2020版高考物理大一轮复习考点规范练14天体运动与人造卫星新人教版

《2020版高考物理大一轮复习考点规范练14天体运动与人造卫星新人教版》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在教育资源-天天文库。

1、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附近绕火星做匀速圆周运动的速率约为(　　)　　　　　　　　　　　　　　　　A.3.5km/sB.5.0km/sC.17.7km/sD.35.2km/s答案A解析根据题设条件可知M地=10M火,R地=2R火,万有引力提供向心力GMmR2=mv2R,得v=GMR,即v火v地=M火R地M地R火=15,因为地球的第一宇宙速度为v地=7.9km/s,所以航天器在火星表面附近绕火星做匀速圆周运动的速率v火≈3.5km/s,选项A正确。2.有a、b、c、d四颗卫星,

2、a还未发射,在地球赤道上随地球一起转动,b在地面附近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,所有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gB.c在4h内转过的圆心角为π6C.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,其所受万有引力提供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;由四颗卫星的运行情况可知

3、,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要长,所以其周期应大于24h,选项D错误。3.(2018·河北衡水期末)中国北斗卫星导航系统是中国自行研制的全球卫星导航系统,预计2020年左右,将形成全球覆盖能力。北斗卫星导航系统中部分卫星的轨道示意图如图所示,已知a、b、c三颗卫星均做圆周运动,a是地球同步卫星,则(　　)A.卫星a的角速度小于c的角速度B.卫星a的加速度大于b的加速度C.卫星a的运行速度大于第一宇宙速度D.卫星b的周期大于24h答案A解析a的轨道半径大于c的轨道半径,因此卫星a的角速度小于c的角速度,选项A正确;a的轨道半径

4、与b的轨道半径相等,因此卫星a的加速度等于b的加速度,选项B错误;a的轨道半径大于地球半径,因此卫星a的运行速度小于第一宇宙速度,选项C错误;a的轨道半径与b的轨道半径相等,卫星b的周期等于a的周期,为24h,选项D错误。4.下图是厄瓜多尔境内的“赤道纪念碑”。设某人造地球卫星在赤道上空飞行,卫星的轨道平面与地球赤道重合,飞行高度低于地球同步卫星。已知卫星轨道半径为r,飞行方向与地球的自转方向相同,设地球的自转角速度为ω0,地球半径为R,地球表面重力加速度为g,某时刻卫星通过这一赤道纪念碑的正上方,则该卫星再次经过这个位置需要经过的时间是(　　)　　　　　　　　　　　　　　　　A.2π

5、gR2r3B.2πω0+gR2r3C.2πω0-gR2r3D.2πgR2r3-ω0答案D解析用ω表示卫星的角速度,用m、M分别表示卫星及地球的质量,则有GMmr2=mω2r,在地面上,有GMmR2=mg,联立解得ω=gR2r3,卫星高度低于同步卫星高度,则ω>ω0,用t表示所需时间,则ωt-ω0t=2π,所以t=2πω-ω0=2πgR2r3-ω0,D正确。5.一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,不考虑卫星质量的变化,则变轨前、后卫星的(　　)A.向心加速度大小之比为4∶1B.角速度大小之比为2∶1C.周期之比为1∶8D.轨道半径之

6、比为1∶2答案C解析根据Ek=12mv2得v=2Ekm,所以卫星变轨前、后的速度之比为v1v2=21,根据GMmr2=mv2r,得卫星变轨前、后的轨道半径之比为r1r2=v22v12=14,D错误;根据GMmr2=ma可得卫星变轨前、后的向心加速度大小之比为a1a2=r22r12=161,A错误;根据GMmr2=mω2r,得卫星变轨前、后的角速度大小之比为ω1ω2=r23r13=81,B错误;根据T=2πω,得卫星变轨前、后的周期之比为T1T2=ω2ω1=18,C正确。6.理论研究表明第二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,

7、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/sB.11.2km/sC.2hRtD.2hRt答案D解析A、B项分别是地球的第一宇宙速度与第二宇宙速度,故A、B错误;根据运动学公式,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;根据第一宇宙速度公式v=g火R=2ht2R=2hRt,则探测器从火