2025届高考物理一轮复习第5章万有引力与航天第2讲天体运动与人造卫星练习含答案

这是一份2025届高考物理一轮复习第5章万有引力与航天第2讲天体运动与人造卫星练习含答案，共8页。试卷主要包含了9 km/s等内容，欢迎下载使用。
题组一 天体运行参量的分析
1.(2022广东卷)祝融号火星车需要“休眠”以度过火星寒冷的冬季。假设火星和地球的冬季是各自公转周期的四分之一,且火星的冬季时长约为地球的1.88倍。火星和地球绕太阳的公转均可视为匀速圆周运动。下列关于火星、地球公转的说法正确的是( )
A.火星公转的线速度比地球的大
B.火星公转的角速度比地球的大
C.火星公转的半径比地球的小
D.火星公转的加速度比地球的小
2.(2024广东佛山模拟)中国空间站轨道高度为400~450 km,地球半径约为6 370 km。当航天员出舱在空间站舱外作业时,其所受地球的引力大约是他在地面所受地球引力的( )
A.B.C.D.
3.如图所示,若A、B两颗卫星均沿图示方向绕地球做匀速圆周运动,角速度大小分别为ωA、ωB。下列判断正确的是( )
A.A、B的轨道半径之比
B.A、B的线速度大小之比
C.A、B的向心加速度大小之比
D.A、B受到地球的万有引力大小之比
题组二 宇宙速度
4.(2022天津卷)2022年3月,中国空间站“天宫课堂”再次开讲,授课期间利用了我国的中继卫星系统进行信号传输,天地通信始终高效稳定。已知空间站在距离地面400 km左右的轨道上运行,其运动视为匀速圆周运动,中继卫星系统中某卫星是距离地面36 000 km左右的地球静止轨道卫星,则该卫星( )
A.授课期间经过天津正上空
B.加速度大于空间站的加速度
C.运行周期大于空间站的运行周期
D.运行速度大于地球的第一宇宙速度
5.(2023北京卷)2022年10月9日,我国综合性太阳探测卫星“夸父一号”成功发射,实现了对太阳探测的跨越式突破。“夸父一号”卫星绕地球做匀速圆周运动,距地面高度约为720 km,运行一圈所用时间约为100 min。如图所示,为了随时跟踪和观测太阳的活动,“夸父一号”在随地球绕太阳公转的过程中,需要其轨道平面始终与太阳保持固定的取向,使太阳光能照射到“夸父一号”,下列说法正确的是( )
A.“夸父一号”的运行轨道平面平均每天转动的角度约为1°
B.“夸父一号”绕地球做圆周运动的速度大于7.9 km/s
C.“夸父一号”绕地球做圆周运动的向心加速度大于地球表面的重力加速度
D.由题干信息,根据开普勒第三定律,可求出日地间平均距离
6.(2024广东深圳高级中学模拟)有a、b、c、d四颗地球卫星,a还未发射,在地球赤道上随地球表面一起转动,b在地面附近的近地轨道上做圆周运动,c是地球同步卫星,d是高空探测卫星,各卫星排列位置如图所示,则有( )
A.a的向心加速度等于g
B.在相同时间内b转过的弧长最长
C.a的线速度等于b的线速度
D.d的运动周期可能是21 h
题组三 同步卫星、近地卫星和赤道上的物体比较
7.(2024辽宁大连模拟)如图所示,若两颗人造卫星a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,角速度分别为ω1、ω2,周期分别为T1、T2,向心加速度大小分别为a1、a2。则( )
A.B.
C.D.
8.在地球赤道某处有一天文观测站,观测站一名观测员一次偶然机会发现一颗人造卫星从观测站的正上方掠过,然后他就对这颗卫星进行跟踪,发现这颗卫星每两天恰好有四次从观测站的正上方掠过。若地球自转周期为T,假设卫星做匀速圆周运动且运行方向与地球自转方向相同,地球半径为R,地球表面加速度为g,则下列判断正确的是( )
A.卫星周期为T
B.卫星轨道半径为
C.卫星运行速度小于地球同步卫星速度
D.卫星加速度小于地球赤道上的物体随地球自转的向心加速度
综合提升练
9.(2024广东汕头模拟)2023年4月11日至12日,“夸父一号”卫星观测数据向国内外试开放,这有助于国内外太阳物理学家广泛使用“夸父一号”卫星观测数据开展太阳物理前沿研究。该卫星是我国2022年10月发射升空的,它绕地球的运动可看成匀速圆周运动,距离地球表面约720 km,运行周期约99 min,下列说法正确的是( )
A.“夸父一号”有可能静止在汕头市的正上方
B.若已知引力常量,利用题中数据可以估算出太阳的质量
C.“夸父一号”的发射速度大于第二宇宙速度
D.“夸父一号”的角速度大于地球自转的角速度
10.(2023辽宁锦州模拟)如图所示,a为放在赤道上相对地球静止的物体,随地球自转做匀速圆周运动,b为沿地球表面附近做匀速圆周运动的人造卫星(轨道半径约等于地球半径),c为地球的同步卫星。下列关于a、b、c的说法正确的是( )
A.b卫星转动线速度大于7.9 km/s
B.a、b、c做匀速圆周运动的向心加速度大小关系为ab>ac>aa
C.a、b、c做匀速圆周运动的周期关系为Ta=Tcra,所以ac>aa,对于b、c有G=ma,得a=,由于rc>rb,可知ab>ac,综上得ab>ac>aa,故B正确;由题知Ta=Tc,对于b、c有G=mr,得T=2π,由于rc>rb,可知Tc>Tb,综上得Ta=Tc>Tb,故C错误;由于不知道b、c卫星的质量,所以无法判断它们机械能的大小,故D错误。
11.BD 解析 设火星的质量为m0,天问一号的质量为m,当天问一号绕火星表面运行时,有G=m,可得m0=,A错误;又因为ρ=,V=,解得火星的密度ρ=,B正确;根据牛顿第二定律得mg=m,火星表面的重力加速度g=,C错误;设停泊轨道的半长轴为a,由开普勒第三定律有,又因为T'=,解得a=,D正确。
12.答案 (1) (2)
解析 (1)由题意可知星球表面重力加速度为g=,由万有引力定律知mg=m
解得v1=。
(2)由星球表面万有引力等于物体重力知=mg,又Ep=-G,解得Ep=-,由机械能守恒定律有=0,解得v2=。