2020高考物理大二轮刷题首先练（课件+优选练）（含最新模拟题，有解析）：专题五　万有引力与天体运动 (共2份打包)

专题五　万有引力与天体运动 『经典特训题组』 1．关于行星运动的规律，下列说法符合史实的是(　　) A．开普勒在牛顿定律的基础上，导出了行星运动的规律 B．开普勒在天文观测数据的基础上，总结出了行星运动的规律 C．开普勒总结出了行星运动的规律，找出了行星按照这些规律运动的原因 D．开普勒总结出了行星运动的规律，发现了万有引力定律 答案　B 解析　开普勒在天文观测数据的基础上，总结出了行星运动的规律——开普勒天体运动三定律，但没有找出行星按照这些规律运动的原因，牛顿发现了万有引力定律，A、C、D错误，B正确。 2．关于环绕地球运动的卫星，下列说法正确的是(　　) A．分别沿圆轨道和椭圆轨道运行的两颗卫星，不可能具有相同的周期 B．沿椭圆轨道运行的一颗卫星，在轨道不同位置可能具有相同的速率 C．在赤道上空运行的两颗地球同步卫星，它们的轨道半径有可能不同 D．沿不同轨道经过北京上空的两颗卫星，它们的轨道平面一定会重合 答案　B 解析　分别沿圆轨道和椭圆轨道运行的两颗卫星，当圆轨道的半径等于椭圆轨道的半长轴时，这两颗卫星具有相同的周期，A错误；沿椭圆轨道运行的一颗卫星，在轨道不同位置但距中心天体有相同距离时，具有相同的速率，B正确；在赤道上空运行的两颗地球同步卫星，它们的轨道半径一定相同，C错误；过地心和北京的轨道平面有无限个，故沿不同轨道经过北京上空的两颗卫星，它们的轨道平面不一定会重合，D错误。 3. 某行星和地球绕太阳公转的轨道均可视为圆轨道。每过N年，该行星会运行到日地连线的延长线上，如图所示。该行星与地球的公转半径比为(　　) A.) ) B. C.) ) D. 答案　B 解析　设地球绕太阳公转的周期为T1，轨道半径为r1，某行星绕太阳公转的周期为T2，轨道半径为r2，根据开普勒第三定律) ，B正确。 ＝，由每过N年，该行星会运行到日地连线的延长线上可得NT1＝(N－1)T2，联立解得＝ 4．假定太阳系中一颗质量均匀、可看做球体的小行星，其自转可以忽略。若该星球自转加快，角速度为ω时，该星球表面的“赤道”上物体对星球的压力减为原来的。已知引力常量G，则该星球密度ρ为(　　) A. D. C. B. 答案　C 解析　忽略行星的自转影响时，有：G，故选C。，解得ρ＝mg＋mω2R，行星的密度ρ＝＝＝mg，自转角速度为ω时，G 5. (多选)宇宙飞船以周期T绕地球做圆周运动时，由于地球遮挡阳光，会经历“日全食”过程，如图所示。已知地球的半径为R，地球质量为M，引力常量为G，地球自转周期为T0。太阳光可看作平行光，宇航员在A点的测量张角为α，则(　　) A．飞船绕地球运动的线速度为 B．一天内飞船经历“日全食”的次数为 C．飞船每次“日全食”过程的时间为 D．飞船周期为T＝ 答案　AD 解析　飞船绕地球运动的线速度为v＝，D正确。· ＝r，解得周期T＝2πr＝m，C错误；飞船绕地球做圆周运动，万有引力提供向心力，G，B错误；由几何关系可知，飞船每次“日全食”过程的时间为飞船转过α角所需的时间，即，A正确；一天内飞船经历“日全食”的次数为，联立解得v＝，r＝＝。由几何关系知sin 6．(多选)某人在春分那天(太阳光直射赤道)站在地球赤道上用天文望远镜观察他正上方的一颗同步卫星，他发现在日落后连续有一段时间t观察不到此卫星。已知地球表面的重力加速度为g，地球自转周期为T，圆周率为π，仅根据g、t、T、π可推算出(　　) A．地球的质量 B．地球的半径 C．卫星距地面的高度 D．卫星与地心的连线在t时间内转过的角度 答案　BCD 解析　根据光的直线传播规律，日落后有t时间该观察者看不见此卫星，如图所示， 同步卫星相对地心转过角度为θ＝2α，sinα＝可知，由于引力常量G未知，故地球质量M无法求出，A错误。＝，可得出地球半径R和轨道半径r，则卫星距地面的高度h＝r－R可求出，故B、C均正确；由M＝r和GM＝R2g，可得4π2r3＝R2gT2，联立sinα＝＝mt，可解得卫星与地心的连线在t时间内转过的角度θ，故D正确；对同步卫星根据G，结合θ＝ωt＝ 7．利用三颗位置适当的地球同步卫星，可使地球赤道上任意两点之间保持无线电通讯。目前，地球同步卫星的轨道半径约为地球半径的6.6倍。假设地球的自转周期变小，若仍仅用三颗同步卫星来实现上述目的，则地球自转周期的最小值约为(　　) A．1 h B．4 h C．8 h D．16 h 答案　B 解析　地球自转周期变小，卫星要与地球保持同步，则卫星的公转周期也应随之变小，由G，则卫星离地球的高度应变小，要实现三颗卫星覆盖全球的目的，则卫星周期最小时，由数学几何关系可作出示意图如图。可得T＝＝mr 由几何关系得，卫星的轨道半径为r＝解得T2≈4 h。故选B。＝，代入题中数据