2022年高考物理一轮考点跟踪练习15《天体运动与人造卫星》（含详解）

1、2022年高考物理一轮考点跟踪练习15天体运动与人造卫星一 、单选题近年来，人类发射的多枚火星探测器已经相继在火星上着陆，正在进行着激动人心的科学探究，为我们将来登上火星、开发和利用火星资源奠定了坚实的基础。如果火星探测器环绕火星做“近地”匀速圆周运动，并测得该运动的周期为T，则火星的平均密度的表达式为(k为某个常数)( )A.=kT B.= C.=kT2 D.=已知一质量为m的物体静止在北极与赤道对地面的压力差为N，假设地球是质量分布均匀的球体，半径为R。则地球的自转周期为()A.T=2 B.T=2 C.T=2 D.T=2我国即将发射“天宫二号”空间实验室，之后发射“神舟十一号”飞船与“天宫

2、二号”对接。假设“天宫二号”与“神舟十一号”都围绕地球做匀速圆周运动，为了实现飞船与空间实验室的对接，下列措施可行的是()A.使飞船与空间实验室在同一轨道上运行，然后飞船加速追上空间实验室实现对接B.使飞船与空间实验室在同一轨道上运行，然后空间实验室减速等待飞船实现对接C.飞船先在比空间实验室半径小的轨道上加速，加速后飞船逐渐靠近空间实验室，两者速度接近时实现对接D.飞船先在比空间实验室半径小的轨道上减速，减速后飞船逐渐靠近空间实验室，两者速度接近时实现对接据报道，科学家们在距离地球20万光年外发现了首颗系外“宜居”行星。假设该行星质量约为地球质量的6.4倍，半径约为地球半径的2倍。那么，一个

3、在地球表面能举起64 kg物体的人，在这个行星表面能举起的物体的质量约为多少(地球表面重力加速度g=10 m/s2)()A.40 kg B.50 kg C.60 kg D.30 kg火箭发射回收是航天技术的一大进步。如图所示，火箭在返回地面前的某段运动，可看成先匀速后减速的直线运动，最后撞落在地面上。不计火箭质量的变化，则()A.火箭在匀速下降过程中，机械能守恒B.火箭在减速下降过程中，携带的检测仪器处于失重状态C.火箭在减速下降过程中合力做功等于火箭机械能的变化D.火箭着地时，火箭对地的作用力大于自身的重力国务院批复，自2016年起将4月24日设立为“中国航天日”。1970年4月24日我国首

4、次成功发射的人造卫星东方红一号，目前仍然在椭圆轨道上运行，其轨道近地点高度约为440 km，远地点高度约为2 060 km；1984年4月8日成功发射的东方红二号卫星运行在赤道上空35 786 km的地球同步轨道上。设东方红一号在远地点的加速度为a1，东方红二号的加速度为a2，固定在地球赤道上的物体随地球自转的加速度为a3，则a1、a2、a3的大小关系为()A.a2a1a3 B.a3a2a1 C.a3a1a2 D.a1a2a3两颗互不影响的行星P1、P2，各有一颗近地卫星S1、S2绕其做匀速圆周运动。图中纵轴表示行星周围空间某位置的引力加速度a，横轴表示某位置到行星中心距离r平方的倒数，a&#

5、173;关系如图所示，卫星S1、S2的引力加速度大小均为a0。则()A.S1的质量比S2的大B.P1的质量比P2的大C.P1的第一宇宙速度比P2的小D.P1的平均密度比P2的大如图，将一个半径为R、质量为M的均匀大球，沿直径挖去两个半径分别为大球一半的小球，并把其中一个放在球外与大球靠在一起，挖去小球的球心、球外小球球心、大球球心在一条直线上，则大球中剩余部分与球外小球的万有引力大小约为(已知引力常量为G)()A.0.01 B.0.02 C.0.05 D.0.04二 、多选题 (多选)在地球表面以初速度v0竖直向上抛出一个小球，经时间t后回到出发点。假如宇航员登上某个与地球差不多大小的行星表面

6、，仍以初速度v0竖直向上抛出一个小球，经时间4t后回到出发点。则下列说法正确的是()A.这个行星的质量与地球质量之比为12B.这个行星的第一宇宙速度与地球的第一宇宙速度之比为12C.这个行星的密度与地球的密度之比为14D.这个行星的自转周期与地球的自转周期之比为12 (多选)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 (多选

7、)通过观测冥王星的卫星，可以推算出冥王星的质量。假设卫星绕冥王星做匀速圆周运动，除了引力常量外，至少还需要两个物理量才能计算出冥王星的质量。这两个物理量可以是()A.卫星的速度和角速度B.卫星的质量和轨道半径C.卫星的质量和角速度D.卫星的运行周期和轨道半径 (多选)如图所示，a、b两个飞船在同一平面内，在不同轨道绕某行星顺时针做匀速圆周运动。若已知引力常量为G，a、b两飞船距该行星表面高度分别为h1、h2(h1h2)，运行周期分别为T1、T2，则以下说法正确的是()A.飞船a运行速度小于飞船b运行速度B.飞船a加速可能追上飞船bC.利用以上数据可计算出该行星的半径D.利用以上数据可计算出该行

8、星的自转周期2022年高考物理一轮考点跟踪练习15天体运动与人造卫星（含详解）答案解析一 、单选题答案为：D；解析：火星探测器环绕火星做“近地”匀速圆周运动时，G=mR，又M=R3·，可得=，故只有D正确。答案为：A；解析：在北极，物体所受的万有引力F与支持力N大小相等，在赤道处有FN=N=mR2，解得T=2 ，A正确。答案为：C；解析：飞船在同一轨道上加速追赶空间实验室时，速度增大，所需向心力大于万有引力，飞船将做离心运动，不能实现与空间实验室的对接，选项A错误；同理，空间实验室在同一轨道上减速等待飞船时，速度减小，所需向心力小于万有引力，空间实验室做近心运动，也不能实现对接，选项

9、B错误；当飞船在比空间实验室半径小的轨道上加速时，飞船做离心运动，逐渐靠近空间实验室，可实现对接，选项C正确；当飞船在比空间实验室半径小的轨道上减速时，飞船将做近心运动，远离空间实验室，不能实现对接，选项D错误。答案为：A；解析：在地球表面，万有引力等于重力=mg，得g=，因为行星质量约为地球质量的6.4倍，其半径是地球半径的2倍，则行星表面重力加速度是地球表面重力加速度的1.6倍，而人的举力认为是不变的，则人在行星表面所举起的重物质量为：m= kg=40 kg，故A正确。答案为：D；解析：匀速下降过程动能不变，重力势能减少，所以机械能不守恒，选项A错误；减速下降时加速度向上，所以携带的检测仪

10、器处于超重状态，选项B错误；火箭着地时，火箭对地的作用力大于自身的重力，选项D正确；合外力做功等于动能改变量，选项C错误。答案为：D；解析：卫星围绕地球运行时，万有引力提供向心力，对于东方红一号，在远地点时有G=m1a1，即a1=，对于东方红二号，有G=m2a2，即a2=，由于h2h1，故a1a2，东方红二号卫星与地球自转的角速度相等，由于东方红二号做圆周运动的轨道半径大于地球赤道上物体做圆周运动的半径，根据a=2r，故a2a3，所以a1a2a3，选项D正确，选项A、B、C错误。答案为：B；解析：万有引力充当向心力，故有G=ma，解得a=GM，故图像的斜率k=GM，因为G是恒量，M表示行星的质

11、量，所以斜率越大，行星的质量越大，故P1的质量比P2的大，由于计算过程中，卫星的质量可以约去，所以无法判断卫星质量关系，A错误，B正确；因为两个卫星是近地卫星，所以其运行轨道半径可认为等于行星半径，根据第一宇宙速度公式v=可得v=，从题图中可以看出，当两者加速度都为a0时，P2半径要比P1小，故P1的第一宇宙速度比P2的大，C错误；星球的密度=，故星球的半径越大，密度越小，所以P1的平均密度比P2的小，D错误。答案为：D；解析：由题意知，所挖出小球的半径为，质量为，则未挖出小球前大球对球外小球的万有引力大小为F=G=，将所挖出的其中一个小球填在原位置，则填入左侧原位置小球对球外小球的万有引力为

12、F1=G=，填入右侧原位置小球对球外小球的万有引力为F2=G=，大球中剩余部分对球外小球的万有引力大小为F3=FF1F20.04，D选项正确。二 、多选题答案为：BC；解析：行星表面与地球表面的重力加速度之比为 =，行星质量与地球质量之比为=，故A错误；这个行星的第一宇宙速度与地球的第一宇宙速度之比为 =，故B正确；这个行星的密度与地球的密度之比为 =，故C正确；无法求出这个行星的自转周期与地球的自转周期之比，故D错误。答案为：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。答案为：AD；根据线速度和角速度可以求出半径r=，根据万有引力提供向心力，则有=m，整理可得M=，故选项A正确；由于卫星的质量m可约掉，故选项B、C错误；若知道卫星的运行周期和轨道半径，则由=m2r，整理得