高考物理二轮复习 第一板块 力学选择题 锁定9大命题区间 第6讲 掌握“两条定律”破解天体运动问题专题练-人教版高三全册物理试题.doc

《高考物理二轮复习 第一板块 力学选择题 锁定9大命题区间 第6讲 掌握“两条定律”破解天体运动问题专题练-人教版高三全册物理试题.doc》由会员分享，可在线阅读，更多相关《高考物理二轮复习 第一板块 力学选择题 锁定9大命题区间 第6讲 掌握“两条定律”破解天体运动问题专题练-人教版高三全册物理试题.doc（10页珍藏版）》请在淘文阁 - 分享文档赚钱的网站上搜索。

1、专题检测（六） 掌握“两条定律”，破解天体运动问题1(2016全国卷)关于行星运动的规律，下列说法符合史实的是()A开普勒在牛顿定律的基础上，导出了行星运动的规律B开普勒在天文观测数据的基础上，总结出了行星运动的规律C开普勒总结出了行星运动的规律，找出了行星按照这些规律运动的原因D开普勒总结出了行星运动的规律，发现了万有引力定律解析：选B开普勒在前人观测数据的基础上，总结出了行星运动的规律，与牛顿定律无联系，选项A错误，选项B正确；开普勒总结出了行星运动的规律，但没有找出行星按照这些规律运动的原因，选项C错误；牛顿发现了万有引力定律，选项D错误。 2.(2015福建高考)如图，若两颗人造卫星a

2、和b均绕地球做匀速圆周运动，a、b到地心O的距离分别为r1、r2，线速度大小分别为v1、v2，则()A.B.C.2 D.2解析：选A对人造卫星，根据万有引力提供向心力m，可得v 。 所以对于a、b两颗人造卫星有，故选项A正确。3.如图所示，“嫦娥三号”的环月轨道可近似看成是圆轨道，观察“嫦娥三号”在环月轨道上的运动，发现每经过时间t通过的弧长为l，该弧长对应的圆心角为弧度。已知万有引力常量为G，则月球的质量是()A. B.C. D.解析：选C设“嫦娥三号”卫星做圆周运动的角速度为，则Gm2r，又lr，联立得月球的质量M，故C正确。4.中国北斗卫星导航系统(BDS)是中国自行研制的全球卫星导航系

3、统，是继美国全球定位系统(GPS)、俄罗斯格洛纳斯卫星导航系统(GLONASS)之后第三个成熟的卫星导航系统。预计2020年左右，北斗卫星导航系统将形成全球覆盖能力。如图所示是北斗导航系统中部分卫星的轨道示意图，已知a、b、c三颗卫星均做圆周运动，a是地球同步卫星，则()A卫星a的角速度小于c的角速度B卫星a的加速度大于b的加速度C卫星a的运行速度大于第一宇宙速度D卫星b的周期大于24 h解析：选A由万有引力提供向心力得，mr2mrma，解得v ， ，T ，a。卫星a的轨道半径大于c的轨道半径，因此卫星a的角速度小于c的角速度，选项A正确；卫星a的轨道半径与b的轨道半径相等，因此卫星a的加速度

4、等于b的加速度，选项B错误；卫星a的轨道半径大于地球半径，因此卫星a的运行速度小于第一宇宙速度，选项C错误；卫星a的轨道半径与b的轨道半径相等，卫星b的周期等于a的周期，为24 h，选项D错误。5多选“嫦娥之父”欧阳自远透露：我国计划于2020年登陆火星。假如某志愿者登上火星后将一小球从高为h的地方由静止释放，不计空气阻力，测得经过时间t小球落在火星表面，已知火星的半径为R，引力常量为G，不考虑火星自转，则下列说法正确的是()A火星的第一宇宙速度为 B火星的质量为C火星的平均密度为D环绕火星表面运行的卫星的周期为t 解析：选CD由自由落体运动规律hgt2，解得火星表面的重力加速度大小为g，火星

5、的第一宇宙速度v1，A错误。由Gmg，解得火星的质量为M，B错误。火星的平均密度为，C正确。设环绕火星表面运行的卫星的周期为T，则Tt ，D正确。6(2018届高三黄冈中学调研)已知某星球的第一宇宙速度与地球相同，其表面的重力加速度为地球表面重力加速度的一半，则该星球的平均密度与地球平均密度的比值为()A12 B14C21 D41解析：选B根据mgm得，第一宇宙速度v。因为该星球和地球的第一宇宙速度相同，表面的重力加速度为地球表面重力加速度的一半，则星球的半径是地球半径的2倍。根据Gmg知，M，知星球的质量是地球质量的2倍。根据知，星球的平均密度与地球平均密度的比值为14，故B正确，A、C、D

6、错误。7双星系统由两颗恒星组成，两恒星在相互引力的作用下，分别围绕其连线上的某一点做周期相同的匀速圆周运动。研究发现，双星系统演化过程中，两星的总质量、距离和周期均可能发生变化。若某双星系统中两星做圆周运动的周期为T，经过一段时间演化后，两星总质量变为原来的k倍，两星之间的距离变为原来的n倍，则此时圆周运动的周期为()A.T B.TC.T D.T解析：选B设两恒星的质量分别为M1和M2，轨道半径分别为r1和r2。根据万有引力定律及牛顿第二定律可得M12r1M22r2，解得2(r1r2)，即2，当两星的总质量变为原来的k倍，它们之间的距离变为原来的n倍时，有2，联立两式可得TT，故B项正确。8.

7、近年来，火星探索计划不断推进。如图所示，载人飞行器从地面发射升空，经过一系列的加速和变轨，在到达“近火星点”Q时，需要及时制动，使其成为火星的卫星。之后，又在绕火星轨道上的“近火星点”Q经过多次制动，进入绕火星的圆形工作轨道，最后制动，实现飞行器的软着陆，到达火星表面。下列说法正确的是()A飞行器在轨道和轨道上均绕火星运行，所以具有相同的机械能B由于轨道与轨道都是绕火星运行，因此飞行器在两轨道上运行具有相同的周期C飞行器在轨道上从P到Q的过程中火星对飞行器的万有引力做正功D飞行器经过轨道和轨道上的Q点时速率相同解析：选C飞行器由轨道在Q处必须制动才能进入轨道，所以飞行器在轨道上的机械能小于在轨

8、道上的机械能，故A错误。根据开普勒第三定律知，轨道的半长轴比轨道的半径大，则飞行器在轨道上运行的周期小，故B错误。飞行器在轨道上从P到Q的过程中，火星对飞行器的万有引力与速度方向的夹角小于90，则万有引力做正功，故C正确。根据变轨原理知，飞行器经过轨道上的Q点时比在轨道上经过Q点时的速率大，故D错误。9多选(2017兰州一中月考)假设地球可视为质量分布均匀的球体。已知地球表面两极处的重力加速度大小为g0，地球的半径为R，地球的自转周期为T，引力常量为G，由此可知()A地球的质量为B地球表面赤道处的重力加速度大小为g0C近地卫星在轨道上运行的加速度大小为g0D地球同步卫星在轨道上运行的加速度大小

9、为 解析：选BCD根据在地球表面两极处万有引力等于重力，则有：Gmg0，解得：M，故A错误；根据向心加速度表达式，则知赤道上物体加速度：a2R，所以地球表面赤道处的重力加速度为g0，故B正确；近地卫星在轨道上运行的加速度a0g0，故C正确；同步卫星所受万有引力等于向心力：Gm(Rh)2ma，解得：a ，故D正确。10.多选(2015天津高考)P1、P2为相距遥远的两颗行星，距各自表面相同高度处各有一颗卫星s1、s2做匀速圆周运动。图中纵坐标表示行星对周围空间各处物体的引力产生的加速度a，横坐标表示物体到行星中心的距离r的平方，两条曲线分别表示P1、P2周围的a与r2的反比关系，它们左端点横坐标

10、相同。则()AP1的平均密度比P2的大BP1的“第一宇宙速度”比P2的小Cs1的向心加速度比s2的大Ds1的公转周期比s2的大解析：选AC由图像左端点横坐标相同可知，P1、P2两行星的半径R相等，对于两行星的近地卫星：Gma，得行星的质量M，由ar2图像可知P1的近地卫星的向心加速度大，所以P1的质量大，平均密度大，选项A正确；根据G得，行星的第一宇宙速度v ，由于P1的质量大，所以P1的第一宇宙速度大，选项B错误；s1、s2的轨道半径相等，由ar2图像可知s1的向心加速度大，选项C正确；根据Gm2r得，卫星的公转周期T2 ，由于P1的质量大，故s1的公转周期小，选项D错误。11多选(2017

11、上饶模拟)太空中进行开采矿产资源项目，必须建立“太空加油站”。假设“太空加油站”正在地球赤道平面内的圆周轨道上运行，其离地球表面的高度为同步卫星离地球表面高度的十分之一，且运行方向与地球自转方向一致。下列说法中正确的是()A“太空加油站”运行的加速度等于其所在高度处的重力加速度B“太空加油站”运行的速度大小等于同步卫星运行速度大小的 倍C站在地球赤道上的人观察到“太空加油站”向东运动D在“太空加油站”工作的宇航员因不受重力而在舱中悬浮或静止解析：选AC根据mgma，知“太空加油站”运行的加速度等于其所在高度处的重力加速度，选项A正确；“太空加油站”绕地球做匀速圆周运动，由地球的万有引力提供向心

12、力，则由，得v ，“太空加油站”距地球表面的高度为同步卫星离地球表面高度的十分之一，但“太空加油站”距地球球心的距离不等于同步卫星距地球球心距离的十分之一，选项B错误；角速度 ，轨道半径越大，角速度越小，同步卫星和地球自转的角速度相同，所以“太空加油站”的角速度大于地球自转的角速度，所以站在地球赤道上的人观察到“太空加油站”向东运动，选项C正确；在“太空加油站”工作的宇航员只受重力作用，处于完全失重状态，靠万有引力提供向心力做圆周运动，选项D错误。12多选假设宇航员登陆火星后，测得火星半径是地球半径的，火星质量是地球质量的。已知地球表面的重力加速度为g，地球的半径为R，宇航员在地面上能向上竖直

13、跳起的最大高度为h，忽略自转的影响，下列说法中正确的是()A火星的密度为 B火星表面的重力加速度为 C火星的第一宇宙速度与地球的第一宇宙速度的比值为 D宇航员在火星上以在地面上竖直起跳的速度起跳后，能达到的最大高度为 h解析：选AD根据，Vr3，可得，故火地，根据GM地gR2，M地R3地，可得地，故火，选项A正确；星球表面的重力加速度为gG，故火星表面的重力加速度为g，选项B错误；根据mgm可得v，火星的第一宇宙速度与地球的第一宇宙速度的比值为 ，选项C错误；根据v22gh2gh，可得，宇航员在火星上起跳后，能达到的最大高度为h，选项D正确。13多选宇宙中存在一些离其他恒星较远的三星系统，通常

14、可忽略其他星体对它们的引力作用，三星质量相同。现已观测到稳定的三星系统存在两种基本的构成形式：一种是三颗星位于同一直线上，两颗星围绕中央星做圆周运动，如图甲所示；另一种是三颗星位于等边三角形的三个顶点上，并沿外接于等边三角形的圆形轨道运行，如图乙所示。设这三个星体的质量均为m，且两种系统中各星间的距离已在图甲、乙中标出，引力常量为G，则下列说法中正确的是()A直线三星系统中星体做圆周运动的线速度大小为 B直线三星系统中星体做圆周运动的周期为4 C三角形三星系统中每颗星做圆周运动的角速度为2 D三角形三星系统中每颗星做圆周运动的加速度大小为 解析：选BD在直线三星系统中，星体做圆周运动的向心力由

15、其他两星对它的万有引力的合力提供，根据万有引力定律和牛顿第二定律，有GGm，解得v ，A项错误；由周期T知直线三星系统中星体做圆周运动的周期为T4 ，B项正确；同理，对三角形三星系统中做圆周运动的星体，有2Gcos 30m2，解得，C项错误；由2Gcos 30ma得a，D项正确。14.(2018届高三九江十校联考)如图所示是位于X星球表面附近的竖直光滑圆弧轨道，宇航员通过实验发现，当小球位于轨道最低点的速度不小于v0时，就能在竖直面内做完整的圆周运动。已知圆弧轨道半径为r，X星球的半径为R，万有引力常量为G，则()A环绕X星球的轨道半径为2R的卫星的周期为BX星球的平均密度为CX星球的第一宇宙

16、速度为v0DX星球的第一宇宙速度为v0解析：选D设X星球表面重力加速度为g，质量为M，小球刚好能做完整的圆周运动，则小球在最高点时，仅由重力提供向心力，根据牛顿第二定律有：mgm，小球从轨道最高点到最低点的过程中，由动能定理有：mg2rmv02mv2，联立两式可得：g，环绕X星球的轨道半径为2R的卫星由万有引力提供向心力，有Gm，又Gmg，解得：T，故A错误；根据Gmg得：M，根据MR3得：，故B错误；X星球的第一宇宙速度为vv0，故C错误，D正确。教师备选题1(2018届高三北京朝阳区摸底)GPS导航系统可以为陆、海、空三大领域提供实时、全天候和全球性的导航服务，它是由周期约为12小时的卫星

17、群组成。则GPS导航卫星与地球同步卫星相比()A地球同步卫星的角速度大B地球同步卫星的轨道半径小CGPS导航卫星的线速度大DGPS导航卫星的向心加速度小解析：选CGPS导航卫星周期小于同步卫星的周期，根据k可知，同步卫星的轨道半径较大，周期较大，角速度较小，A、B错误；根据v ，可知GPS导航卫星的线速度较大，C正确；根据a可知，GPS导航卫星的向心加速度较大，D错误。2过去几千年来，人类对行星的认识与研究仅限于太阳系内，行星“51 peg b”的发现拉开了研究太阳系外行星的序幕，“51 peg b”绕其中心恒星做匀速圆周运动，周期约为4天，轨道半径约为地球绕太阳运动半径的，该中心恒星与太阳的

18、质量比约为()A.B1C5D10解析：选B研究行星绕某一恒星做匀速圆周运动，根据万有引力提供向心力，列出等式为：mr，M，“51 peg b”绕其中心恒星做匀速圆周运动，周期约为4天，轨道半径约为地球绕太阳运动半径的，所以该中心恒星与太阳的质量比约为1。3.多选(2017全国卷)如图，海王星绕太阳沿椭圆轨道运动，P为近日点，Q为远日点，M、N为轨道短轴的两个端点，运行的周期为T0。若只考虑海王星和太阳之间的相互作用，则海王星在从P经M、Q到N的运动过程中()A从P到M所用的时间等于B从Q到N阶段，机械能逐渐变大C从P到Q阶段，速率逐渐变小D从M到N阶段，万有引力对它先做负功后做正功解析：选CD

19、在海王星从P到Q的运动过程中，由于引力与速度的夹角大于90，因此引力做负功，根据动能定理可知，速度越来越小，C项正确；海王星从P到M的时间小于从M到Q的时间，因此从P到M的时间小于，A项错误；由于海王星运动过程中只受到太阳引力作用，引力做功不改变海王星的机械能，即从Q到N的运动过程中海王星的机械能守恒，B项错误；从M到Q的运动过程中引力与速度的夹角大于90，因此引力做负功，从Q到N的过程中，引力与速度的夹角小于90，因此引力做正功，即海王星从M到N的过程中万有引力先做负功后做正功，D项正确。4.(2017黄冈中学模拟)地球赤道上的重力加速度为g，物体在赤道上随地球自转的向心加速度为a，卫星甲、

20、乙、丙在如图所示三个椭圆轨道上绕地球运行，卫星甲和乙的运行轨道在P点相切，以下说法中正确的是()A如果地球自转的角速度突然变为原来的 倍，那么赤道上的物体将会“飘”起来B卫星甲、乙经过P点时的加速度大小相等C卫星甲的周期最小D三个卫星在远地点的速度可能大于第一宇宙速度解析：选B在地球赤道上的物体自转的向心加速度由万有引力的一个分力提供，则有：mgma，当物体飘起来的时候，万有引力完全提供向心力，则此时物体的向心加速度为a：mamgma，即此时的向心加速度aga，由ar2，则2为原来的倍，则A错误；卫星在同一位置其加速度相同，则B正确；根据开普勒第三定律知，椭圆半长轴越小，卫星的周期越小，卫星丙

21、的半长轴最短，故周期最小，则C错误；卫星在远地点做向心运动，其速度要小于第一宇宙速度，则D错误。5(2018届高三菏泽六校联考)假设在赤道平面内有一颗侦察卫星绕地球做匀速圆周运动，某一时刻恰好处在另一颗同步卫星的正下方，已知侦察卫星的轨道半径为同步卫星的四分之一，则有()A同步卫星和侦察卫星的线速度之比为21B同步卫星和侦察卫星的角速度之比为81C再经过 h两颗卫星距离最远D再经过 h两颗卫星距离最远解析：选C两颗卫星都是由万有引力提供向心力，则mmRmR2，可得线速度v ，所以同步卫星和侦察卫星的线速度之比为12，选项A错误；角速度 ，同步卫星和侦察卫星的角速度之比为18，选项B错误；周期T ，可得侦察卫星的周期为3 h。若再经过时间t两颗卫星距离最远，则有t(2n1)(n0,1,2,3，)，即t(n0,1,2,3，)，可得时间t(2n1)h，(n0,1,2,3，)，选项C正确，D错误。