2019年高三物理一輪達(dá)標(biāo)訓(xùn)練--天體運(yùn)動的四類熱點(diǎn)問題帶解析

1、2019年高三物理一輪達(dá)標(biāo)訓(xùn)練-天體運(yùn)動的四類熱點(diǎn)問題（帶解析）天體運(yùn)動中?？家族e的“兩個命題點(diǎn)”選擇題（19題為單項(xiàng)選擇題，1014題為多項(xiàng)選擇題）1.如圖1所示，a是地球赤道上的一點(diǎn)，t=0時刻在a的正上空有b、c、d三顆軌道均位于赤道平面的地球衛(wèi)星，這些衛(wèi)星繞地球做勻速圓周運(yùn)動的運(yùn)行方向均與地球自轉(zhuǎn)方向（順時針方向）相同，其中c是地球同步衛(wèi)星。設(shè)衛(wèi)星b繞地球運(yùn)行的周期為T,則在t=14T時刻這些衛(wèi)星相對a的位置最接近實(shí)際的是（）圖1解析a是地球赤道上的一點(diǎn)，c是地球同步衛(wèi)星，則c始終在a的正上方；由GMmr2m4兀2T2r,得T=4兀2r3GM故r越大，T越大，則b比d超前。答案C2.某

2、衛(wèi)星在半徑為r的軌道1上做圓周運(yùn)動，動能為Ek,變軌到軌道2上后，動能比在軌道1上減小了在軌道2上也做圓周運(yùn)動，則軌道2的半徑為（）A.EkEkErB.EkAErC.EEk-ErD.Ek-AEAEr解析衛(wèi)星在軌道1上時，GMmr2=mv2r=2Ekr,因此Ek=GMm?r同樣，在軌道2上，Ek-AE=GMm2r2因此r2=EkEkEr,A項(xiàng)正確。答案A3.中國航天局秘書長田玉龍2015年3月6日證實(shí)，將在2015年年底發(fā)射高分四號衛(wèi)星，這是中國首顆地球同步軌道高時間分辨率對地觀測衛(wèi)星。如圖2所示，A是靜止在赤道上隨地球自轉(zhuǎn)的物體；B、C是同在赤道平面內(nèi)的兩顆人造衛(wèi)星，B位于離地高度等于地球半徑

3、的圓形軌道上，C是地球同步衛(wèi)星。下列關(guān)系正確的是（）圖2A.物體A隨地球自轉(zhuǎn)的角速度大于衛(wèi)星B的角速度B.衛(wèi)星B的線速度大于衛(wèi)星C的線速度C.物體A隨地球自轉(zhuǎn)的加速度大于衛(wèi)星C的加速度D.物體A隨地球自轉(zhuǎn)的周期大于衛(wèi)星C的周期解析由于A是靜止在赤道上隨地球自轉(zhuǎn)的物體，C是地球同步軌道衛(wèi)星，所以兩者角速度大小相等，周期相同，即TA=TQ3A=（oC,由T=2兀r3GM導(dǎo)TOTB,根據(jù)T=2兀3,可得3c<3B,所以3A<3B,選項(xiàng)A、D錯誤；由a=（o2r得aA<aC,選項(xiàng)C錯誤；根據(jù)v=GMr可知衛(wèi)星B的線速度大于衛(wèi)星C的線速度，即vB>vC,選項(xiàng)B正確。答案B4.（2

4、018?貴州貴陽監(jiān)測）“天宮二號”目標(biāo)飛行器與“神舟十一號”飛船自動交會對接前的示意圖如圖3所示，圓形軌道I為“天宮二號”運(yùn)行軌道，圓形軌道II為“神舟十一號”運(yùn)行軌道。此后“神舟十一號”要進(jìn)行多次變軌，才能實(shí)現(xiàn)與“天宮二號”的交會對接，則（）圖3A.“天宮二號”的運(yùn)行速率大于“神舟十一號”在軌道n上的運(yùn)行速率B.“神舟十一號”變軌后比變軌前高度增加，機(jī)械能減少C.“神舟十一號”可以通過減速而使軌道半徑變大D.“天宮二號”和“神舟十一號”對接瞬間的向心加速度大小相等解析做圓周運(yùn)動的天體，線速度大小v=GMg因此軌道半徑較大的“天宮二號”速率較小，A項(xiàng)錯誤；“神舟十一號”由低軌道到高軌道運(yùn)動需要

5、消耗火箭燃料加速，由功能關(guān)系可知在高軌道上飛船機(jī)械能更大，B項(xiàng)錯誤；飛船在圓周軌道上減速時，萬有引力大于所需要的向心力，飛船做近心運(yùn)動，軌道半徑減小，C項(xiàng)錯誤；在對接瞬間，“神舟十一號”與“天宮二號”所受的萬有引力提供向心力，向心加速度大小相等，D項(xiàng)正確。答案D5.（2018?木瀆中學(xué)模擬）如圖4所示是嫦娥三號奔月過程中某階段的運(yùn)動示意圖，嫦娥三號沿橢圓軌道I運(yùn)動到近月點(diǎn)P處變軌進(jìn)入圓軌道H,嫦娥三號在圓軌道II做圓周運(yùn)動的軌道半徑為r,周期為T,已知引力常量為G,下列說法中正確的是（）圖4A.由題中（含圖中）信息可求得月球的質(zhì)量B.由題中（含圖中）信息可求得月球第一宇宙速度C.嫦娥三號在P處

6、變軌時必須點(diǎn)火加速D.嫦娥三號沿橢圓軌道I運(yùn)動到P處時的加速度大于沿圓軌道II運(yùn)動到P處時的加速度解析由萬有引力提供向心力得GMmr2m4兀2T2r,得：M=4兀2r3GT2,即根據(jù)軌道半徑為r,周期為T,萬有引力常量為G,可以計(jì)算出月球的質(zhì)量，故A項(xiàng)正確；萬有引力提供向心力GMmr2=mv2r,彳v=GMr由于不知道月球半徑，所以不能計(jì)算月球第一宇宙速度，故B項(xiàng)錯誤；橢圓軌道和圓軌道是不同的軌道，航天飛機(jī)不可能自主改變軌道，只有在減速后，做近心運(yùn)動，才能進(jìn)入圓軌道，故C項(xiàng)錯誤；嫦娥三號沿橢圓軌道I運(yùn)動到P處時和沿圓軌道II運(yùn)動到P處時，所受萬有引力大小相等，所以加速度大小也相等，故D項(xiàng)錯誤。

7、答案A6.（2018?甘肅武威月考）嫦娥三號的飛行軌道示意圖如圖5所示。假設(shè)嫦娥三號在環(huán)月段圓軌道和橢圓軌道上運(yùn)動時，只受到月球的萬有引力，則（）圖5A.若已知嫦娥三號環(huán)月段圓軌道的半徑、運(yùn)動周期和引力常量，則可算出月球的密度B.嫦娥三號由環(huán)月段圓軌道變軌進(jìn)入環(huán)月段橢圓軌道時，應(yīng)讓發(fā)動機(jī)點(diǎn)火使其加速C.嫦娥三號在環(huán)月段橢圓軌道上P點(diǎn)的速度大于Q點(diǎn)的速度D.嫦娥三號在動力下降段，其引力勢能減小解析利用環(huán)月圓軌道半徑、運(yùn)動周期和引力常量，可以計(jì)算出月球的質(zhì)量，月球半徑未知，不能計(jì)算出月球的密度，A錯誤；由環(huán)月圓軌道進(jìn)入橢圓軌道時，在P點(diǎn)讓發(fā)動機(jī)點(diǎn)火使其減速，B錯誤；嫦娥三號在橢圓軌道上P點(diǎn)速度小于

8、在Q點(diǎn)速度，C錯誤；嫦娥三號在動力下降段，高度減小，引力勢能減小，D正確。答案D7.“嫦娥五號”探路兵發(fā)射升空，為計(jì)劃于2017年左右發(fā)射的“嫦娥五號”探路，并在8天后以“跳躍式返回技術(shù)”成功返回地面?！疤S式返回技術(shù)”指航天器在關(guān)閉發(fā)動機(jī)后進(jìn)入大氣層，依靠大氣升力再次沖出大氣層，降低速度后再進(jìn)入大氣層。如圖6所示，虛線為大氣層的邊界。已知地球半徑為R地心到d點(diǎn)距離為r,地球表面重力加速度為go下列說法正確的是（）圖6A.“嫦娥五號”在b點(diǎn)處于完全失重狀態(tài)B.“嫦娥五號”在d點(diǎn)的加速度小于gR2r2C.“嫦娥五號”在a點(diǎn)速率大于在c點(diǎn)的速率D.“嫦娥五號”在c點(diǎn)速率大于在e點(diǎn)的速率解析根據(jù)曲線

9、運(yùn)動的規(guī)律，運(yùn)動軌跡在合力和速度的交角之間（合力指向運(yùn)動軌跡的凹側(cè)），由題圖可知航天器在b點(diǎn)處于超重狀態(tài)，故A錯誤；在d點(diǎn)GMmr2ma且在地面附近萬有引力近似等于重力：GMmR2mg可得加速度a=gR2r2,故B錯誤；航天器在a、c、e三點(diǎn)到地心距離相等，航天器從a至Uc克服大氣阻力，動能減少；從c到e無大氣阻力，va>vc,vc=ve,故C正確，D錯誤。答案C8.“高分一號”衛(wèi)星是一種高分辨率對地觀測衛(wèi)星，突破了空間分辨率、多光譜與大覆蓋面積相結(jié)合的關(guān)鍵技術(shù)。如圖為“高分一號”與北斗導(dǎo)航系統(tǒng)兩顆衛(wèi)星在空中某一面內(nèi)運(yùn)動的示意圖?！氨倍贰毕到y(tǒng)中兩顆衛(wèi)星"G1'和&quo

10、t;G3'以及“高分一號”均可認(rèn)為繞地心。做勻速圓周運(yùn)動。衛(wèi)星"G1'和"G3'的軌道半徑為r,某時刻兩顆工作衛(wèi)星分別位于軌道上的AB兩位置，“高分一號”在C位置。若衛(wèi)星均順時針運(yùn)行，地球表面處的重力加速度為g,地球半徑為R不計(jì)衛(wèi)星間的相互作用力。則下列說法正確的是（）圖7A.衛(wèi)星“GT和"G3的加速度大小相等且為RrgB.如果調(diào)動“高分一號”衛(wèi)星快速到達(dá)B位置的下方，必須對其加速C.衛(wèi)星“G1'由位置A運(yùn)動到位置B所需的時間為兀r3RrgD.若“高分一號”所在高度處有稀薄氣體，則運(yùn)行一段時間后，機(jī)械能會增大解析對地球表面上的物體有

11、GMmR2mg?gR2=GM對于衛(wèi)星“GT"G3'有GMmr2ma?a=GMr2=gR2r2,A錯；若對“高分一號”加速，則衛(wèi)星將到更高的軌道上運(yùn)行，脫離原軌道，此法不可取，B錯；對于衛(wèi)星“GT,有GMmr2m（2兀T）2r?T=4兀2r3GM=4兀2r3gR2=2兀rRrg,衛(wèi)星"G1由A到B用時t=16T=兀r3Rrg,C對；“高分一號”衛(wèi)星由于氣體的阻力，高度會降低，速度會增大，機(jī)械能要減小，D錯。答案C9.設(shè)地球的自轉(zhuǎn)角速度為30,地球半徑為R,地球表面重力加速度為g,某人造衛(wèi)星在赤道上空做勻速圓周運(yùn)動，軌道半徑為r,且r<5R,飛行方向與地球的自轉(zhuǎn)方

12、向相同，在某時刻，該人造衛(wèi)星通過赤道上某建筑物的正上方，則到它下一次通過該建筑物正上方所需要的時間為（地球同步衛(wèi)星軌道半徑約為6R）（）A.2兀gR2r330B.2兀gR2r3+30C.2兀r3gR2D.2兀gR2r330解析因?yàn)橥叫l(wèi)星的軌道半徑大約為地球半徑的6倍，根據(jù)衛(wèi)星的特點(diǎn)知，越向外的衛(wèi)星運(yùn)行角速度越小，而同步衛(wèi)星與地球自轉(zhuǎn)的角速度相同，因此人造衛(wèi)星運(yùn)行的角速度比地球上建筑物的運(yùn)行角速度快，因此再次出現(xiàn)在建筑物上方時，說明衛(wèi)星已經(jīng)比建筑物多走了一圈，故0衛(wèi)一0地=2兀，0衛(wèi)=（o1t,0地=30t,由于衛(wèi)星做勻速圓周運(yùn)動，根據(jù)萬有引力提供向心力GMmr2=mw21r,在地球表面，物體

13、受到的萬有引力等于重力GMmR2mg,聯(lián)立得t=2兀gR2r330,D項(xiàng)正確。答案D10.（2017?西安八校聯(lián)考）據(jù)報道，北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)利用其定位、導(dǎo)航、短報文通信功能加入到馬航MH379聯(lián)客機(jī)搜救工作，為指揮中心調(diào)度部署人力、物力提供決策依據(jù)，保證了搜救船只準(zhǔn)確抵達(dá)相關(guān)海域。幫助搜救船只規(guī)劃搜救航線，避免搜救出現(xiàn)遺漏海域，目前北斗衛(wèi)星導(dǎo)航定位系統(tǒng)由高度均約為36000km的5顆靜止軌道衛(wèi)星和5顆傾斜地球同步軌道衛(wèi)星以及高度約為21500km的4顆中軌道衛(wèi)星組網(wǎng)運(yùn)行，則下列說法正確的是（）A.中軌道衛(wèi)星的周期比同步衛(wèi)星周期大B.所有衛(wèi)星均位于以地心為中心的圓形軌道上C.同步衛(wèi)星和中軌道衛(wèi)星

14、的線速度均小于地球的第一宇宙速度D.赤道上隨地球自轉(zhuǎn)的物體向心加速度比同步衛(wèi)星向心加速度大解析由開普勒第三定律可知，軌道半徑較小的中軌道衛(wèi)星周期較同步衛(wèi)星小，A項(xiàng)錯；由題意知，北斗導(dǎo)航系統(tǒng)的衛(wèi)星軌道高度一定，因此衛(wèi)星均位于以地心為中心的圓形軌道上，B項(xiàng)正確；第一宇宙速度是衛(wèi)星繞地球做圓周運(yùn)動的最大運(yùn)行速度，C項(xiàng)正確；赤道上物體與同步衛(wèi)星的角速度相同，由a=（o2r可知，同步衛(wèi)星的向心加速度較大，D項(xiàng)錯。答案BC11.如圖8所示，一顆地球同步衛(wèi)星先沿橢圓軌道1飛行，后在遠(yuǎn)地點(diǎn)P處點(diǎn)火加速，由橢圓軌道1變軌到地球同步圓軌道2。下列說法正確的是（）圖8A.衛(wèi)星在軌道2運(yùn)行時的速度大于7.9km/sB

15、.衛(wèi)星7&軌道2運(yùn)動的過程中，衛(wèi)星中的儀器處于失重狀態(tài)C.衛(wèi)星沿軌道2運(yùn)動的過程中，有可能經(jīng)過北京的正上空D.衛(wèi)星經(jīng)過軌道1上的P點(diǎn)和軌道2上的P點(diǎn)的加速度大小相等解析同步衛(wèi)星的軌道半徑要大于近地衛(wèi)星的軌道半徑，同步衛(wèi)星運(yùn)行的線速度一定小于第一宇宙速度，故A錯誤；衛(wèi)星繞地球做勻速圓周運(yùn)動時所受萬有引力提供向心力，處于完全失重狀態(tài)，故B正確；地球同步衛(wèi)星只能在赤道的正上空，故C錯誤；根據(jù)GMmr2ma,彳#a=GMr2衛(wèi)星在軌道1上的P點(diǎn)和軌道2上的P點(diǎn)的軌道半徑相等，故加速度相等，D正確。答案BD12.目前，在地球周圍有許多人造地球衛(wèi)星繞著它運(yùn)轉(zhuǎn)，其中一些衛(wèi)星的軌道可近似為圓，且軌道半

16、徑逐漸變小。若衛(wèi)星在軌道半徑逐漸變小的過程中，只受到地球引力和稀薄氣體阻力的作用，則下列判斷正確的是（）A.衛(wèi)星的動能逐漸減小B.由于地球引力做正功，引力勢能一定減小C.由于氣體阻力做負(fù)功，地球引力做正功，機(jī)械能保持不變D.衛(wèi)星克服氣體阻力做的功小于引力勢能的減小解析衛(wèi)星半徑減小時，分析各力做功情況可判斷衛(wèi)星能量的變化。衛(wèi)星運(yùn)轉(zhuǎn)過程中，地球的引力提供向心力，GMmr2mv2r,受稀薄氣體阻力的作用時，軌道半徑逐漸變小，地球的引力對衛(wèi)星做正功，勢能逐漸減小，動能逐漸變大，由于氣體阻力做負(fù)功，衛(wèi)星的機(jī)械能減小，選項(xiàng)BD正確。答案BD13.（2018?江西上饒一模）在早期的反衛(wèi)星試驗(yàn)中，攻擊攔截方式

17、之一是快速上升式攻擊，即“攔截器”被送入與“目標(biāo)衛(wèi)星”軌道平面相同而高度較低的追趕軌道，然后通過機(jī)動飛行快速上升接近目標(biāo)將“目標(biāo)衛(wèi)星”摧毀。圖9為追趕過程軌道示意圖。下列敘述正確的是（）圖9A.圖中A是“目標(biāo)衛(wèi)星”，B是“攔截器”B.“攔截器”和“目標(biāo)衛(wèi)星”的繞行方向?yàn)閳D中的順時針方向C.“攔截器”在上升的過程中重力勢能會增大D.“攔截器”的加速度比“目標(biāo)衛(wèi)星”的加速度小解析攔截衛(wèi)星的高度要比目標(biāo)衛(wèi)星的高度低，所以A是“攔截器”，B是“目標(biāo)衛(wèi)星”，A錯誤；由于“攔截器”軌道低，速度大，應(yīng)落后于“目標(biāo)衛(wèi)星”，繞行方向應(yīng)為圖中的順時針方向，B正確；“攔截器”在上升過程中要克服重力做功，所以重力勢能增大，C正確;根據(jù)公式a=GMr2可知“攔截器”的加速度比“目標(biāo)衛(wèi)星”的加速度大，D錯誤。答案BC14.（2018?揚(yáng)州一模）據(jù)NAS釁文消息，2014年9月24日，印度首個火星探測器“曼加里安”號成功進(jìn)入火星軌道。下列關(guān)于“曼加里安”號探測器的說法中，正確的