高考物理一轮总复习第4章曲线运动万有引力与航天课时规范练14天体运动中的四类问题.docx
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1、课时规范练14天体运动中的四类问题基础对点练1.(卫星变轨问题)2020年12月17日,嫦娥五号成功返回地球,创造了我国到月球取土的伟大历史。如图所示,嫦娥五号取土后,在P处由圆形轨道变轨到椭圆轨道,以便返回地球。下列说法正确的是()A.嫦娥五号在轨道和运行时均超重B.嫦娥五号在轨道和运行时机械能相等C.嫦娥五号在轨道和运行至P处时速率相等D.嫦娥五号在轨道和运行至P处时加速度大小相等2.(卫星的对接问题)(2022湖南衡阳期末)2022年5月10日,“天舟四号”货运飞船采用自主快速交会对接模式,成功对接天和核心舱后向端口。对接过程的简化图如图所示,下列说法正确的是()A.若货运飞船在N处,则
2、它的周期小于核心舱的周期B.若货运飞船在N处,则它的线速度大于核心舱的线速度C.若货运飞船在M处,则应加速变轨才能成功对接核心舱D.若货运飞船在M处,则它的向心加速度小于核心舱的向心加速度3.(环绕与变轨问题)2020年7月23日,我国首个火星探测器天问一号发射升空,飞行2 000多秒后成功进入预定轨道,开启火星探测之旅,迈出了我国自主开展行星探测的第一步。接近火星后天问一号探测器为软着陆做准备,首先进入椭圆轨道,其次进入圆轨道,最后进入椭圆着陆轨道,已知火星的半径为R,引力常量为G,下列说法正确的是()A.天问一号探测器在轨道上的机械能小于在轨道上的机械能B.天问一号探测器在轨道上Q点的加速
3、度小于在O点的加速度C.天问一号探测器在轨道上运动时,运行的周期TTTD.已知天问一号探测器在轨道上运动的角速度和轨道半径,可以推知火星的密度4.(变轨问题及能量问题)在发射一颗质量为m的人造地球同步卫星时,先将其发射到贴近地球表面运行的圆轨道上(离地面高度忽略不计),再通过一椭圆轨道变轨后到达距地面高为h的预定圆轨道上。已知地球上重力加速度为g,地球半径为R,卫星在变轨过程中质量不变,则()A.卫星在轨道上运行的加速度为R+2gB.卫星在轨道上运行的线速度为v=g2R+C.卫星在轨道上运行时经过P点的速率小于在轨道上运行时经过P点的速率D.卫星在轨道上的机械能大于在轨道上的机械能5.(卫星的
4、对接及参量的对比)(2022黑龙江牡丹江期末)a、b、c是在地球大气层外圆形轨道上运行的三颗人造卫星,下列说法正确的是()A.b、c的线速度大小相等,且大于a的线速度B.b、c的动能相等,且小于a的动能C.b、c的运行周期相同,且大于a的运行周期D.c加速可追上同一轨道上的b,b减速可等候同一轨道上的c6.(同步卫星、赤道上的物体、卫星的比较)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,轨道也在赤道平面的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n3m3B.同步卫星与P点的速度之比为1nC.
5、量子卫星与同步卫星的速度之比为nmD.量子卫星与P点的速度之比为n3m7.(多选)(赤道上的物体、近地卫星、同步卫星的比较)如图所示,同步卫星与地心的距离为r,运行速率为v1,向心加速度为a1;地球赤道上的物体随地球自转的向心加速度为a2,第一宇宙速度为v2,地球半径为R,则下列比值正确的是()A.a1a2=rRB.a1a2=Rr2C.v1v2=rRD.v1v2=Rr8.(天体运动中的追及相遇问题)如图所示,A、B为地球的两个轨道共面的人造卫星,运行方向相同,A为地球同步卫星,A、B卫星的轨道半径的比值为k,地球自转周期为T0。某时刻A、B两卫星距离达到最近,从该时刻起到A、B间距离最远所经历
6、的最短时间为()A.T02(k3+1)B.T0k3-1C.T02(k3-1)D.T0k3+19.(多选)(天体运动中的能量问题)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,故机械能保持不变D.卫星克服气体阻力做的功小于引力势能的减小量素养综合练10.如图所示,虚线、分别表示地球卫星的三条轨道,其中轨道为近地环绕圆轨道,轨道为椭圆轨道,轨道为脱离轨道,a、b、
7、c三点分别位于三条轨道上,b点为轨道的远地点,b、c点与地心的距离均为轨道半径的2倍,则()A.卫星在轨道的运行周期与轨道的相同B.卫星经过a点的速率为经过b点的2倍C.卫星在a点的加速度大小为在b点的4倍D.质量相同的卫星在b点的机械能等于在c点的机械能11.(2022上海复旦附中期末)如图所示,轨道在同一平面内的两颗卫星a和b某时刻运动到地球的同一侧,且三者在同一条直线上,经时间t两颗卫星与地心的连线转过的角度分别为1和2。下列说法正确的是()A.a卫星的动能大于b卫星的动能B.a卫星的角速度与b卫星的角速度之比为21C.a卫星的线速度与b卫星的线速度之比为1212D.从a、b卫星这次与行
8、星共线到下次共线,还需经过的时间为t1-212.(多选)如图甲所示,一质量为m的卫星绕地球在椭圆轨道上运转,运转周期为T0,轨道上的近地点A到地球球心的距离为a,远地点C到地球球心的距离为b,BD为椭圆轨道的短轴,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,这个圆就叫作该点的曲率圆,如图乙中的虚线圆,其半径叫作该点的曲率半径)。若地球的质量为m地,引力常量为G,则()A.卫星在轨道上运行时的机械能小于在轨道上运行时的机械能B.如果卫星要从轨道返回到轨道,则在C位置时动力气源要向后喷气C.卫星从CDA的运动过程中,万有引力对其做的功为12Gm地mk2aa
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