高考物理一轮复习第四章曲线运动万有引力与航天课时规范练14天体运动中的“四大难点”新人教版.doc
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1、1 / 12【2019【2019 最新最新】精选高考物理一轮复习第四章曲线运动万有引力精选高考物理一轮复习第四章曲线运动万有引力与航天课时规范练与航天课时规范练 1414 天体运动中的天体运动中的“四大难点四大难点”新人教版新人教版基础巩固组基础巩固组1.(1.(近地卫星、赤道上物体及同步卫星的运行问题近地卫星、赤道上物体及同步卫星的运行问题)(2017)(2017南通模拟南通模拟) )北斗北斗卫星导航系统卫星导航系统(BDS)(BDS)是中国自行研制的全球卫星导航系统是中国自行研制的全球卫星导航系统, ,包括包括 5 5 颗静止轨颗静止轨道卫星和道卫星和 3030 颗非静止轨道卫星颗非静止轨
2、道卫星, ,具有定位、导航、授时等功能具有定位、导航、授时等功能, ,如图所示如图所示, ,A A、B B 为为“北斗北斗”系统中的两颗工作卫星系统中的两颗工作卫星, ,其中卫星其中卫星 A A 是静止轨道卫星是静止轨道卫星,C,C 是是地球赤道上某点地球赤道上某点, ,已知地球表面处的重力加速度为已知地球表面处的重力加速度为 g,g,不计卫星的相互作用不计卫星的相互作用力力, ,以下判断中正确的是以下判断中正确的是( ( ) )A.A、B、C 三者的线速度大小关系为 vCvBvAB.A、B、C 三者的周期大小关系为 TA=TCTBC.A、B、C 三者的向心加速度大小关系为 aArB,所以 T
3、ATB,所以有 TA=TCTB,对卫星 A、B:根据 v=,因为 rArB,所以 vArB,所以 aAaC,因为赤道上的物体随地球自转所需的向心力很小,远小于重力,即 maCmg,即 aCg,所以aCaAaBg,故 C 错误,D 错误。2.(2.(近地卫星、赤道上物体及同步卫星的运行问题近地卫星、赤道上物体及同步卫星的运行问题)(2018)(2018湖南长郡中学湖南长郡中学月考月考) )有有 a a、b b、c c、d d 四颗地球卫星四颗地球卫星,a,a 还未发射还未发射, ,在地球赤道上随地球表面在地球赤道上随地球表面一起转动一起转动,b,b 处于地面附近近地轨道上正常运动处于地面附近近地
4、轨道上正常运动,c,c 是地球同步卫星是地球同步卫星,d,d 是高是高空探测卫星空探测卫星, ,各卫星排列位置如图各卫星排列位置如图, ,则有则有 ( ( ) )A.a 的向心加速度等于重力加速度 gB.c 在 4 h 内转过的圆心角是3 / 12C.b 在相同时间内转过的弧长最长D.d 的运动周期有可能是 20 h答案 C解析地球同步卫星的周期必须与地球自转周期相同,角速度相同,则知 a与 c 的角速度相同,根据 a=2r 知,c 的向心加速度大。由 G=ma,得 a=G,卫星的轨道半径越大,向心加速度越小,则同步卫星 c的向心加速度小于 b 的向心加速度,而 b 的向心加速度约为 g,故知
5、 a 的向心加速度小于重力加速度 g,故 A 错误;c 是地球同步卫星,周期是 24 h,则 c 在 4 h 内转过的圆心角是2=,故B 错误;G=m,解得 v=,可知,卫星的轨道半径越大,速度越小,所以 b 的速度最大,在相同时间内转过的弧长最长,故 C 正确;由开普勒第三定律=k 知,卫星的轨道半径越大,周期越大,所以 d 的运动周期大于 c 的周期 24 h,故 D 错误。3.(3.(多选多选)()(卫星变轨问题分析卫星变轨问题分析) )在早期的反卫星试验中在早期的反卫星试验中, ,攻击拦截方式之一攻击拦截方式之一是快速上升式攻击是快速上升式攻击, ,即即“拦截器拦截器”被送入与被送入与
6、“目标卫星目标卫星”轨道平面相同而轨道平面相同而4 / 12高度较低的追赶轨道高度较低的追赶轨道, ,然后通过机动飞行快速上升接近目标将然后通过机动飞行快速上升接近目标将“目标卫星目标卫星”摧毁。图为追赶过程轨道示意图。下列叙述正确的是摧毁。图为追赶过程轨道示意图。下列叙述正确的是( ( ) )A.图中 A 是“目标卫星”,B 是“拦截器”B.“拦截器”和“目标卫星”的绕行方向为图中的顺时针方向C.“拦截器”在上升的过程中重力势能会增大D.“拦截器”的加速度比“目标卫星”的加速度小答案 BC解析拦截卫星的高度要比目标卫星的高度低,所以 A 是“拦截器”,B 是“目标卫星”,A 错误;由于“拦截
7、器”轨道低,速度大,应落后于“目标卫星”,绕行方向应为图中的顺时针方向,B 正确;“拦截器”在上升过程中要克服重力做功,所以重力势能增大,C 正确;根据公式 a=可知“拦截器”的加速度比“目标卫星”的加速度大,D 错误。4.4.发射地球同步通信卫星的基本方法是先用火箭将卫星送入一近地椭圆轨发射地球同步通信卫星的基本方法是先用火箭将卫星送入一近地椭圆轨道道 a a 运行运行, ,然后开动星载火箭变轨然后开动星载火箭变轨, ,将其送入与地球自转同步的轨道将其送入与地球自转同步的轨道 b,b,变变轨点选在轨道轨点选在轨道 a a 与轨道与轨道 b b 内切的内切的 Q Q 点点, ,如图所示。下列说
8、法正确的是如图所示。下列说法正确的是( ( ) )A.卫星在变轨后通过 Q 点的加速度大于变轨前通过 Q 点的加速度5 / 12B.卫星变轨后在 Q 点的机械能比变轨前的大C.卫星在轨道 b 运行速度小于在轨道 a 运行时的最小速度D.卫星在 Q 点变轨时星载火箭喷射气体的方向与卫星线速度方向相同导学号 06400301答案 B解析卫星受地球的万有引力就是卫星的合力。根据牛顿第二定律得 a=,M为地球质量,r 为卫星到地球中心的距离,所以卫星在“同步轨道”与在“转移轨道”的远地点相比,加速度不变,故 A 错误。在椭圆轨道远地点实施变轨成圆轨道是做逐渐远离圆心的运动,要实现这个运动必须万有引力小
9、于卫星所需向心力,所以应给卫星加速,增加所需的向心力。即卫星在“同步轨道”与在“转移轨道”的远地点相比速度变大,卫星在“同步轨道”与在“转移轨道”的远地点相比重力势能不变,动能较大,所以机械能较大,故 B 正确。在椭圆轨道上,卫星在 Q 点速度最小,卫星在轨道 b 运行速度大于在轨道 a 上 Q 点速度,故 C 错误。卫星在 Q 点变轨时星载火箭喷射气体的方向与卫星线速度方向相反,给卫星加速,故 D 错误。5.(5.(多选多选)()(天体运动中的能量问题天体运动中的能量问题) )目前目前, ,在地球周围有许多人造地球卫星在地球周围有许多人造地球卫星绕着它运转绕着它运转, ,其中一些卫星的轨道可
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