发布时间 : 星期日 文章2020版创新设计教科版高考总复习高中物理配套课件必修2第四章专题突破天体运动中的“三大难点”更新完毕开始阅读b8728dfe4531b90d6c85ec3a87c24028905f8506
答案 B
6.(多选)已知一质量为m的物体静止在北极与静止在赤道对地面的压力差为ΔN,假设地球是质量均匀分布的球体,半径为R,则(地球表面的重力加速度为g)( ) A.地球的自转周期为T＝2πB.地球的自转周期为T＝π
mRΔN mRΔN 1?mg?C.地球同步卫星的轨道半径为?ΔN?3R
??1?mg?D.地球同步卫星的轨道半径为2?ΔN?3R
??
MmMm
解析 物体静止在北极时,有FN1＝GR2,物体静止在赤道时,有GR2－FN2＝4π2
mRT2,根据题意,有FN1－FN2＝ΔN,联立可得T＝2πMm′4π2r
对同步卫星,有Gr2＝m′T2,把T＝2π
mR
ΔN,所以选项A正确,B错误；
mR3GMmR代入可得r＝ΔN,又地球表面的ΔN
1
Mm?mg?重力加速度为g,则mg＝GR2,可得r＝?ΔN?3R,选项C正确,D错误。
??答案 AC
7.如图4所示,a是准备发射的一颗卫星,在地球赤道表面上随地球一起转动,b是地面附近近地轨道上正常运行的卫星,c是地球同步卫星,则下列说法正确的是( )
图4
A.卫星a的向心加速度等于重力加速度g B.卫星c的线速度小于卫星a的线速度
C.卫星b所受的向心力一定大于卫星c的向心力 D.卫星b运行的线速度大小约等于地球第一宇宙速度
GMmGMmGMm
解析 赤道上物体,r2－mg＝man,贴近地面飞行物体R2＝ma2,同步卫星r2v2
＝mr,v＝
GMGMm
,F＝c具有相同的角速度,由v＝rω知vc＞va,向rr2与m有关,a、
选项A、B、C均错误,D正确。 答案 D
8. (多选)导航系统是一种利用人造卫星对物体进行定位测速的工具,目前世界上比较完善的导航系统有美国的GPS系统,中国的北斗系统,欧洲的伽利略导航系统以及俄罗斯的GLONASS系统,其中美国的GPS系统采用的是运行周期为12小时的人造卫星,中国的北斗系统一部分采用了同步卫星,现有一颗北斗同步卫星A和一颗赤道平面上方的GPS卫星B,某时刻两者刚好均处在地面某点C的正上方,如图5所示,下列说法正确的是( )
图5
A.A的速度比B的小
B.若两者质量相等,则发射A需要更多的能量 C.此时刻B处在A、C连线的中点 D.从此时刻起,经过12小时,两者相距最远
v2GMm
解析 利用万有引力定律提供向心力可知r2＝mr,得v＝GMr,即轨道半径越
大,运行速度越小,故A的速度比B的小,选项A正确；若A、B质量相等,则A在发射过程中克服引力做功多,故所需发射速度大,发射A需要更多的能量,选项B正确；由T＝
4π2r3GM知周期与半径呈非线性关系,故B不在A、C连线的中点处,选
项C错误；经过12小时,A运动半周,而B运动一周,两者在地心异侧共线,相距最远,选项D正确。 答案 ABD
综合提能练
9.2017年6月19号,长征三号乙遥二十八火箭发射中星9A卫星过程中出现变故,由于运载火箭的异常,致使卫星没有按照原计划进入预定轨道。经过航天测控人员
的配合和努力,通过多次调整轨道,卫星成功变轨进入同步卫星轨道。假设该卫星某一次变轨如图6所示,卫星从椭圆轨道Ⅰ上的远地点Q改变速度进入地球同步轨道Ⅱ,P点为椭圆轨道的近地点。下列说法正确的是( )
图6
A.卫星在椭圆轨道Ⅰ上运行时,在P点的速度等于在Q点的速度 B.卫星在椭圆轨道Ⅰ上Q点的速度小于在同步轨道Ⅱ上Q点的速度 C.卫星在椭圆轨道Ⅰ上Q点的加速度大于在同步轨道Ⅱ上Q点的加速度 D.卫星耗尽燃料后,在微小阻力的作用下,机械能减小,轨道半径变小,动能变小 解析 卫星在椭圆轨道Ⅰ上运行时,从P点运动到Q点的过程中,万有引力对卫星做负功,卫星动能减小,所以卫星在P点的速度大于在Q点的速度,选项A错误；由于从椭圆轨道Ⅰ上Q点变轨到同步轨道Ⅱ,需要点火加速,所以卫星在椭圆轨道Ⅰ上Q点的速度小于在同步轨道Ⅱ上Q点的速度,选项B正确；因为在同一点Q,根GM
据a＝r2可知加速度相同,选项C错误；由于卫星受微小阻力的作用,阻力做负功,故机械能减小,卫星做向心运动,轨道半径变小,根据v＝GMm
＝2r,动能变大,选项D错误。 答案 B
10.假设有一载人宇宙飞船在距地面高度为4 200 km 的赤道上空绕地球做匀速圆周运动,地球半径约为6 400 km,地球同步卫星距地面高为36 000 km,宇宙飞船和一地球同步卫星绕地球同向运动,每当两者相距最近时,宇宙飞船就向同步卫星发射信号,然后再由同步卫星将信号发送到地面接收站,某时刻两者相距最远,从此刻开始,在一昼夜的时间内,接收站共接收到信号的次数为( ) A.4次
B.6次
C.7次
D.8次
GM12
可知,动能E＝kr2mv
解析 根据圆周运动的规律,分析一昼夜同步卫星与宇宙飞船相距最近的次数,即
为卫星发射信号的次数,也为接收站接收到的信号次数。 GMm4π2
设宇宙飞船的周期为T,由r2＝mT2r, 得T＝2π6 400＋4 2003r3T2
GM, 则242＝(6 400＋36 000),
解得T＝3 h
设两者由相隔最远至第一次相隔最近的时间为t1,有 2π2π12(T－T)t1＝π,解得t1＝7 h
0
再设两者相邻两次相距最近的时间间隔为t2,有 2π2π
(T－T)t2＝2π,
024
解得t2＝7 h
24－t1
由n＝t＝6.5次知,接收站接收信号的次数为7次。
2答案 C
11.(2018·四川绵阳二诊)如图7所示,一颗人造卫星原来在椭圆轨道1上绕地球运动,近地点Q到地心O的距离为a,远地点P到地心O的距离为b,在P点变轨后进入轨道2做匀速圆周运动,已知地球半径为R,地球表面重力加速度为g。则( )
图7
A.卫星在轨道1上运动经过Q点时,速率为B.卫星在轨道1上运动经过P点时,速率大于C.卫星在轨道2上运动经过P点时,速率大于
gR2 agR2b gR2b
gR2
D.卫星在轨道2上运动经过P点时,加速度大小为b2
解析 设地球的质量为M,卫星的质量为m,卫星绕地球的线速度为v,根据卫星绕