2020高考物理一轮复习第4章曲线运动万有引力与航天第五节人造卫星宇宙速度达标诊断高效训练.pdf
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1、【本资料精心搜集整理而来,欢迎广大同仁惠存!】1/9 2020高考物理一轮复习第4章 曲线运动万有引力与航天第五节人造卫星 宇宙速度达标诊断高效训练编 辑:_时 间:_教学资料范本【本资料精心搜集整理而来,欢迎广大同仁惠存!】2/9(建议用时:60 分钟)一、单项选择题1如图所示,a是地球赤道上的一点,t 0时刻在 a的正上空有 b、c、d 三颗轨道均位于赤道平面的地球卫星,这些卫星绕地球做匀速圆周运动的运行方向均与地球自转方向(顺时针方向)相同,其中c是地球同步卫星设卫星b 绕地球运行的周期为T,则在 t T 时刻这些卫星相对 a 的位置最接近实际的是()解析:选 C.a 是地球赤道上的一点
2、,c 是地球同步卫星,则c 始终在a 的正上方;由 G mr,得 T,故 r 越大,T 越大,则 b 比 d 超前2(20 xx 高考北京卷)如图所示,一颗人造卫星原来在椭圆轨道1绕地球 E 运行,在 P 点变轨后进入轨道2 做匀速圆周运动下列说法正确的是()A不论在轨道 1 还是轨道 2 运行,卫星在 P点的速度都相同B不论在轨道 1 还是轨道 2 运行,卫星在 P点的加速度都相同C卫星在轨道 1 的任何位置都具有相同加速度D卫星在轨道 2 的任何位置都具有相同动量解析:选 B.在轨道 1 运行的人造卫星在P 点加速做离心运动才能变轨到轨道 2,所以在轨道 1 经过 P点的速度小于在轨道2
3、经过 P点的速度,A错误;在 P点,加速度 a,而 F,所以不论沿轨道1 还是轨道 2 运行,卫星经过 P点的加速度相同,B正确;在轨道 1 上不【本资料精心搜集整理而来,欢迎广大同仁惠存!】3/9 同的位置,卫星受到的万有引力不相同,所以加速度大小也不相同,C错误;动量 pmv,是矢量,在轨道2 上不同的位置,卫星的速度大小相等,方向不同,所以动量不同,D错误3(20 xx 沧州一中高三月考)有 a、b、c、d 四颗地球卫星,a 还未发射,在赤道表面上随地球一起转动;b 是近地轨道地球卫星;c 是地球的同步卫星;d是高空探测卫星;它们均做匀速圆周运动,各卫星排列位置如图所示,则()Aa 的向
4、心加速度等于重力加速度gBb 在相同时间内转过的弧长最长Cc 在 4 h 内转过的圆心角是6Dd 的运动周期可能是20 h解析:选 B.近地卫星 b 的加速度满足 G ma mg,即 ag,故 a 的向心加速度小于重力加速度g,选项 A错误;根据 G m,则 v,可知 b 的线速度最大,则b 在相同时间内转过的弧长最长,选项B 正确;c 是地球的同步卫星,则转动的周期为24 h,则 c 在 4 h 内转过的圆心角是,选项C错误;d 是高空探测卫星,则其周期要大于同步卫星 c 的周期,即 T24 h,故选项 D错误4(20 xx 辽宁鞍山一中等六校联考)如图所示,质量相同的三颗卫星 a、b、c
5、绕地球做匀速圆周运动,其中b、c 在地球的同步轨道上,a 距离地球表面的高度为R,此时 a、b 恰好相距最近已知地球质量为 M、半径为 R、地球自转的角速度为,万有引力常量为G,则()A发射卫星 b 时速度要大于 11.2 km/sB卫星 a 的机械能大于卫星b 的机械能C若要卫星 c 与 b 实现对接,可让卫星c 加速【本资料精心搜集整理而来,欢迎广大同仁惠存!】4/9 D卫星 a 和 b 下次相距最近还需经过t 2GM8R3解析:选 D.卫星 b 绕地球做匀速圆周运动,7.9 km/s 是指在地球上发射的物体绕地球飞行做圆周运动所需的最小初始速度,11.2 km/s是物体挣脱地球引力束缚的
6、最小发射速度,所以发射卫星b 时速度大于 7.9 km/s,而小于 11.2 km/s,故 A错误;卫星从低轨道到高轨道需要克服引力做较多的功,卫星a、b 质量相同,所以卫星b 的机械能大于卫星a 的机械能,故B 错误;让卫星c 加速,所需的向心力增大,由于万有引力小于所需的向心力,卫星c 会做离心运动,离开原轨道,所以不能与b 实现对接,故C错误;b、c 在地球的同步轨道上,所以卫星b、c 和地球具有相同的周期和角速度,由万有引力提供向心力,即m 2r,a 距离地球表面的高度为R,所以卫星 a 的角速度 a,此时 a、b 恰好相距最近,到卫星a 和b 下一次相距最近,(a)t 2,t,故 D
7、正确5冥王星绕太阳的公转轨道是个椭圆,公转周期为T0,质量为 m,其近日点 A到太阳的距离为a,远日点 C到太阳的距离为b,半短轴的长度为 c,A、C两点的曲率半径均为ka(通过该点和曲线上紧邻该点两侧的两点作一圆,在极限情况下,这个圆就叫做该点的曲率圆,其半径叫做该点的曲率半径),如图所示若太阳的质量为M,万有引力常量为G,忽略其他行星对它的影响及太阳半径的大小,则()A冥王星从 AB 所用的时间等于T04B冥王星从 CDA 的过程中,万有引力对它做的功为GMmk2aab2C冥王星从 CDA 的过程中,万有引力对它做的功为GMmk1aab2【本资料精心搜集整理而来,欢迎广大同仁惠存!】5/9
8、 D冥王星在 B点的加速度为4GM(ba)24c2解析:选C.冥王星绕太阳做变速曲线运动,A 项错误;冥王星运动到 A、C两点可看做轨道半径均为ka,速度为 vA、vC 的圆周运动,则有,ka),,ka),从 CDA 由动能定理得 W mv mv,解以上三式得 W GMmk,B 项错误,C项正确;在 B 点时,行星到太阳的距离为 r,由几何关系得r2c2,则加速度 a,D项错误二、多项选择题6.如图所示,在发射地球同步卫星的过程中,卫星首先进入椭圆轨道,然后在Q点通过改变卫星速度,让卫星进入地球同步轨道,则()A该卫星在 P点的速度大于 7.9 km/s,小于 11.2 km/sB卫星在同步轨
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