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1、高考物理真题专项汇编卷( 2017-2019 ) 知识点 4 ：天体运动 1、金星、地球和火星绕太阳的公转均可视为匀速圆周运动 , 它们的向心加速度大 小分别为 a金、 a地、a火 ,它们沿轨道运行的速率分别为 v金、v地、v火 。已知它们的轨道 半径 R金 R地 R火 ,由此可以判定 ( )A. a金a地a火B. a火a地a金C. v地v火v金D.v火v地v金2、2019 年 5 月 17 日,我国成功发射第 45 颗北斗导航卫星 ,该卫星属于地球静 止轨道卫星(同步卫星) 。该卫星 ( )A. 入轨后可以位于北京正上方B. 入轨后的速度大于第一宇宙速度C. 发射速度大于第二宇宙速度D. 若
2、发射到近地圆轨道所需能量较少A.周期为42r3GMC.角速度为B.动能为GMm2R3 、2018 年 12 月 8 日，肩负着亿万中华儿女探月飞天梦想的嫦娥四号探测器 成功发射，“实现人类航天器首次在月球背面巡视探测，率先在月背刻上了中国 足迹”。已知月球的质量为 M、半径为 R ，探测器的质量为 m，引力常量为 G ， 嫦娥四号探测器围绕月球做半径为的匀速圆周运动时，探测器的( )D.向心加速度为 GRM24 、1970 年成功发射的“东方红一号”是我国第一颗人造地球卫星,该卫星至今仍沿椭圆轨道绕地球运动如图所示 , 设卫星在近地点、远地点的速度分别为v1、v2,近地点到地心的距离为 r ，
3、地球质量为 M ,引力常量为 G 则 ( )GMC. v1 v2,v1r5 、2019 年 5 月, 我国第 45 颗北斗卫星发射成功。已知该卫星轨道距地面的高 度约为 36000km, 是“天宫二号”空间实验室轨道高度的 90 倍左右 ,则( )A. 该卫星的速率比 "天宫二号 "的大B.该卫星的周期比 "天宫二号 "的大C.该卫星的角速度比 "天宫二号 "的大 D.该卫星的向心加速度比 "天宫二号 "的 大6 、2017 年，人类第一次直接探测到来自双中子星合并的引力波。根据科学家 们复原的过程，在两颗中子星合
4、并前约 100s时，它们相距约 400km ，绕二者连线 上的某点每秒转动 12 圈。将两颗中子星都看做是质量均匀分布的球体，由这些 数据、万有引力常量并利用牛顿力学知识， 可以估算出这一时刻两颗中子星 ( )D. 各自的自转角速A. 质量之积B. 质量之和C. 速率之和度7、2018 年 2 月,我国 500m 口径射电望远镜 (天眼 )发现毫秒冲量“ J0318+0253 ” , 其自转周期 T=5.19ms 。假设星体为质量均匀分布的球体 已知万有引力常量为 6.67 10 11N m2 / kg 2 。以周期 T 稳定自转的星体的密度最 小值约为 ( )A. 5 104kg m3B.
5、5 1012 kg m3C. 5 1015 kg m3D. 5 1018 kg m38 、为了探测引力波 , “天琴计划”预计发射地球卫星P ,其轨道半径约为地球半 径的 16 倍;另一地球卫星 Q 的轨道半径约为地球半径的 4 倍。P 与 Q 的周期之 比约为 ( )A. 2:1B. 4:1 C. 8:1 D. 16:19 、我国高分系列卫星的高分辨对地观察能力不断提高 .今年 5 月 9 日发射的“高 分五号”轨道高度约为 705km ,之前已运行的“高分四号”轨道高度约为36000km , 它们都绕地球做圆周运动 .与“高分四号”相比 , 下列物理量中“高分 五号”较小的是 ( )A.周
6、期B.角速度C.线速度D. 向心加速度10 、2018 年2 月2日,我国成功将电磁监测试验卫星“张衡一号”发射升空 , 标志我国成为世界上少数拥有在轨运行高精度地球物理场探测卫星的国家之一。 通过观测可以得到卫星绕地球运动的周期 ,并已知地球的半径和地球表面的重力 加速度。若将卫星绕地球的运动看作是匀速圆周运动 , 且不考虑地球自转的影响 根据以上数据可以计算出卫星的 ( )A.密度B.向心力的大小C.离地高度D. 线速度的大小11 、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
7、王星在从 P 经M、N到N 的运动过程中()A.从 P 到 M 所用的时间等于 T0 /4B. 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答案以及解析1 答案及解析： 答案：A解析：由万有引力提供向心力G Mm2 ma 可知轨道半径越小 ,向心加速度越大 ,故 R2知 A 项正确,B 错误;由GMRm22mv 得 v GM 可知轨道半径越小 ,运行速率越大 , RR故 C、 D 都错误2 答案及解析： 答案：D 解析：由同步卫星的特点和卫星发射到越高的轨道所需的能量越大解答。 由于卫 星为同步卫星 ,所以入轨
8、后一定只能与赤道在同一平面内 ,故 A 错误;由于第一宇 宙速度为卫星绕地球运行的最大速度 ,所以卫星入轨后的速度一定小于第一宇宙 速度 ,故 B 错误;由于第二宇宙速度为卫星脱离地球引力的最小发射速度 ,所以卫 星的发射速度一定小于第二宇宙速度 ,故 C 错误 ;将卫星发射到越高的轨道克服 引力所作的功越大 ,所以发射到近地圆轨道所需能量较小 , 故 D 正确。3 答案及解析：10答案：A解析：由万有引力提供向心力可得 GMm42m 2 rT22mv ma ，可得 r错误；T2r ，故 A 正确；解得 v GM，由于2 rEk1mv2GMmG2Mrm ，故 B解得GrM3 ，故 C 错误；解
9、得 a2 ，故 D 错误 r综上分析，答案为 A.4 答案及解析： 答案：B,动能减小 ,所以 v1 v2 ,解析：“东方红一号”从近地点到远地点万有引力做负功过近地点圆周运动的速度为 v GMr ,由于“东方红一号”在椭圆上运动 , 所以v1, 故 B 正确。解析：由万有引力提供向心力得：24mr 2T2ma，北斗卫星的轨道半径大于“天宫二号”的轨道半径，所以：线速度北斗卫星的小；5 答案及解析： 答案：BMmv22G 2 m mrrr周期北斗卫星大；角速度北斗卫星小；向心加速度北斗卫星的小，故 ACD 错误B 正确；故选： B6 答案及解析： 答案： BC解析：合并前约 100s 时，两中
10、子星绕连线上某点每秒转动 12 圈，则两中子星的周期相等，且均为 T 112s，两中子星的角速度均为 = 2T。两中子星构成了双星模型，假设两中子星的质v1、 v2 ，则有：Gm1m2L12 2 m12 m1m2r1、 G21 L2m2 2r2，又r1 r2 400km ，解得 m1 m22L3G质量之和可求，A 错误，B 正确。又由 v1 r1、 v2r2 ,则 v1v2(r1 r2 )L，速率之和可求，C 正确 . 由题中的条件不能求解出两中子星自转的角速度，D错量分别为 m1、m2 ，轨道半径分别为 r1、r2 ，速率分别为误。7 答案及解析： 答案：C2解析：试题分析 ;在天体中万有引
11、力提供向心力 ,即GRM2m m 2T R,天体的密度公式 M M ,结合这两个公式求解。设脉冲星值量为 M, 密度为 根据天 V 4 R332体运动规律知 : GM2m m 2 R， M M 代入可得 : 5 1015 kg / m3, R2T V 4 R3故 C 正确 ;故选 C8 答案及解析： 答案：C解析：设地球半径为 R ,根据题述 ,地球卫星 P 的轨道半径为 RP 16R ,地球卫星 Q的轨道半径为 RQ 4R ,根据开普勒第三定律TP2R3PTQ2 RQ364 ,所以 P 与 Q 的周期之比为TP :TQ 8:1,故 C 正确。9 答案及解析： 答案：A解析：本题考查人造卫星运
12、动特点 ,意在考查考生的推理能力。 设地球质量为 M 人造卫星质量为 m ,人造卫星做匀速圆周运动时 ,根据万有引力提供向心力有,vGM ,aR2 ,22Mm 2 4 vG 2 mR m 2 R mma, 得 T 2R T R因为“高分四号”的轨道半径比“高分五号”的轨道半径大 ,所以选项 A 正 确 ,BCD 错误。10 答案及解析：答案： CD 解析：卫星做圆周运动的向心力由万有引力提供 ,则有 G Mm 2 m(2)2(R h),无(R h)2T法计算得到卫星的质量 ,更无法确定其密度及向心力大小 ,AB 项错误 ;又 G Mm20 m0g ,联立两式可得 h 3 gR T2 R,C 项
13、正确；由 v 2(R h) ,可计算出卫R4 T星的线速度的大小 ,D 项正确。11 答案及解析：答案： CD解析：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，速率越来越小， C 正确;海王星从 P 到M 所用 的时间小于从 M 到 Q 所用的时间，因此从 P 到M 所用的时间小于 T0 /4,A 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 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 的运动过程中， 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， 万有引力对它先做负功后做正功 .D 正确