专题强化训练(八) 卫星(或天体)运动的“四类热点”问题-【赢在微点】2024高考物理大一轮复习顶层设计核心微练word（新教材新高考）

专题强化训练(八)　卫星(或天体)运动的“四类热点”问题 一、单项选择题 1.(2022·湖北卷)2022年5月,我国成功完成了天舟四号货运飞船与空间站的对接,形成的组合体在地球引力作用下绕地球做圆周运动,周期约90分钟。下列说法正确的是 (　　) A.组合体中的货物处于超重状态 B.组合体的速度大小略大于第一宇宙速度 C.组合体的角速度大小比地球同步卫星的大 D.组合体的加速度大小比地球同步卫星的小 解析　组合体在太空中只受万有引力的作用,则组合体中的货物处于失重状态,A项错误;由万有引力提供向心力得v=,组合体的轨道半径大于地球半径,则组合体的速度小于第一宇宙速度,B项错误;已知同步卫星的周期为24 h,则根据角速度和周期的关系有ω=,由于T同 > T组合体,则组合体的角速度大小比地球同步卫星的大,C项正确;结合开普勒第三定律知组合体的轨道半径小于同步卫星的轨道半径,即r同 > r组合体,由ma=G可判断a同 < a组合体,D项错误。 答案　C 2.“北斗”第49颗卫星绕地球做圆周运动,该卫星的运转周期与地球自转周期相同,轨道平面与赤道平面成一定角度。该卫星 (　　) A.相对地面是静止的 B.运行速度等于第一宇宙速度 C.轨道半径与地球同步卫星相同 D.向心加速度大于地面的重力加速度 解析　卫星运转周期与地球自转周期相同,但轨道平面与赤道平面成一定角度,所以卫星不是同步卫星,但轨道半径与同步卫星相同,A项错误,C项正确;运行速度小于第一宇宙速度,B项错误;向心加速度小于地面重力加速度,D项错误。 答案　C 3.北京时间2022年10月31日,“梦天”实验舱成功发射,11月1日成功对接“天和”核心舱前向端口,11月3日9时32分成功转位对接到节点舱第Ⅱ象限,至此我国空间站一期建设基本完成。有资料表明我国空间站轨道高度为400~450公里,倾角为42~43度,设计寿命为10年,长期驻留3人,总质量可达180吨。下列说法正确的是 (　　) A.空间站围绕地球做圆周运动的线速度大于第一宇宙速度 B.空间站的轨道平面与地球同步静止卫星的轨道平面相同 C.空间站的向心加速度比赤道上随地球自转的物体向心加速度大 D.空间站内的航天员由于完全失重,不需要舱壁的支持力就可以处于平衡状态 解析　由公式可知=m,解得v=,则轨道高度h越大,卫星绕地球做圆周运动的线速度越小,则h等于0时的速度为第一宇宙速度,而空间站的轨道高度h为400~450公里,对应的速度小于第一宇宙速度,A项错误;同步静止卫星的轨道平面只能是赤道平面,而空间站倾角42~43度,B项错误;空间站的轨道半径小于同步卫星的轨道半径,由a=可判断a空>a同,同步卫星与赤道上物体的周期相同,由a=r可判断a同>a物,则a空>a物,C项正确;航天员完全失重时有加速度,不是平衡状态,D项错误。 答案　C 4.2022年6月6日,神舟十四号在轨期间将开展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　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项正确,B项错误;由万有引力提供向心力得=mr,解得T=,同步卫星相对地面保持相对静止,而神舟十四号运行周期小于同步卫星,不可能相对地面保持静止,C项错误;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项错误。 答案　A 5.如图所示,如果把地球表面看成一座巨大的拱形桥,若汽车速度足够大就可以飞离地面而成为人造地球卫星。已知地球自转周期为T,赤道上的重力加速度为g赤,万有引力常量为G,地球的半径为R。则下列说法正确的是 (　　) A.汽车相对地心的速度至少应为才能飞离地面 B.地球的质量为 C.地球两极处的重力加速度为（）2R+g赤 D.为了使汽车更容易飞离地面,汽车应该在低纬度地区自东向西加速运动 解析　由题意可知,赤道上相对地球静止的物体的线速度为v1=,汽车相对地心的速度为v1时显然不能飞离地面,汽车相对地心的速度至少要达到第一宇宙速度才能飞离地面,故A项错误;设地球的质量为M,对赤道上质量为m0的静止物体根据牛顿第二定律有G=m0g赤+m0R,解得M=,故B项错误;设地球两极处的重力加速度为g,地球两极处质量为m