2021新高物理大一轮专题复习《天体运动和人造卫星》能力提升训练（Word版附答案）

天体运动与人造卫星

一、单项选择题

1.已知地球的质量约为火星质量的10倍,地球的半径约为火星半径的2倍,则航天器在火星表面附近绕火星做匀速圆周运动的速率约为( ) A.3.5 km/s B.5.0 km/s C.17.7 km/s D.35.2 km/s

2.有a、b、c、d四颗卫星,a还未发射,在地球赤道上随地球一起转动,b在地面附近近地轨道上正常运动,c是地球同步卫星,d是高空探测卫星。设地球自转周期为24 h,所有卫星的运动均视为匀速圆周运动,各卫星排列位置如图所示。则下列关于卫星的说法中正确的是( )

A.a的向心加速度等于重力加速度g B.c在4 h内转过的圆心角为6

C.b在相同的时间内转过的弧长最长 D.d的运动周期可能是23 h

3.某颗北斗导航卫星属于地球静止轨道卫星(即卫星相对于地面静止)。则此卫星的( )

π

A.线速度大于第一宇宙速度 B.周期小于同步卫星的周期

C.角速度大于月球绕地球运行的角速度 D.向心加速度大于地面的重力加速度

4.一人造地球卫星绕地球做匀速圆周运动,假如该卫星变轨后仍做匀速圆周运动,动能减小为原来的4,不考虑卫星质量的变化,则变轨前、后卫星的( )

A.向心加速度大小之比为4∶1 B.角速度大小之比为2∶1 C.周期之比为1∶8

D.轨道半径之比为1∶2

5.人类梦想能找到其他适宜人类生存的星球,科学家发现太阳系外某个恒星质量是太阳的2倍,有多颗行星绕该恒星运动,其中一颗行星表面温度在0 ℃到40 ℃之间,其质量是地球的8倍,直径是地球的2倍,公转周期与地球相同。设该行星与地球均可视为质量分布均匀的球体,并绕其中心天体做匀速圆周运动,下列说法正确的是( )

1

A.该行星表面重力加速度大小与地球表面相同

B.该行星卫星的最小周期是在地球上的2倍

C.在该行星上发射卫星的第一宇宙速度是地球上的2倍

D.该行星绕恒星运动的轨道半径与地球绕太阳运动的轨道半径相等

6.右图为航天飞机飞行示意图,关闭动力的航天飞机在月球引力作用下经椭圆轨道向月球靠近,并将与空间站在B处对接。已知空间站绕月球做匀速圆周运动,轨道半径为r,周期为T,引力常量为G,则下列说法正确的是( )

A.图中航天飞机在靠近B处的过程中,月球引力做负功 B.航天飞机在B处由椭圆轨道可直接进入空间站轨道

C.航天飞机经过B处时的加速度与空间站经过B处时的加速度不相等 D.根据题中条件可以算出月球质量 二、多项选择题

7.长征七号将遨龙一号空间碎片主动清理器送入轨道,遨龙一号可进行主动变轨,捕获绕地球运动的空间碎片,若遨龙一号要捕获更高轨道的空间碎片,则遨龙一号( ) A.需从空间碎片后方加速 B.需从空间碎片前方减速 C.变轨时的机械能不变

D.沿空间碎片轨道运动过程中,捕获空间碎片后其加速度不变

8.随着世界航空事业的发展,深空探测已逐渐成为各国关注的热点。假设深空中有一颗星球,其质量是地球质量的2倍,半径是地球半径的2,则下列判断正确的是( ) A.该星球的同步卫星周期一定小于地球同步卫星的周期

B.某物体在该星球表面所受的重力是在地球表面所受重力的8倍

C.该星球上第一宇宙速度是地球上第一宇宙速度的2倍

D.绕该星球的卫星和以相同轨道半径绕地球的人造卫星具有相同的运行速度

1

9.“轨道康复者”是垃圾卫星的救星,被称为“太空110”,它可在太空中给垃圾卫星补充能源,延长卫星的使用寿命,假设“轨道康复者”的轨道半径为地球同步卫星轨道半径的5,其运动方向与地球自转方向一致,轨道平面与地球赤道平面重合,下列说法正确的是( ) A.“轨道康复者”的加速度是地球同步卫星加速度的25倍 B.“轨道康复者”的速度是地球同步卫星速度的√5倍 C.站在赤道上的人观察到“轨道康复者”向西运动

D.“轨道康复者”可在高轨道上加速,以实现对低轨道上卫星的拯救

10.下图为嫦娥三号登月飞行的轨迹示意图,M点为环地球运行椭圆轨道的近地点,N点为环月球运行椭圆轨道的近月点,a为环月球运行的圆轨道,b为环月球运行的椭圆轨道。下列说法正确的是( )

1

A.嫦娥三号在环地球轨道上的运行速度大于11.2 km/s B.嫦娥三号在M点进入地月转移轨道时应点火加速

C.设嫦娥三号在圆轨道a上经过N点时的加速度为a1,在椭圆轨道b上经过N点时的加速度为a2,则a1>a2

D.嫦娥三号在圆轨道a上的机械能小于在椭圆轨道b上的机械能 三、非选择题

11.天宫二号在距地面h高度处绕地球做匀速圆周运动。已知地球质量为m地,半径为r,引力常量为G。

(1)求天宫二号在轨运行线速度v的大小。

(2)求天宫二号在轨运行周期T。

(3)若天宫二号在轨运行周期T=90 min,在赤道上空由西向东运动。请结合计算,分析说明天宫二号中的航天员在24 h之内大约能看到几次日出。

12.火星是太阳系中与地球最为类似的行星。若火星可视为均匀球体,火星表面的重力加速度为g,半径为r,自转周期为T,引力常量为G。求: (1)火星的平均密度ρ;

(2)绕火星运行的同步卫星距火星表面的高度h。

参考答案

一、单项选择题

1.已知地球的质量约为火星质量的10倍,地球的半径约为火星半径的2倍,则航天器在火星表面附近绕火星做匀速圆周运动的速率约为( ) A.3.5 km/s B.5.0 km/s C.17.7 km/s D.35.2 km/s 答案:A

2.有a、b、c、d四颗卫星,a还未发射,在地球赤道上随地球一起转动,b在地面附近近地轨道上正常运动,c是地球同步卫星,d是高空探测卫星。设地球自转周期为24 h,所有卫星的运动均视为匀速圆周运动,各卫星排列位置如图所示。则下列关于卫星的说法中正确的是( )

A.a的向心加速度等于重力加速度g B.c在4 h内转过的圆心角为6

C.b在相同的时间内转过的弧长最长 D.d的运动周期可能是23 h 答案:C

3.某颗北斗导航卫星属于地球静止轨道卫星(即卫星相对于地面静止)。则此卫星的( )

π

A.线速度大于第一宇宙速度 B.周期小于同步卫星的周期

C.角速度大于月球绕地球运行的角速度