专题5.2 宇宙航行及天体运动四类热点问题【练】-2022年高考物理一轮复习讲练测

专题5.2宇宙航行及天体运动四类热点问题—【练】 一、练基础 1．（2021届重庆市实验外国语学校高三模拟）如图所示，a为放在地球赤道上随地球一起转动的物体，b、c、d为在圆轨道上运行的卫星，轨道平面均在地球赤道面上，其中b是近地卫星，c是地球同步卫星.若a、b、c、d的质量相同，地球表面附近的重力加速度为g，则下列说法中正确的是 A．b卫星转动的线速度大于7.9km/s B．a、b、c、d的周期大小关系为Ta <Tb <Tc <Td C．a和b的向心加速度都等于重力加速度g D．在b、c、d中，b的动能最大，d的机械能最大 【答案】D 【解析】7.9km/s是第一宇宙速度，是卫星绕地球做匀速圆周运动最大的运行速度，所以b卫星转动的线速度小于7.9km/s，故A错误．对于b、c、d三颗卫星，由开普勒第三定律：，知，地球同步卫星的周期与地球自转周期相同，则有．因此有，故B错误．b卫星由重力提供向心力，其向心加速度等于重力加速度g．而a由重力和支持力的合力提供向心力，则a的向心加速度小于重力加速度g，故C错误．对于b、c、d三颗卫星，根据万有引力提供圆周运动向心力，有：，得，卫星的动能为，所以b的动能最大．若要将卫星的轨道半径增大，卫星必须加速，机械能增大，所以d的机械能最大，故D正确．故选D． 2．(2021·浙江名校协作体)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】环绕地球运动的卫星，由开普勒第三定律＝k，当椭圆轨道半长轴与圆形轨道的半径相等时，两颗卫星周期相同，故A错误；沿椭圆轨道运行的卫星，只有引力做功，机械能守恒，在轨道上相互对称的地方(到地心距离相等的位置)速率相同，故B正确；所有地球同步卫星相对地面静止，运行周期都等于地球自转周期，由G＝m，解得R＝，轨道半径都相同，故C错误；同一轨道平面、不同轨道半径的卫星，相同轨道半径、不同轨道平面的卫星，都有可能(不同时刻)经过北京上空，故D错误。 3．（2021届福建省福州市高三质检）使物体成为卫星的最小发射速度称为第一字宙速度v1，而使物体脱离星球引力所需要的最小发射速度称为第二宇宙速度v2，v2与v1的关系是v2=v1，已知某星球半径是地球半径R的，其表面的重力加速度是地球表面重力加速度g的地球的平均密度为，不计其他星球的影响，则（　　） A．该星球的平均密度为 B．该星球的质量为 C．该星球上的第二宇宙速度为 D．该星球自转周期是地球的 【答案】A 【解析】AB．地球表面上物体的重力等于地球的引力，即 地球的质量为 同理，星球的质量为 联立解得 ，A正确，B错误； C．该星球表面的重力加速度，由 可得星球第一宇宙速度 该星球的第二宇宙速度，C错误； D．该星球的自转周期不能计算，D错误。故选A。 4．(2021·吉林长春一模)如图所示，某双星系统的两星A和B各自绕其连线上的O点做匀速圆周运动，已知A星和B星的质量分别为m1和m2，相距为d。下列说法正确的是(　　) A．A星的轨道半径为d B．A星和B星的线速度之比为m1∶m2 C．若在O点放一个质点，它受到的合力一定为零 D．若A星所受B星的引力可等效为位于O点处质量为m′的星体对它的引力，则m′＝ 【答案】D 【解析】双星的角速度相等，是靠它们之间的万有引力来提供向心力，G＝m1ω2r1＝m2ω2r2，且r1＋r2＝d，联立解得r1＝，r2＝，故A错误；根据v＝ωr，可得＝＝，故B错误；若在O点放一个质点，此质点受到的两颗星对它的作用力大小不等，则受到的合力不为零，故C错误；若A星所受B星的引力可等效为位于O点处质量为m′的星体对它的引力，则G＝G，得m′＝，故D正确。 5．（2021·天津南开区高三一模）我国的“神舟十一号”载人飞船已于2016年10月17日发射升空，入轨两天后，与“天宫二号”成功对接，顺利完成任务。假定对接前，“天宫二号”在如图所示的轨道3上绕地球做匀速圆周运动，而“神舟十一号”在图中轨道1上绕地球做匀速圆周运动，两者都在图示平面内顺时针运转。若“神舟十一号”在轨道1上的P点瞬间改变其速度的大小，使其运行的轨道变为椭圆轨道2，并在轨道2和轨道3的切点Q与“天宫二号”进行对接，图中P、Q、K三点位于同一直线上，则（　　） A．“神舟十一号”应在P点瞬间加速才能使其运动轨道由1变为2 B．“神舟十一号”沿椭圆轨道2从Q点飞向P