专题14天体运动与人造卫星-高考物理一轮复习限时训练含解析

2020年高考物理一轮复习限时训练专题14天体运动与人造卫星(限时:45min)一、选择题(共22小题)1.(多选)(2017·江苏高考)“天舟一号”货运飞船于2017年4月20日在文昌航天发射中心成功发射升空。与“天宫二号”空间实验室对接前,“天舟一号”在距地面约380km的圆轨道上飞行,则其()A.角速度小于地球自转角速度B.线速度小于第一宇宙速度C.周期小于地球自转周期D.向心加速度小于地面的重力加速度【答案】BCD【解析】“天舟一号”在距地面约380km的圆轨道上飞行时,由G=mω2r可知,半径越小,角速度越大,则其角速度大于同步卫星的角速度,即大于地球自转的角速度,A项错误;由于第一宇宙速度是最大环绕速度,因此“天舟一号”在圆轨道上运行的线速度小于第一宇宙速度,B项正确;由T=可知,“天舟一号”的周期小于地球自转周期,C项正确;由G=mg,G=ma可知,向心加速度a小于地球表面的重力加速度g,D项正确。2.(多选)我国天宫一号飞行器已完成了所有任务,于2018年4月2日8时15分坠入大气层后烧毁。如图所示,设天宫一号原来在圆轨道Ⅰ上飞行,到达P点时转移到较低的椭圆轨道Ⅱ上(未进入大气层),则天宫一号()A.在P点减速进入轨道ⅡB.在轨道Ⅰ上运行的周期大于在轨道Ⅱ上运行的周期C.在轨道Ⅰ上的加速度大于在轨道Ⅱ上的加速度D.在轨道Ⅰ上的机械能大于在轨道Ⅱ上的机械能【答案】ABD【解析】天宫一号在P点减速,提供的向心力大于需要的向心力,天宫一号做向心运动进入轨道Ⅱ,故A正确;根据开普勒行星运动第三定律:=,可知轨道Ⅰ半径大于轨道Ⅱ的半长轴,所以在轨道Ⅰ上运行的周期大于在轨道Ⅱ上运行的周期,故B正确;根据万有引力提供向心力:G=ma,解得:a=G,可知在轨道Ⅰ上的加速度小于在轨道Ⅱ上的加速度,其在P点时加速度大小相等,故C错误;由于在P点需减速进入轨道Ⅱ,故天宫一号在轨道Ⅰ上的机械能大于在轨道Ⅱ上的机械能,故D正确。3.(2019·绵阳质检)一颗在赤道上空做匀速圆周运动的人造卫星,其轨道半径上对应的重力加速度为地球表面重力加速度的四分之一,则某一时刻该卫星观测到地面赤道最大弧长为(已知地球半径为R)()A.πRB.πRC.πRD.πR【答案】A【解析】根据卫星在其轨道上满足G=mg′,且在地球表面满足G=mg,又因为g′=g,解得r=2R;则某一时刻该卫星观测到地面赤道的弧度数为,则观测到地面赤道最大弧长为πR,A正确。4.(2018·济宁模拟)我国首颗量子科学实验卫星于2016年8月16日1点40分成功发射。量子卫星成功运行后,我国将在世界上首次实现卫星和地面之间的量子通信,构建天地一体化的量子保密通信与科学实验体系。假设量子卫星轨道在赤道平面,如图所示。已知量子卫星的轨道半径是地球半径的m倍,同步卫星的轨道半径是地球半径的n倍,图中P点是地球赤道上一点,由此可知()A.同步卫星与量子卫星的运行周期之比为B.同步卫星与P点的速度之比为C.量子卫星与同步卫星的速度之比为D.量子卫星与P点的速度之比为【答案】【解析】由开普勒第三定律得=,又由题意知r量=mR,r同=nR,所以===,故A错误;P为地球赤道上一点,P点角速度等于同步卫星的角速度,根据v=ωr,所以有===,故B错误;根据G=m,得v=,所以===,故C错误;综合B、C两项的分析,有v同=nvP,=,得=,故D正确。5.(多选)目前,在地球周围有许多人造地球卫星绕着它运转,其中一些卫星的轨道可近似为圆,且轨道半径逐渐变小。若卫星在轨道半径逐渐变小的过程中,只受到地球引力和稀薄气体阻力的作用,则下列判断正确的是()A.卫星的动能逐渐减小B.由于地球引力做正功,引力势能一定减小C.由于气体阻力做负功,地球引力做正功,机械能保持不变D.卫星克服气体阻力做的功小于引力势能的减小【答案】BD【解析】由于空气阻力做负功,卫星轨道半径变小,由G=m可知,卫星线速度增大,地球引力做正功,引力势能一定减小,故动能增大,机械能减小,选项A、C错误,B正确;根据动能定理,卫星动能增大,卫星克服阻力做的功小于地球引力做的正功,而地球引力做的正功等于引力势能的减小,所以卫星克服阻力做的功小于引力势能的减小,选项D正确。6.(多选)嫦娥探...

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