2019版高考物理(沪科版)练习：第四章 第5讲 天体运动与人造卫星 Word版含解析

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[基础题组]

一、单项选择题

1．牛顿时代的科学家们围绕引力的研究，经历了大量曲折顽强而又闪烁智慧的科学实践．在万有引力定律的发现历程中，下列叙述不符合史实的是() A．开普勒研究了第谷的行星观测记录，得出了开普勒行星运动定律

B．牛顿将行星与太阳、地球与月球、地球与地面物体之间的引力规律推广到宇宙中的一切物体，得出了万有引力定律

C．卡文迪许首次在实验室中比较准确地得出了引力常量G的数值

D．根据天王星的观测资料，哈雷利用万有引力定律计算出了海王星的轨道

解析：开普勒研究了第谷的行星观测记录，得出了开普勒行星运动定律，选项A 正确；牛顿将行星与太阳、地球与月球、地球与地面物体之间的引力规律推广到宇宙中的一切物体，得出了万有引力定律，选项B正确；卡文迪许首次在实验室中比较准确地得出了引力常量G的数值，选项C正确；英国人亚当斯和法国人勒维耶根据万有引力推测出“新”行星的轨道和位置，柏林天文台年轻的天文学家伽勒和他的助手根据勒维耶计算出来的“新”行星的位置，发现了海王星，故D错误．

答案：D

2．若有一颗“宜居”行星，其质量为地球的p倍，半径为地球的q倍，则该行星卫星的环绕速度是地球卫星环绕速度的()

A.pq倍

B.q

p倍 C.

p

q倍 D.pq

3倍

解析：对于中心天体的卫星，G Mm

R2＝m

v2

R

，v＝GM

R

，设该行星卫星的环绕速

度为v′，地球卫星的环绕速度为v，则v′v＝M′

M·R

R′＝p

q

，C正确．

答案：C

3.如图，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r 1、r 2，线速度大小分别为v 1、v 2，则( ) A.v 1v 2

＝r 2

r 1

B.v 1v 2

＝

r 1r 2

C.v 1v 2＝(r 2

r 1)2 D ．v 1v 2＝(r 1r 2

)2

解析：万有引力提供卫星绕地球做匀速圆周运动的向心力，有G Mm

r 2＝m v 2r ，所以v ＝

GM r ，v 1v 2＝

r 2

r 1，A 项正确．

答案：A

4．(2018·山西五校四联)天文学家将相距较近、仅在彼此的引力作用下运行的两颗恒星称为双星．若某双星的质量分别为M 、m ，间距为L ，双星各自围绕其连线上的某点O 做匀速圆周运动，其角速度分别为ω1、ω2，质量为M 的恒星轨道半径为R ，已知引力常量为G ，则描述该双星运动的上述物理量满足( ) A ．ω1＜ω2

B ．ω1＞ω2

C ．GM ＝ω22(L －R )L 2

D ．Gm ＝ω21R 3

解析：双星系统中两颗星的角速度相同，ω1＝ω2，则A 、B 项错误．由GMm L 2＝mω2

2(L －R )，得GM ＝ω2

2(L －R )L 2，C

项正确．由GMm L 2＝Mω21R ，得Gm ＝ω21RL 2

，D

项错误． 答案：C

5．(2018·河北石家庄模拟)2016年10月19日凌晨，神

舟十一号飞船与天宫二号对接成功．两者对接后一起绕地球运行的轨道可视为圆轨道，运行周期为T ，已知地球半径为R ，对接体距地面的高度为kR ，地球表面的重力加速度为g ，引力常量为G .下列说法正确的是( ) A ．对接后，飞船的线速度大小为2πkR T B ．对接后，飞船的加速度大小为

g

(1＋k )2

C ．地球的密度为3π(1＋k )2

GT 2

D ．对接前，飞船通过自身减速使轨道半径变大靠近天宫二号实现对接 解析：对接前，飞船通过自身加速使轨道半径变大靠近天宫二号实现对接，D 错误．对接后，飞船的轨道半径为kR ＋R ，线速度大小v ＝2π(k ＋1)R

T ，A 错误．由

GMm (k ＋1)2R 2＝ma 及GM ＝gR 2

得a ＝g (1＋k )2，B 正确．由GMm (k ＋1)2R 2＝m (2πT )2(k ＋1)R 及M ＝ρ×43πR 3

得ρ＝3π(1＋k )3

GT 2，C 错误． 答案：B 二、多项选择题

6．(2017·高考江苏卷)“天舟一号”货运飞船于2017年4月20日在文昌航天发射中心成功发射升空．与“天宫二号”空间实验室对接前，“天舟一号”在距地面约380 km 的圆轨道上飞行，则其( ) A ．角速度小于地球自转角速度 B ．线速度小于第一宇宙速度 C ．周期小于地球自转周期

D ．向心加速度小于地面的重力加速度

解析：由GMm (R ＋h )2

＝m (R ＋h )4π2T 2知，周期T 与轨道半径的关系为(R ＋h )3

T 2＝k (恒量)，同步卫星的周期与地球的自转周期相同，但同步卫星的轨道半径大于“天舟一号”的轨道半径，则“天舟一号”的周期小于同步卫星的周期，也就小于地球的自转周期，C 对．由ω＝2π

T 知，“天舟一号”的角速度大于地球自转的角速度，A 错．由GMm

(R ＋h )2＝m v 2R ＋h

知，线速度v ＝

GM

R ＋h

，而第一宇宙速度v ′＝GM R ，

则v ＜v ′，B 对．设“天舟一号”的向心加速度为a ，则ma ＝

GMm

(R ＋h )

2

，而mg