2019届高三物理一轮复习课时规范练14天体运动中的“四大难点”
7页1、课时规范练课时规范练 14 天体运动中的天体运动中的“四大难点四大难点” 课时规范练第课时规范练第 26 页页 基础巩固组基础巩固组 1.(近地卫星、赤道上物体及同步卫星的运行问题)(2017南通模拟)北斗卫星导航系统(BDS) 是中国自行研制的全球卫星导航系统,包括 5 颗静止轨道卫星和 30 颗非静止轨道卫星,具有 定位、导航、授时等功能,如图所示,A、B 为“北斗”系统中的两颗工作卫星,其中卫星 A 是静 止轨道卫星,C 是地球赤道上某点,已知地球表面处的重力加速度为 g,不计卫星的相互作用力,以 下判断中正确的是( ) A.A、B、C 三者的线速度大小关系为 vCvBvA B.A、B、C 三者的周期大小关系为 TA=TCTB C.A、B、C 三者的向心加速度大小关系为 aArB,所以 TATB,所以有 TA=TCTB,对卫星 A、B:根 据 v=,因为 rArB,所以 vArB,所以 aAaC,因为赤道上的物体随地球自转所需的 向心力很小,远小于重力,即 maCmg,即 aCg,所以 aCaAaBg,故 C 错误,D 错误。 2.(近地卫星、赤道上物体及同步卫星的运行问题)(2
2、018湖南长郡中学月考)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 处于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,各卫星排列位置如图,则有( ) A.a 的向心加速度等于重力加速度 g B.c 在 4 h 内转过的圆心角是 C.b 在相同时间内转过的弧长最长 D.d 的运动周期有可能是 20 h 答案 C 解析地球同步卫星的周期必须与地球自转周期相同,角速度相同,则知 a 与 c 的角速度相同, 根据 a=2r 知,c 的向心加速度大。 由 G=ma,得 a=G,卫星的轨道半径越大,向心加速度越小,则同步卫星 c 的向心加 速度小于 b 的向心加速度,而 b 的向心加速度约为 g,故知 a 的向心加速度小于重力加速度 g, 故 A 错误; c 是地球同步卫星,周期是 24 h,则 c 在 4 h 内转过的圆心角是2= ,故 B 错误; G=m,解得 v=,可知,卫星的轨道半径越大,速度越小,所以 b 的速度最大,在相 同时间内转过的弧长最长,故 C 正确; 由开普勒第三定律=k 知,卫星的轨道半径越大,周期越大,所以
3、d 的运动周期大于 c 的 周期 24 h,故 D 错误。 3.(多选)(卫星变轨问题分析)在早期的反卫星试验中,攻击拦截方式之一是快速上升式攻击, 即“拦截器”被送入与“目标卫星”轨道平面相同而高度较低的追赶轨道,然后通过机动飞行快 速上升接近目标将“目标卫星”摧毁。图为追赶过程轨道示意图。下列叙述正确的是( ) A.图中 A 是“目标卫星”,B 是“拦截器” B.“拦截器”和“目标卫星”的绕行方向为图中的顺时针方向 C.“拦截器”在上升的过程中重力势能会增大 D.“拦截器”的加速度比“目标卫星”的加速度小 答案 BC 解析拦截卫星的高度要比目标卫星的高度低,所以 A 是“拦截器”,B 是“目标卫星”,A 错误;由 于“拦截器”轨道低,速度大,应落后于“目标卫星”,绕行方向应为图中的顺时针方向,B 正确;“拦 截器”在上升过程中要克服重力做功,所以重力势能增大,C 正确;根据公式 a=可知“拦截 器”的加速度比“目标卫星”的加速度大,D 错误。 4.发射地球同步通信卫星的基本方法是先用火箭将卫星送入一近地椭圆轨道 a 运行,然后开 动星载火箭变轨,将其送入与地球自转同步的轨道 b,变
4、轨点选在轨道 a 与轨道 b 内切的 Q 点,如 图所示。下列说法正确的是( ) A.卫星在变轨后通过 Q 点的加速度大于变轨前通过 Q 点的加速度 B.卫星变轨后在 Q 点的机械能比变轨前的大 C.卫星在轨道 b 运行速度小于在轨道 a 运行时的最小速度 D.卫星在 Q 点变轨时星载火箭喷射气体的方向与卫星线速度方向相同导学号 06400301 答案 B 解析卫星受地球的万有引力就是卫星的合力。根据牛顿第二定律得 a=,M 为地球质量,r 为卫星到地球中心的距离,所以卫星在“同步轨道”与在“转移轨道”的远地点相比,加速度不变, 故 A 错误。在椭圆轨道远地点实施变轨成圆轨道是做逐渐远离圆心的运动,要实现这个运动 必须万有引力小于卫星所需向心力,所以应给卫星加速,增加所需的向心力。即卫星在“同步 轨道”与在“转移轨道”的远地点相比速度变大,卫星在“同步轨道”与在“转移轨道”的远地点相 比重力势能不变,动能较大,所以机械能较大,故 B 正确。在椭圆轨道上,卫星在 Q 点速度最小,卫 星在轨道 b 运行速度大于在轨道 a 上 Q 点速度,故 C 错误。卫星在 Q 点变轨时星载火箭喷 射气体
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