课时跟踪检测(18) 天体运动与人造卫星（Word练习）-【创新方案】2024高考物理一轮复习（新教材 新高考）

课时跟踪检测（十八）  天体运动与人造卫星

A级——全员必做

1．(2023·连云港模拟)北京时间2022年4月15日，我国在西昌卫星发射中心成功将“中星6D”卫星送入地球静止同步轨道。对于该卫星下列说法正确的是(　 )

A．轨道可能是椭圆

B．运行速度大于7.9 km/s

C．加速度大于月球的加速度

D．在轨运行时可能经过连云港上方

解析：选C　地球静止同步卫星，相对于地球静止，运行周期等于地球自转周期，其轨道一定是圆，故A错误；第一宇宙速度为卫星最小发射速度和最大环绕速度，因此该卫星在轨道的运行速度小于7.9 km/s，故B错误；由万有引力提供向心力可得a＝，由于地球静止同步卫星的半径小于月球运行半径，故地球同步卫星的加速度大于月球的加速度，故C正确；地球静止同步卫星只在地球赤道上方，故D错误。

2．“嫦娥五号”完成在月球表面自动取样，标志着我国探月航天工程达到了一个新高度。“嫦娥五号”绕月球做匀速圆周运动时的轨道半径为r，运行周期为T，已知万有引力常量为G，根据以上信息可以求出(　 )

A．月球的平均密度

B．月球的第一宇宙速度

C．月球质量

D．月球表面的重力加速度

解析：选C　根据G＝mr可得M＝，选项C正确；因月球的半径未知，则不能求解月球的平均密度、月球的第一宇宙速度以及月球表面的重力加速度的大小，选项A、B、D错误。

3．火星的表面积相当于地球陆地面积，火星的自转周期约为24.6 h，火星半径约是地球半径的0.53倍，火星质量约是地球质量的0.11倍。已知地球半径约为6.4×106 m，地球表面的重力加速度g＝9.8 m/s2，逃逸速度为第一宇宙速度的倍。根据以上信息估算火星的逃逸速度约为(　 )

A．3.0 km/s  B．4.0 km/s

C．5.0 km/s  D．6.0 km/s

解析：选C　根据万有引力提供向心力有＝m，解得地球的第一宇宙速度v1＝ ＝≈7.9 km/s，火星的第一宇宙速度v2＝ ≈0.46v1≈3.6 km/s，所以火星的逃逸速度v＝v2≈5.0 km/s，C正确，A、B、D错误。

4．某星球直径为d，宇航员在该星球表面以初速度v0竖直上抛一个物体，物体上升的最大高度为h，若物体只受该星球引力作用，则该星球的第一宇宙速度为(　 )

A.  B．2v0    　C.   　D.

解析：选D　由题意可知，星球表面的重力加速度为g＝，根据万有引力定律可知G＝m，解得v＝；又在星球表面重力等于万有引力G＝mg，解得v＝ ，故D正确。

 

5．(2021·河北高考)“祝融号”火星车登陆火星之前，“天问一号”探测器沿椭圆形的停泊轨道绕火星飞行，其周期为2个火星日。假设某飞船沿圆轨道绕火星飞行，其周期也为2个火星日。已知一个火星日的时长约为一个地球日，火星质量约为地球质量的0.1倍，则该飞船的轨道半径与地球同步卫星的轨道半径的比值约为(　 )

A.   B.  

C.    D.

解析：选D　由万有引力提供向心力有G＝m2r，解得r＝，所以飞船的轨道半径与地球同步卫星的轨道半径的比值＝＝＝。故A、B、C错

误，D正确。

6.(2021·浙江6月选考)空间站在地球外层的稀薄大气中绕行，因气体阻力的影响，轨道高度会发生变化。空间站安装有发动机，可对轨道进行修正。图中给出了国际空间站在2020.02～2020.08期间离地高度随时间变化的曲线，则空间站(　 )

A．绕地运行速度约为2.0 km/s

B．绕地运行速度约为8.0 km/s

C．在4月份绕行的任意两小时内机械能可视为守恒

D．在5月份绕行的任意两小时内机械能可视为守恒

解析：选D　根据题意可知，空间站在地球表面绕地球做圆周运动的速度应略小于第一宇宙速度7.9 km/s，故A、B错误；在4月份轨道半径出现明显的变大，则可知，机械能不守恒，故C错误；在5月份轨道半径基本不变，故可视为机械能守恒，故D正确。

7．(2023·盐城质检)2022年11月30日5时42分，神舟十五号成功自主对接于中国空间站天和核心舱的前向端口。若空间站绕地球做匀速圆周运动，它与地心的连线在单位时间内扫过的面积为S。已知地球半径为R，地球表面的重力加速度为g，则空间站的轨道半径为(　 )

A.  B.  C.  D.

解析：选B　空间站绕地球做匀速圆周运动，根据万有引力提供向心力可知＝mr，根据几何关系可知，空间站与地心连线在单位时间内扫过的面积：S＝，在地球表面受到的万有引力等于重力，有mg＝，联立解得空间站绕地球的轨道半径：r＝，故B正确，A、C、D错误。

8．1798年，卡文迪什测出万有引力常量G，因此他被称为“能够称出地球质量的人”。若已知引力常量为G，地球表面处的重力加速度为g，地球半径为R，地球自转的时间为T1，地球公转的时间为T2，地球中心到月球中心的距离为L1，地球中心到太阳中心的距离为L2，则下列说法正确的是(　 )

A．借助上述数据能够计算出地球的质量，月球的密度

B．太阳的质量为