2019高中物理一輪課時(shí)作業(yè)15天體運(yùn)動(dòng)中?？家族e(cuò)的“三個(gè)考點(diǎn)”

課時(shí)作業(yè)15[雙基過關(guān)練]1．下列說法正確的是()A．第一宇宙速度是人造衛(wèi)星環(huán)繞地球運(yùn)動(dòng)的速度B．第一宇宙速度是人造衛(wèi)星在地面附近繞地球做勻速圓周運(yùn)動(dòng)所必須具有的速度C．如果有需要，地球同步衛(wèi)星可以定點(diǎn)在地球上空的任何一點(diǎn)D．地球同步衛(wèi)星的軌道可以是圓形也可以是橢圓形解析：第一宇宙速度是人造衛(wèi)星在地面附近繞地球做勻速圓周運(yùn)動(dòng)所必須具有的速度，而人造衛(wèi)星環(huán)繞地球運(yùn)動(dòng)的速度隨著軌道半徑的增大而減小，故A錯(cuò)誤，故B正確；地球同步衛(wèi)星運(yùn)行軌道為位于地球赤道平面上的圓形軌道，其運(yùn)行周期與地球自轉(zhuǎn)周期相等，故C、D錯(cuò)誤．答案：B2．如圖所示，我國(guó)“嫦娥一號(hào)”繞月探測(cè)衛(wèi)星進(jìn)入奔月軌道，在從a點(diǎn)向b點(diǎn)運(yùn)動(dòng)的過程中()A．地球?qū)πl(wèi)星的引力增大，月球?qū)πl(wèi)星的引力增大B．地球?qū)πl(wèi)星的引力增大，月球?qū)πl(wèi)星的引力減小C．地球?qū)πl(wèi)星的引力減小，月球?qū)πl(wèi)星的引力增大D．地球?qū)πl(wèi)星的引力減小，月球?qū)πl(wèi)星的引力減小解析：“嫦娥一號(hào)”在從a點(diǎn)向b點(diǎn)運(yùn)動(dòng)的過程中，根據(jù)F＝Geq\f(Mm,r2)可知，“嫦娥一號(hào)”與地球的距離越來越大，所以地球?qū)πl(wèi)星的引力減小，月球與衛(wèi)星的距離減小，則月球?qū)πl(wèi)星的引力增大，故選項(xiàng)C正確，A、B、D錯(cuò)誤．答案：C3．(2018·湖南郴州一模)地球同步衛(wèi)星與地球的自轉(zhuǎn)周期必須相同，若地球由于某種原因自轉(zhuǎn)周期變?yōu)?2小時(shí)，則此情況下的同步衛(wèi)星與我們現(xiàn)在使用的同步衛(wèi)星比較，下列說法正確的是()A．軌道半徑變大，大小變?yōu)?倍B．軌道半徑變小，大小變?yōu)閑q\f(1,2)C．軌道半徑變大，大小變?yōu)?eq\f(2,3)倍D．軌道半徑變小，大小變?yōu)?eq\f(1,2))eq\f(2,3)解析：根據(jù)Geq\f(Mm,r2)＝meq\f(4π2,T2)r，解得r＝eq\r(3,\f(GMT2,4π2))∝Teq\f(2,3)，則若周期變?yōu)樵瓉淼囊话耄叫l(wèi)星的軌道半徑r減小，大小變?yōu)樵瓉淼?eq\f(1,2))eq\f(2,3)，故選D.答案：D4．(2018·廣西重點(diǎn)高中高三第一次模擬考試)發(fā)射月球探測(cè)衛(wèi)星要經(jīng)過多次變軌，如圖Ⅰ是某月球探測(cè)衛(wèi)星發(fā)射后的近地軌道，Ⅱ、Ⅲ是兩次變軌后的轉(zhuǎn)移軌道，O點(diǎn)是Ⅱ、Ⅲ軌道的近地點(diǎn)，Q、P分別是Ⅱ、Ⅲ軌道的遠(yuǎn)地點(diǎn)，則下列說法正確的是()A．在三個(gè)軌道上衛(wèi)星在O點(diǎn)的加速度相同B．在三個(gè)軌道上衛(wèi)星在O點(diǎn)的速度相同C．衛(wèi)星在Q點(diǎn)的機(jī)械能等于在P點(diǎn)的機(jī)械能D．衛(wèi)星在Q點(diǎn)的機(jī)械能大于在P點(diǎn)的機(jī)械能解析：由Geq\f(Mm,r2)＝ma得，a＝Geq\f(M,r2)，O點(diǎn)是三個(gè)軌道的公共點(diǎn)，r相同，則加速度相同，選項(xiàng)A正確；衛(wèi)星在Ⅰ軌道上的O點(diǎn)要點(diǎn)火加速才能變軌到Ⅱ軌道上，同理衛(wèi)星在Ⅱ軌道上的O點(diǎn)要點(diǎn)火加速才能變軌到Ⅲ軌道上，故在三個(gè)軌道上衛(wèi)星在O點(diǎn)的速度大小不相等，選項(xiàng)B錯(cuò)誤；衛(wèi)星在Ⅱ軌道上的O點(diǎn)要點(diǎn)火加速才能變軌到Ⅲ軌道上，則機(jī)械能增大，從O到Q或從O到P的過程機(jī)械能守恒，故衛(wèi)星在Q點(diǎn)的機(jī)械能小于在P點(diǎn)的機(jī)械能，選項(xiàng)C、D錯(cuò)誤．答案：A5．(2018·深圳高級(jí)中學(xué)月考)2016年2月11日，美國(guó)自然科學(xué)基金召開新聞發(fā)布會(huì)宣布，人類首次探測(cè)到了引力波.2月16日，中國(guó)科學(xué)院公布了一項(xiàng)新的探測(cè)引力波的“空間太極計(jì)劃”．由中山大學(xué)發(fā)起的空間引力波探測(cè)工程“天琴計(jì)劃”于2015年7月正式啟動(dòng)．計(jì)劃從2016年到2035年分四階段進(jìn)行，將向太空發(fā)射三顆衛(wèi)星探測(cè)引力波．在目前討論的初步概念中，天琴將采用三顆全同的衛(wèi)星(SC1、SC2、SC3)構(gòu)成一個(gè)等邊三角形陣列，地球恰處于三角形中心，衛(wèi)星將在以地球?yàn)橹行摹⒏叨燃s10萬公里的軌道上運(yùn)行，針對(duì)確定的引力波源進(jìn)行探測(cè)，這三顆衛(wèi)星在太空中的分列圖類似樂器豎琴，故命名為“天琴計(jì)劃”．則下列有關(guān)三顆衛(wèi)星的運(yùn)動(dòng)描述正確的是()A．三顆衛(wèi)星一定是地球同步衛(wèi)星B．三顆衛(wèi)星具有相同大小的加速度C．三顆衛(wèi)星的線速度比月球繞地球運(yùn)動(dòng)的線速度大且大于第一宇宙速度D．若知道引力常量G及三顆衛(wèi)星繞地球運(yùn)轉(zhuǎn)周期T可估算出地球的密度解析：三顆衛(wèi)星高度遠(yuǎn)大于地球同步衛(wèi)星的高度，一定不是地球同步衛(wèi)星，選項(xiàng)A錯(cuò)誤；根據(jù)牛頓第二定律可得三顆衛(wèi)星的加速度大小均為a＝Geq\f(M,r2)，選項(xiàng)B正確；根據(jù)v＝eq\r(G\f(M,r))可知三顆衛(wèi)星的線速度比月球繞地球運(yùn)動(dòng)的線速度大但小于第一宇宙速度，所以選項(xiàng)C錯(cuò)誤；若知道引力常量G及三顆衛(wèi)星繞地球運(yùn)轉(zhuǎn)周期T，由eq\f(GMm,R2)＝m(eq\f(2π,T))2R，可估算出地球的質(zhì)量，但不知地球的半徑R，所以不能求出地球的密度，選項(xiàng)D錯(cuò)誤．答案：B6．(2018·四川資陽一診)(多選)“軌道康復(fù)者”是“垃圾”衛(wèi)星的救星，它可在太空中給“垃圾”衛(wèi)星補(bǔ)充能源，延長(zhǎng)衛(wèi)星的使用壽命．假設(shè)“軌道康復(fù)者”繞地球做勻速圓周運(yùn)動(dòng)時(shí)的軌道半徑為地球同步衛(wèi)星軌道半徑的五分之一，其運(yùn)動(dòng)方向與地球自轉(zhuǎn)方向一致，軌道平面與地球赤道平面重合，下列說法正確的是()A．“軌道康復(fù)者”的速度是地球同步衛(wèi)星速度的5倍B．“軌道康復(fù)者”的加速度是地球同步衛(wèi)星加速度的25倍C．站在赤道上的人用儀器觀察到“軌道康復(fù)者”向東運(yùn)動(dòng)D．“軌道康復(fù)者”可在原軌道上加速，以實(shí)現(xiàn)對(duì)更低軌道上衛(wèi)星的拯救解析：根據(jù)Geq\f(Mm,r2)＝meq\f(v2,r)得v＝eq\r(\f(GM,r))，因?yàn)椤败壍揽祻?fù)者”繞地球做勻速圓周運(yùn)動(dòng)時(shí)的軌道半徑為地球同步衛(wèi)星軌道半徑的五分之一，所以“軌道康復(fù)者”的速度是地球同步衛(wèi)星速度的eq\r(5)倍，故A錯(cuò)誤；根據(jù)Geq\f(Mm,r2)＝ma得a＝eq\f(GM,r2)，因?yàn)椤败壍揽祻?fù)者”繞地球做勻速圓周運(yùn)動(dòng)時(shí)的軌道半徑為地球同步衛(wèi)星軌道半徑的五分之一，所以“軌道康復(fù)者”的加速度是地球同步衛(wèi)星加速度的25倍，故B正確；因?yàn)椤败壍揽祻?fù)者”繞地球做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的周期小于同步衛(wèi)星的周期，即小于地球自轉(zhuǎn)的周期，所以“軌道康復(fù)者”的角速度大于地球自轉(zhuǎn)的角速度，站在赤道上的人用儀器觀察到“軌道康復(fù)者”向東運(yùn)動(dòng)，故C正確；“軌道康復(fù)者”要在原軌道上減速，做近心運(yùn)動(dòng)，才能“拯救”更低軌道上的衛(wèi)星，故D錯(cuò)誤．答案：BC7．(2018·東北三省四市模擬試卷)(多選)北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)(BDS)是中國(guó)自行研制的全球衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)，該系統(tǒng)由35顆衛(wèi)星組成，衛(wèi)星的軌道有三種：地球同步軌道、中軌道和傾斜軌道．其中，同步軌道半徑約為中軌道半徑的eq\f(3,2)倍，那么同步軌道衛(wèi)星與中軌道衛(wèi)星的()A．周期的比值為eq\r(\f(2,3)3)B．角速度的比值為eq\r(\f(2,3)3)C．線速度的比值為eq\r(\f(2,3))D．加速度的比值為eq\f(2,3)解析：衛(wèi)星環(huán)繞地球做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，萬有引力提供向心力，可知Geq\f(Mm,r2)＝meq\f(4π2,T2)r，整理得T＝2πeq\r(\f(r3,GM))，由于eq\f(r同,r中)＝eq\f(3,2)，則可解得eq\f(T同,T中)＝eq\f(3\r(3),2\r(2))，A錯(cuò)誤；由ω＝eq\f(2π,T)可知角速度與周期成反比，則eq\f(ω同,ω中)＝eq\f(2\r(2),3\r(3))，B正確；由Geq\f(Mm,r2)＝meq\f(v2,r)可知v＝eq\r(\f(GM,r))，則eq\f(v同,v中)＝eq\f(\r(2),\r(3))，C正確；由Geq\f(Mm,r2)＝ma可知a＝Geq\f(M,r2)，則eq\f(a同,a中)＝eq\f(4,9)，D錯(cuò)誤．答案：BC8．(2018·山東省重點(diǎn)中學(xué)高三聯(lián)考)2016年9月，“天宮二號(hào)”飛向太空，中國(guó)航天邁出新的腳步.10月17日，載人飛船“神舟十一號(hào)”在酒泉衛(wèi)星發(fā)射中心發(fā)射升空，萬里赴約.10月19日，“神舟十一號(hào)”飛船在距地面393公里的軌道高度成功完成與“天宮二號(hào)”的自動(dòng)交會(huì)對(duì)接．景海鵬和陳冬兩位宇航員進(jìn)入“天宮二號(hào)”實(shí)驗(yàn)窒，在組合體內(nèi)生活30天，開展大量科學(xué)實(shí)驗(yàn)工作，完成中國(guó)史上時(shí)間最長(zhǎng)的太空駐留飛行任務(wù)．設(shè)對(duì)接后的組合體在軌道上做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，則下列說法中正確的是()A．對(duì)接前“神舟十一號(hào)”欲追上“天宮二號(hào)”可以在同一軌道上點(diǎn)火加速B．對(duì)接后“天宮二號(hào)”的速度小于第一宇宙速度C．對(duì)接后“天宮二號(hào)”的運(yùn)行周期大于地球同步衛(wèi)星的周期D．兩名宇航員可以在“天宮二號(hào)”空間實(shí)驗(yàn)室中借助重錘和打點(diǎn)計(jì)時(shí)器為全國(guó)中學(xué)生演示“驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律”實(shí)驗(yàn)解析：對(duì)接前“神舟十一號(hào)”欲追上“天宮二號(hào)”，“神舟十一號(hào)”應(yīng)在低軌道上點(diǎn)火加速做離心運(yùn)動(dòng)，則選項(xiàng)A錯(cuò)誤；對(duì)接后“天宮二號(hào)”是繞地球運(yùn)行的，故其速度小于第一宇宙速度，選項(xiàng)B正確；對(duì)接后“天宮二號(hào)”繞地球做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的軌道半徑小于地球同步衛(wèi)星的軌道半徑，由萬有引力定律和向心力公式有：Geq\f(Mm,r2)＝m(eq\f(2π,T))2r，得周期T＝2πeq\r(\f(r3,GM))，故“天宮二號(hào)”繞地球的運(yùn)行周期小于地球同步衛(wèi)星的周期，選項(xiàng)C錯(cuò)誤；因兩名宇航員在“天宮二號(hào)”空間實(shí)驗(yàn)室中處于完全失重狀態(tài)，故不能借助重錘和打點(diǎn)計(jì)時(shí)器為全國(guó)中學(xué)生演示“驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律”實(shí)驗(yàn)，選項(xiàng)D錯(cuò)誤．答案：B[能力提升練]9．(2018·河南鄭州三模)(多選)2017年4月10日，三名宇航員在國(guó)際空間站停留173天后，乘坐“聯(lián)盟MS－02”號(hào)飛船從國(guó)際空間站成功返回地球，并在哈薩克斯坦杰茲卡茲甘附近著陸．設(shè)國(guó)際空間站在離地面高度約400km的軌道上繞地球做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，已知地球同步衛(wèi)星軌道離地高度約36000km，地球半徑約6400kmA．飛船在返回地球的過程中機(jī)械能守恒B．經(jīng)估算，國(guó)際空間站的運(yùn)行周期約為90minC．國(guó)際空間站的速度小于地球的第一宇宙速度D．返回時(shí)，需先讓飛船與國(guó)際空間站脫離，再點(diǎn)火加速，然后即可下降解析：飛船在返回地球的過程中需要發(fā)動(dòng)機(jī)做功控制速度，機(jī)械能不守恒，A錯(cuò)誤；根據(jù)萬有引力提供向心力，有eq\f(GMm,r2)＝meq\f(4π2,T2)r，解得T＝eq\r(\f(4π2r3,GM))，可知eq\f(T1,T2)＝eq\r(\f(r\o\al(3,1),r\o\al(3,2)))，國(guó)際空間站的軌道半徑為6800km，地球同步衛(wèi)星的軌道半徑為42400km，地球同步衛(wèi)星的周期為24h，可得國(guó)際空間站的運(yùn)行周期約為90min，B正確；地球的第一宇宙速度是所有地球人造衛(wèi)星的最大環(huán)繞速度，所以國(guó)際空間站的速度小于地球的第一宇宙速度，C正確；返回時(shí)，需先讓飛船與國(guó)際空間站脫離，然后減速才可下降，D錯(cuò)誤．答案：BC10．(2018·河北省保定市高三調(diào)研考試)如圖所示，地球赤道上空人造衛(wèi)星先沿橢圓軌道運(yùn)行，其近地點(diǎn)P到地球中心的距離為r，遠(yuǎn)地點(diǎn)Q到地球中心的距離為8r，該衛(wèi)星在遠(yuǎn)地點(diǎn)Q處點(diǎn)火變軌進(jìn)入地球同步軌道，成為一顆沿圓軌道運(yùn)行的地球同步衛(wèi)星，下列說法中正確的是()A．衛(wèi)星在近地點(diǎn)和遠(yuǎn)地點(diǎn)的加速度之比為8：1B．衛(wèi)星變軌前從P處運(yùn)動(dòng)到Q處的過程中，引力勢(shì)能增加，機(jī)械能減少C．衛(wèi)星在遠(yuǎn)地點(diǎn)Q處變軌前瞬間加速度減小，速度變大D．衛(wèi)星在橢圓軌道運(yùn)行的周期小于12小時(shí)解析：根據(jù)公式F向＝eq\f(GMm,R2)＝ma，得衛(wèi)星在近地點(diǎn)和遠(yuǎn)地點(diǎn)的加速度之比為(8r)2：r2＝64：1，選項(xiàng)A錯(cuò)誤；衛(wèi)星的機(jī)械能是動(dòng)能與勢(shì)能之和，只有變軌時(shí)才需對(duì)衛(wèi)星做功，衛(wèi)星在同一橢圓軌道運(yùn)行時(shí)的機(jī)械能不變，選項(xiàng)B錯(cuò)誤；衛(wèi)星在遠(yuǎn)地點(diǎn)Q處需點(diǎn)火加速才能變軌進(jìn)入地球同步軌道，但同一位置加速度不改變，故選項(xiàng)C錯(cuò)誤；根據(jù)開普勒第三定律，所有行星的軌道的半長(zhǎng)軸的三次方與它的公轉(zhuǎn)周期的二次方成正比，有Teq\o\al(2,1)：Teq\o\al(2,2)＝Req\o\al(3,1)：Req\o\al(3,2)，又T2＝24h，R2＝8r，R1＝4.5r，代入得衛(wèi)星在橢圓軌道運(yùn)行的周期為T1＝10.125h<12h，選項(xiàng)D正確．答案：D11．(2018·四川重點(diǎn)中學(xué)高三評(píng)估檢測(cè))如圖所示，A為地球赤道表面的物體，B為環(huán)繞地球運(yùn)行的衛(wèi)星，此衛(wèi)星在距離地球表面eq\f(R,2)的高度處做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，且向心加速度的大小為a，已知地球同步衛(wèi)星的軌道半徑為6.6R，R為地球的半徑，引力常量為G.則下列說法正確的是()A．地球兩極的重力加速度大小eq\f(3,2)aB．物體A的線速度比衛(wèi)星B的線速度大C．地球的質(zhì)量為eq\f(R2a,G)D．地球的第一宇宙速度大小為eq\f(3\r(aR),2)解析：衛(wèi)星B繞地球做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，萬有引力提供向心力，則有Geq\f(MmB,r\o\al(2,0))＝mBa＝mBeq\f(v\o\al(2,B),r0)，又r0＝eq\f(3,2)R，對(duì)于地球兩極的物體有Geq\f(Mm′,