2018-2019学年高中三维设计一轮复习物理通用版:第四单元 夯基保分练 万有引力定律与天体运动

[A级——保分练]

1.人造地球卫星在绕地球做圆周运动的过程中,下列说法中正确的是( ) A.卫星离地球越远,角速度越大

B.同一圆轨道上运行的两颗卫星,线速度大小一定相同 C.一切卫星运行的瞬时速度都大于7.9 km/s

D.地球同步卫星可以在以地心为圆心、离地高度为固定值的一切圆轨道上运动 v2Mm

解析:选B 卫星所受的万有引力提供向心力,则G2=mr=mω2r,可知r越大,

r角速度越小,r一定,线速度大小一定,A错误,B正确;7.9 km/s 是卫星的最大环绕速度,C错误;因为地球会自转,同步卫星只能在赤道上方的圆轨道上运动,D错误。

2.(2018·荆州模拟)长期以来“卡戎星(Charon)”被认为是冥王星唯一的卫星,它的公转轨道半径r1=19 600 km,公转周期T1=6.39 天。天文学家已发现两颗冥王星的小卫星,其中一颗的公转轨道半径r2=48 000 km,则它的公转周期T2最接近于( )

A.15天 C.35天

B.25天 D.45天

r13r23

解析:选B 由开普勒第三定律可得2=2,解得T2=T1T1T2

≈24.5(天),故B正确。

?r2?3=6.39× ?r1??48 000?3?19 600?3.[多选](2017·江苏高考)“天舟一号”货运飞船于2017年4月20日在文昌航天发射中心成功发射升空。与“天宫二号”空间实验室对接前,“天舟一号”在距地面约380 km的圆轨道上飞行,则其( )

A.角速度小于地球自转角速度 B.线速度小于第一宇宙速度 C.周期小于地球自转周期

D.向心加速度小于地面的重力加速度

Mm解析:选BCD “天舟一号”在距地面约380 km的圆轨道上飞行时,由G2=mω2r

r可知,半径越小,角速度越大,则其角速度大于同步卫星的角速度,即大于地球自转的角速度,A项错误;由于第一宇宙速度是最大环绕速度,因此“天舟一号”在圆轨道的线速2π

度小于第一宇宙速度,B项正确;由T=可知,“天舟一号”的周期小于地球自转周期,

ωMmMm

C项正确;由G2=mg,G=ma可知,向心加速度a小于地球表面的重力加速度

R?R+h?2g,D项正确。

4.(2018·福州质检)北斗卫星导航系统(BDS)是中国自行研制的全球卫星导航系统,该系统将由35颗卫星组成,卫星的轨道有三种:地球同步轨道、中地球轨道和倾斜轨道。其

中,同步轨道半径大约是中轨道半径的1.5倍,那么同步卫星与中轨道卫星的周期之比约为( )

3?1A.??2?2 3?3C.??2?2

3?2

B.??2?3 3?2D.??2?

r3

解析:选C 同步轨道半径大约是中轨道半径的1.5倍,根据开普勒第三定律2=k得

TT同2?3?3

?3?3,C正确。 =,所以同步卫星与中轨道卫星的周期之比约为?2?2T中2?2?5.(2018·西安联考)假设宇宙中有两颗相距无限远的行星A和B,半径分别为RA和RB。两颗行星周围卫星的轨道半径的三次方(r3)与运行周期的平方(T2)的关系如图所示;T0为卫星环绕行星表面运行的周期。则( )

A.行星A的质量小于行星B的质量 B.行星A的密度小于行星B的密度

C.行星A的第一宇宙速度等于行星B的第一宇宙速度

D.当两行星的卫星轨道半径相同时,行星A的卫星向心加速度大于行星B的卫星向心加速度

Mm4π2r4π2r3

解析:选D 根据万有引力提供向心力得出:G2=m2得:M=,根据图像

rTGT2

R3

可知,行星A的2比行星B的大,所以行星A的质量大于行星B的质量,故选项A错误;

TMM3π

由图像可知,卫星在两颗行星表面做匀速圆周运动的周期相同,

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