2019届高考物理(课标通用)一轮复习课时跟踪检测:(十六) 天体运动与人造卫星(普通高中) 下载本文

内容发布更新时间 : 2024/6/2 9:18:36星期一 下面是文章的全部内容请认真阅读。

【课标通用】2019届高考物理一轮复习:课时跟踪检测

C正确;无法求出这个行星的自转周期与地球的自转周期之比,故D错误。

★11.(2018·怀化联考)如图所示,飞行器P绕某星球做匀速圆周运动,下列说法不正确的是( )

A.轨道半径越大,周期越长 B.张角越大,速度越大

C.若测得周期和星球相对飞行器的张角,则可得到星球的平均密度

D.若测得周期和轨道半径,则可得到星球的平均密度

r3

解析:选D 根据开普勒第三定律2=k,可知轨道半径越大,飞行器的周期越长,故

TA正确;设星球的质量为M,半径为R,平均密度为ρ,张角为θ,飞行器的质量为m,轨v2Mm

道半径为r,周期为T。对于飞行器,根据万有引力提供向心力得G2=m,由几何关系rrθMm

得R=rsin,由以上两式可得张角越大,轨道半径越小,速度越大,故B正确;又由G22rM4π2

=mr2,星球的平均密度ρ=,可知:若测得周期和张角,可得到星球的平均密度,

T43

πR3Mm4π2r34π2

故C正确;由G2=mr2可得M=,可知若测得周期和轨道半径,可得到星球的质

rTGT2量,但是星球的半径未知,不能求出星球的平均密度,故D错误。

12.[多选](2018·西北师大附中模拟)宇航员在某星球表面以初速度2.0 m/s 水平抛出一物体,并记录下物体的运动轨迹,如图所示,O为抛出点,若该星球半径为4 000 km,引力常量G=6.67×10

-2

-11

N·m2·kg

,则下列说法正确的是( )

A.该星球表面的重力加速度为4.0 m/s2 B.该星球的质量为2.4×1023 kg C.该星球的第一宇宙速度为4.0 km/s

D.若发射一颗该星球的同步卫星,则同步卫星的绕行速度一定大于4.0 km/s 1

解析:选AC 根据平抛运动的规律:h=gt2,x=v0t,解得g=4.0 m/s2,A正确;在

2

mv2gR223

星球表面,重力近似等于万有引力,得M=G≈9.6×10 kg,B错误;由R=mg得第一宇宙速度为v=gR=4.0 km/s,C正确;第一宇宙速度为最大的环绕速度,D错误。

[C级——难度题目自主选做]

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★13.(2018·潍坊期中)2016年9月25日,天宫二号由离地面h1=360 km的圆形轨道,经过“轨道控制”上升为离地h2=393 km的圆形轨道,“等待”神舟十一号的来访。已知地球的质量为M,地球的半径为R,引力常量为G。根据以上信息可判断( )

A.天宫二号在圆形轨道h2上运行的速度大于第一宇宙速度

B.天宫二号在圆形轨道h2上运行的速度大于在轨道h1上的运行速度 C.天宫二号在轨道h1上的运行周期为

4π2?R+h1?3 GM

D.天宫二号由圆形轨道h1进入圆形轨道h2运行周期变小 v2Mm

解析:选C 根据万有引力提供向心力得:G2=mr,

r所以:v=

GM

,由于天宫二号的轨道半径大于地球的半径,所以天宫二号在圆形r

GM

,由于h1<h2,可知,r

轨道h2上运行的速度小于第一宇宙速度,故A错误。根据v=

天宫二号在圆形轨道h2上运行的速度小于在轨道h1上的运行速度,故B错误。天宫二号绕Mm4π2地球做匀速圆周运动,万有引力提供向心力,G=m2(R+h),解得周期T=

T?R+h?2

4π2?R+h?3

GM,则在轨道h1上的运行周期:T1=

4π2?R+h1?3

,天宫二号由圆形轨道h1

GM

进入圆形轨道h2,轨道半径增大,则运行周期变大,故C正确,D错误。

★14.(2016·四川高考)国务院批复,自2016年起将4月24日设立为“中国航天日”。1970年4月24日我国首次成功发射的人造卫星东方红一号,目前仍然在椭圆轨道上运行,其轨道近地点高度约为440 km,远地点高度约为2 060 km;1984年4月8日成功发射的东方红

二号卫星运行在赤道上空35 786 km的地球同步轨道上。设东方红一号在远地点的加速度为a1,东方红二号的加速度为a2,固定在地球赤道上的物体随地球自转的加速度为a3,则a1、a2、a3的大小关系为( )

A.a2>a1>a3 C.a3>a1>a2

B.a3>a2>a1 D.a1>a2>a3

解析:选D 卫星围绕地球运行时,万有引力提供向心力,对于东方红一号,在远地点Mm1GMMm2时有G=ma,即a=,对于东方红二号,有G=m2a2,即a2=111

?R+h1?2?R+h1?2?R+h2?2GM

,由于h2>h1,故a1>a2,东方红二号卫星与地球自转的角速度相等,由于东方红

?R+h2?2

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二号做圆周运动的轨道半径大于地球赤道上物体做圆周运动的半径,根据a=ω2r,故a2>a3,所以a1>a2>a3,选项D正确,选项A、B、C错误。

15.[多选]使物体成为卫星的最小发射速度称为第一宇宙速度v1,而使物体脱离星球引力所需要的最小发射速度称为第二宇宙速度v2,v2与v1的关系是v2=2v1,已知某星球11

半径是地球半径R的,其表面的重力加速度是地球表面重力加速度g的,地球的平均密

36度为ρ,不计其他星球的影响,则( )

A.该星球上的第一宇宙速度为B.该星球上的第二宇宙速度为ρ

C.该星球的平均密度为

28πR3ρ

D.该星球的质量为 81

解析:选BC 设地球的质量为M,使质量为m的物体成为其卫星的第一宇宙速度满v12Mm

足:mg=G2=mR,解得:GM=gR2,v1=

R

GMR=gR,某星球的质量为M′,半

2

3gR

3gR 3

gR21

径为R′,表面的重力加速度为g′,同理有:GM′=g′R′=,解得:M′=M,

5454该星球上的第一宇宙速度为:v1′=

GM′2gR

=g′R′=,故选项A错误;该星

6R′

gR4

,故选项B正确;由球体体积公式V=πR333

球上的第二宇宙速度为:v2′=2v1′=

3M′M3M3M27ρ4

和质量与密度的关系式ρ=V可知,ρ==,M=πρR3,解3,ρ′=3×3=4πR34πR′4πR5422

得:M′=πρR3,故选项C正确,D错误。

81

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