高考物理一轮复习天体运动专题检测(带答案)

2021届高考物理一轮复习天体运动专题检测〔带
答案〕
人类行为学意义上的天体运动，应该理解为现代人崇尚回归自然、崇尚返朴归真、崇尚人与自然的和谐共融的一种行为。

以下是2021届高考物理一轮复习天体运动专题检测，请考生及时练习。

1.(2021福建高考)假设有一颗宜居行星，其质量为地球的p 倍，半径为地球的q倍，那么该行星卫星的环绕速度是地球卫星环绕速度的()
A.1倍
B.3倍
C.7倍 D5.倍
2.(2021宜春模拟)2021年3月8日凌晨，从吉隆坡飞往北京的马航MH370航班起飞后与地面失去联络，机上有154名中国人。

之后，中国紧急调动了海洋、风云、高分、遥感等4个型号近10颗卫星为地面搜救行动提供技术支持。

假设高分一号卫星与同步卫星、月球绕地球运行的轨道都是圆，它们在空间的位置示意图如图1所示。

以下有关高分一号的说法正确的选项是 ()
A.其发射速度可能小于7.9 km/s
B.绕地球运行的角速度比月球绕地球运行的大
C.绕地球运行的周期比同步卫星的大
D.在运行轨道上完全失重，重力加速度为0
对点训练：卫星运行参量的分析与比拟
3.(2021浙江高考)长期以来卡戎星(Charon)被认为是冥王星唯一的卫星，它的公转轨道半径r1=19 600 km，公转周期T1=6.39天。

2021年3月，天文学家新发现两颗冥王星的小卫星，其中一颗的公转轨道半径r2=48 000 km，那么它的公转周期T2最接近于()
A.15天
B.25天
C.35天
D.45天
4.(2021赣州模拟)如图2所示，轨道是近地气象卫星轨道，轨道是地球同步卫星轨道，设卫星在轨道和轨道上都绕地心做匀速圆周运动，运行的速度大小分别是v1和v2，加速度大小分别是a1和a2那么()
图2
A.v1v2 a1
B.v1v2 a1a2
C.v1
D.v1a2
5.(多项选择)截止到2021年2月全球定位系统GPS已运行了整整25年，是现代世界的奇迹之一。

GPS全球定位系统有24颗卫星在轨运行，每个卫星的环绕周期为12小时。

GPS 系统的卫星与地球同步卫星相比拟，下面说法正确的选项是()
A.GPS系统的卫星轨道半径是地球同步卫星半径的倍
B.GPS系统的卫星轨道半径是地球同步卫星半径的倍
C.GPS系统的卫星线速度是地球同步卫星线速度的倍
D.GPS系统的卫星线速度是地球同步卫星线速度的倍
6.如图4建筑是厄瓜多尔境内的赤道纪念碑。

设某人造地球卫星在赤道上空飞行，卫星的轨道平面与地球赤道重合，飞行高度低于地球同步卫星。

卫星轨道半径为r，飞行方向与地球的自转方向一样，设地球的自转角速度为0，地球半径为R，地球外表重力加速度为g，某时刻卫星通过这一赤道纪念碑的正上方，该卫星过多长时间再次经过这个位置?() A. 1B.2
C.3
D.5
对点训练：卫星变轨问题分析
7.我国嫦娥一号探月卫星发射后，先在24小时轨道上绕地球运行(即绕地球一圈需要24小时);然后，经过两次变轨依次到达48小时轨道和72小时轨道最后奔向月球。

假如按圆形轨道计算，并忽略卫星质量的变化，那么在每次变轨完成后与变轨前相比()
A.卫星动能增大，引力势能减小
B.卫星动能增大，引力势能增大
C.卫星动能减小，引力势能减小
D.卫星动能减小，引力势能增大
8.(多项选择)(2021全国卷)2021年6月18日，神舟九号飞船与天宫一号目的飞行器在离地面343 km的近圆形轨道上成功进展了我国首次载人空间交会对接。

对接轨道所处的空间存在极其稀薄的大气，以下说法正确的选项是()
A.为实现对接，两者运行速度的大小都应介于第一宇宙速度和第二宇宙速度之间
B.如不加干预，在运行一段时间后，天宫一号的动能可能会增加
C.如不加干预，天宫一号的轨道高度将缓慢降低
D.航天员在天宫一号中处于失重状态，说明航天员不受地球引力作用
9.(多项选择)(2021青岛模拟)我国于2021年12月发射了嫦娥三号卫星，该卫星在距月球外表H处的环月轨道上做匀速圆周运动，其运行的周期为T，随后嫦娥三号在该轨道上A 点采取措施，降至近月点高度为h的椭圆轨道上，如图5所示。

假设以R表示月球的半径，忽略月球自转及地球对卫星的影响。

那么下述判断正确的选项是()
A.月球的质量为
B.月球的第一宇宙速度为
C.嫦娥三号在环月轨道上需加速才能降至椭圆轨道
D.嫦娥三号在图中椭圆轨道上的周期为T
对点训练：宇宙多星系统问题
10.(多项选择)(2021广西三校联考)如图6所示，两颗靠得很近的天体组合为双星，它们以两者连线上的某点为圆心，做匀速圆周运动，以下说法中正确的选项是()
A.它们做圆周运动的角速度大小相等
B.它们做圆周运动的线速度大小相等
C.它们的轨道半径与它们的质量成反比
D.它们的轨道半径与它们的质量的平方成反比
11.(多项选择)(2021聊城模拟)如图7所示，甲、乙、丙是位于同一直线上的离其他恒星较远的三颗恒星，甲、丙围绕乙在半径为R的圆轨道上运行，假设三颗星质量均为M，万有引力常量为G，那么()
A.甲星所受合外力为
B.乙星所受合外力为
C.甲星和丙星的线速度一样
D.甲星和丙星的角速度一样
对点训练：天体运动的综合问题
12.2021年8月11日，天空出现了超级月亮，这是月球运动到了近地点的缘故。

然后月球分开近地点向着远地点而去，超级月亮也与我们渐行渐远。

在月球从近地点到达远地点的过程中，下面说法正确的选项是()
A.月球运动速度越来越大
B.月球的向心加速度越来越大
C.地球对月球的万有引力做正功
D.虽然离地球越来越远，但月球的机械能不变
13.(2021东北三省四市模拟)假设在宇宙中存在这样三个天体A、B、C，它们在一条直线上，天体A离天体B的高度为某值时，天体A和天体B就会以一样的角速度共同绕天体C 运转，且天体A和天体B绕天体C运动的轨道都是圆轨道，如图9所示。

以下说法正确的选项是()
A.天体A做圆周运动的加速度小于天体B做圆周运动的加速度
B.天体A做圆周运动的线速度小于天体B做圆周运动的线速度
C.天体A做圆周运动的向心力大于天体C对它的万有引力
D.天体A做圆周运动的向心力等于天体C对它的万有引力
14.(2021上饶模拟)2021年12月2日1时30分，搭载嫦娥三号探测器的长征三号乙火箭点火升空。

假设为了探测月球，载着登陆舱的探测飞船在以月球中心为圆心，半径为r1的圆轨道上运动，周期为T1，总质量为m1登陆舱随后脱离飞船，变轨到离月球更近的半径为r2的圆轨道上运动，此时登陆舱的质量为m2。

最终在月球外表实现软着陆、无人探测及月夜生存三大创新。

假设以R表示月球的半径，忽略月球自转及地球对卫星的影响。

那么以下有关说法正确的选项是()
A.月球外表的重力加速度g月=
B.月球的第一宇宙速度为
C.登陆舱在半径为r2轨道上的周期T2=T1
D.登陆舱在半径为r1与半径为r2的轨道上的线速度之比为
15.(多项选择)(2021广东高考)如图10所示，飞行器P绕某星球做匀速圆周运动。

星球相对飞行器的张角为。

以下说法正确的选项是()
A.轨道半径越大，周期越长
B.轨道半径越大，速度越大
C.假设测得周期和张角，可得到星球的平均密度
D.假设测得周期和轨道半径，可得到星球的平均密度
1.选C 卫星绕中心天体做圆周运动时，万有引力充当向心力，即G=m，得v= ，可见环绕速度与中心天体质量与半径比值的平方根成正比，题述行星卫星的环绕速度是地球卫星环绕速度的倍，C项正确。

2.选B 在地球上发射卫星的最小速度为7.9 km/s，A错误;由=m2r=mr可得：= ，T= ，高分一号的轨道半径小于同步卫星和月球的轨道半径，因此，高分一号的角速度比月球绕地球运行的大，绕行周期比同步卫星的小，B正确，C错误;卫星在运行轨道上的加速度等于所在处的重力加速度，处于完全失重状态，重力加速度不为零，D错误。

3.选B 由开普勒第三定律可得=，解得T2=T1=6.39
24.5(天)，应选B。

此题也可利用万有引力定律对卡戎星和小卫星分别列方程，联立方程组求解。

4.选B 根据G=m=ma，可知v= ，a=，所以v1v2，a1a2。

选项B正确。

5.选BD 万有引力是卫星围绕地球转动的向心力，G=m()2r，卫星运动的周期T=2，设GPS系统的卫星半径为r1，周期为T1，同步卫星半径为r2，周期为T2，根据周期公式解得==，A错误，B正确;===，C错误，D正确。

6.选D 用表示卫星的角速度，用m、M分别表示卫星及地球的质量，那么有=mr2，在地面上，有G=mg，联立解得=，卫星高度低于同步卫星高度，那么0，用t表示所需时间，那么t-0t=2，所以t==，D正确。

7.选D 变轨过程中，质量变化可忽略不计，由v= ，A、BC 错误，D正确。

8.选BC 此题考察人造地球卫星的运行规律，意在考察考生对万有引力定律的理解和对牛顿第二定律的应用才能。

神舟九号和天宫一号在近地轨道上运行的速度都小于第一宇宙
速度，选项A错误;由于空间存在稀薄气体，假设不对两者干预，其动能将增加，轨道半径减小，选项B、C正确;由于天宫一号做匀速圆周运动，航天员受到的万有引力全部提供其做圆周运动的向心力，处于完全失重状态，选项D错误。

9.选ABD 嫦娥三号卫星在轨道上做匀速圆周运动，由=m(R+H)
可得：月球质量M=，A正确。

由=m可求出月球第一宇宙速度为v= =，B正确;嫦娥三号卫星在环月轨道上需要减速做近心运动，才能降至椭圆轨道上，C错误;由开普勒第三定律可得：=，可得：T=T，D正确。

10.选AC A正确B错误;由=mAA2rA=mBB2rB，C正确D错误。

11.选AD 甲星所受合外力为乙、丙对甲星的万有引力的合力，F甲=+=，A正确;由对称性可知，甲、丙对乙星的万有引力等大反向，乙星所受合力为0，B错误;由于甲、乙位于同一直线上，甲、乙的角速度一样，由v=R可知，甲、乙两星的线速度大小一样，但方向相反，故C错误，D正确。

12.选D 根据开普勒定律，近地点到达远地点过程中，速度逐渐减小，万有引力做负功，A、C错误;因为随着地月之间间隔变大，万有引力减小，向心加速度也变小，B错误;月球运动过程只有万有引力做功，机械能守恒，D正确。

13.选C A、BC运动的轨道都是圆轨道，根据a=2r，v=rA、BA做圆周运动的向心力是由天体B和C对其引力的合力提供的，所以C正确，D。

14.选C 由=mr1，=mg月
可得：g月=，A错误;由=m可得月球第一宇宙速度为v= ，B 错误;由=mr2可得：T2= T1，C正确;由=m得绕行速度v= 故= ，D错误。

15.选AC 由G =m=mr2得：v= ，T=2 ，可知，轨道半径越大，
线速度越小，周期越大，A项正确，B项错误;假设测得周期和轨道半径，由G=mr2可知，可以测得星球的质量，但由于星球的半径未知，因此不能求得星球的平均密度，D项错误;假设测得张角，可求得星球半径R与轨道半径r的比值为=sin ，由G=mr2和=得，=3=，因此C项正确。

2021届高考物理一轮复习天体运动专题检测及答案的全部内容就是这些，希望对考生复习物理有帮助。