课时跟踪检测(20) 应用万有引力定律解决三个热点问题（Word练习）-【新课程学案】新教材2023-2024学年高中物理必修第二册（鲁科版2019）

课时跟踪检测（二十） 应用万有引力定律解决三个热点问题 1．我国航天人发扬“两弹一星”精神砥砺前行，从“东方红一号”到“北斗”不断创造奇迹。“北斗”第49颗卫星的发射迈出组网的关键一步。该卫星绕地球做圆周运动，运动周期与地球自转周期相同，轨道平面与地球赤道平面成一定夹角。该卫星(　 ) A．运动速度大于第一宇宙速度 B．运动速度小于第一宇宙速度 C．轨道半径大于“静止”在赤道上空的同步卫星 D．轨道半径小于“静止”在赤道上空的同步卫星 解析：选B　第一宇宙速度是指绕地球表面做圆周运动的速度，是环绕地球做圆周运动的所有卫星的最大环绕速度，该卫星的运转半径大于地球的半径，可知运行线速度小于第一宇宙速度，A错误，B正确；根据G＝mr，可知r＝，因为该卫星的运动周期与地球自转周期相同，等于“静止”在赤道上空的同步卫星的周期，可知该卫星的轨道半径等于“静止”在赤道上空的同步卫星的轨道半径，C、D错误。 2．(2023·湖南师大附中高一检测)2022年6月6日，神舟十四号在轨期间开展24项航天医学实验，此项活动对航天医学领域有着重要意义。已知神舟十四号的运行轨道距离地面约为400 km，距离地心约为1.06倍地球半径，可以近似看成圆周运动。同步卫星距离地心约为6.6倍地球半径，下列说法正确的是(　 ) A．神舟十四号在轨运行的角速度比同步卫星大 B．神舟十四号在轨运行的线速度比同步卫星小 C．神舟十四号相对地面保持相对静止 D．神舟十四号在轨的运行速度大于第一宇宙速度，小于第二宇宙速度 解析：选A　二者都围绕地球做圆周运动，由万有引力提供向心力可得G＝mω2r＝m，解得ω＝，v＝，神舟十四号的轨道半径较小，相应角速度、线速度均较大，A正确，B错误；由万有引力提供向心力可得＝mr，解得T＝，同步卫星相对地面保持相对静止，而神舟十四号运动周期小于同步卫星，不可能相对地面保持静止，C错误；当r＝R时，卫星的环绕速度等于第一宇宙速度，而神舟十四号轨道半径略大于地球半径，运行速度必然略小于第一宇宙速度，D错误。 3．“北斗”成功组网，“天问”奔赴火星，“嫦娥五号”月球取样归来，我国在航空航天等诸多领域取得了丰硕的成果。关于北斗导航系统里近地轨道卫星和赤道地面上随地球自转的物体的比较中，下列说法正确的是(　 ) A．赤道上的物体和近地卫星的角速度是相等的 B．近地卫星的线速度比赤道上物体的线速度大 C．近地卫星的周期比赤道上物体随地球自转的周期大 D．近地卫星的向心加速度比赤道上物体的向心加速度小 解析：选B　赤道上的物体跟同步卫星比较，因为角速度(周期)相同，由于v＝ωr和a＝ω2r知，同步卫星的线速度和向心加速度比赤道上的物体大，对近地卫星和同步卫星比较，由万有引力提供向心力得＝m，v＝，根据＝ma，a＝，根据＝mr，T＝，可知同步卫星的角速度、线速度比近地卫星小，所以赤道上的物体的角速度、线速度比近地卫星小，A错误，B正确；近地卫星的周期小于同步卫星，同步卫星的周期等于地球自转周期，C错误；近地卫星的向心加速度大于同步卫星，同步卫星的向心加速度大于赤道上的物体，D错误。 4.(多选)设某双星系统中的A、B两星球绕其连线上的某固定点O做匀速圆周运动，如图所示，现测得两星球球心之间的距离为L，运动周期为T，已知引力常量为G，若AO＞OB，则(　 ) A．两星球的总质量等于 B．星球A的向心力大于星球B的向心力 C．星球A的线速度一定小于星球B的线速度 D．双星的质量一定，双星之间的距离减小，其转动周期减小 解析：选AD　根据万有引力提供向心力对A有＝MAω2RA，对B有＝MBω2RB，又因为T＝，L＝RA＋RB，解得T＝，MA＋MB＝，故当双星的质量一定，双星之间的距离减小时，其转动周期减小，A、D正确；双星靠相互间的万有引力提供向心力，根据牛顿第三定律知向心力大小相等，B错误；两星球的角速度相等，根据v＝ωr、AO＞OB，可得vA＞vB，C错误。 5．(多选)我国发射了量子科学实验卫星、“天宫二号”、“风云四号A”、全球二氧化碳监测科学实验卫星等卫星或航天器，其中量子科学实验卫星运行在距地面500千米的极地轨道，“天宫二号”运行在距地面393千米的轨道，“风云四号A”是中国新一代静止气象卫星，运行在地球同步轨道上，全球二氧化碳监测科学实验卫星运行在距地面700千米的极地轨道上，这些卫星或航天器对我国与国际的科学研究作出了重大贡献。下列关于这些卫星或航天器的说法正确的是(　 ) A．量子科学实验卫星的轨道在赤道上空 B．“天宫二号”的运行速度最大 C．“风云四号 A”的运行轨道距地面的高度最大 D．全球二氧化碳监测科学实验卫星运行周期为24小时 解析：选BC　量子科学实验卫星运行在距地面500千米的极地轨道，不会在赤道上空，故A错误；根据万有