绕地球做圆周运动的半径为r，周期为T，则在t时间内与地心连线扫过的面积为S＝πr2，即＝＝k，根据开普勒第三定律可知＝，解得＝k3，A正确。5．[多选](2018·天津高考)2018年2月

4、2日，我国成功将电磁监测试验卫星“张衡一号”发射升空，标志我国成为世界上少数拥有在轨运行高精度地球物理场探测卫星的国家之一。通过观测可以得到卫星绕地球运动的周期，并已知地球的半径和地球表面处的重力加速度。若将卫星绕地球的运动看作是匀速圆周运动，且不考虑地球自转的影响，根据以上数据可以计算出卫星的(　　)A．密度B．向心力的大小C．离地高度D．线速度的大小解析：选CD　不考虑地球自转的影响，则在地球表面物体受到的重力等于它受到的万有引力：m0g＝G，整理得GM＝gR2。卫星绕地球做匀速圆周运动，万有引力提供向心力：G＝m2(R＋h)，可求得卫星的离地高度h＝－R，再由v＝，可求得卫星的线速度，

5、选项C、D正确；卫星的质量未知，故卫星的密度和向心力的大小不能求出，选项A、B错误。6.[多选]探月卫星绕地运行一段时间后，离开地球飞向月球。如图所示是绕地飞行的三条轨道，轨道1是近地圆形轨道，2和3是变轨后的椭圆轨道。A点是轨道2的近地点，B点是轨道2的远地点，卫星在轨道1的运行速率为7.7km/s，则下列说法中正确的是(　　)A．卫星在轨道2经过A点时的速率一定小于7.7km/sB．卫星在轨道2经过B点时的速率一定小于7.7km/sC．卫星在轨道3所具有的机械能大于在轨道2所具有的机械能D．卫星在轨道3所具有的最大速率小于在轨道2所具有的最大速率解析：选BC　卫星在椭圆轨道2的A点做离心

6、运动，故卫星在椭圆轨道2经过A点时的速率一定大于7.7km/s，选项A错误；假设有一圆轨道过B点，卫星在此圆轨道的运行速率小于7.7km/s，且卫星在椭圆轨道2的B点的速率小于其所在圆轨道的速率，卫星在椭圆轨道2经过B点时的速率一定小于7.7km/s，选项B正确；卫星运动到离地球越远的地方，需要的能量越大，具有的机械能也越大，则卫星在轨道3所具有的机械能大于在轨道2所具有的机械能，选项C正确；根据开普勒第二定律可知椭圆轨道上近地点的速度最大，远地点的速度最小，则卫星在椭圆轨道3和2上的最大速率都出现在A点，而从轨道1变轨到轨道2和3都要做离心运动，速度越大，做离心运动离圆心越远，故卫星在轨道

7、3所具有的最大速率大于在轨道2所具有的最大速率，选项D错误。7．(2018·黄冈调研)已知某星球的第一宇宙速度与地球的第一宇宙速度相同，其表面的重力加速度为地球表面重力加速度的一半，则该星球平均密度与地球平均密度的比值为(　　)A．1∶2B．1∶4C．2∶1D．4∶1解析：选B　根据mg＝m得，第一宇宙速度v＝。因为该星球和地球的第一宇宙速度相同，表面的重力加速度为地球表面重力加速度的一半，则该星球的半径是地