2021高考物理新高考版一轮习题：第四章+微专题31+中心天体——环绕天体模型+Word版含解析

1．“中心天体—环绕天体模型”的核心是做圆周运动的“环绕天体”所需的向心力由“中心

天体”对它的万有引力提供，有G Mm r 2＝mr 4π2T 2、G Mm r 2＝m v 2r

等方程．可得中心天体质量M ＝4π2r 3

GT 2环绕天体在轨运行速度v ＝ GM r

等(其中r 为环绕天体轨道半径)． 2．在赤道上随地球自转的物体不是卫星，它随地球自转所需向心力由万有引力和地面支持力的合力提供．

1．(2019·湖北天门、仙桃等八市第二次联考)2018年12月27日，北斗三号基本系统已完成建设，开始提供全球服务．其导航系统中部分卫星运动轨道如图1所示：a 为低轨道极地卫星，b 为地球同步卫星，c 为倾斜轨道卫星，其轨道平面与赤道平面有一定的夹角，周期与地球自转周期相同．下列说法正确的是( )

图1

A ．卫星a 的线速度比卫星c 的线速度小

B ．卫星b 的向心加速度比卫星c 的向心加速度大

C ．卫星b 和卫星c 的线速度大小相等

D ．卫星a 的机械能一定比卫星b 的机械能大

2．(2019·山东省实验中学第二次模拟)如图2所示，a 为放在地球表面赤道上随地球一起转动的物体，b 、c 、d 为在圆轨道上运行的卫星，轨道平面均在地球赤道面上，其中b 是近地卫星，c 是地球同步卫星．若a 、b 、c 、d 的质量相同，地球表面附近的重力加速度为g ，则下列说法中正确的是( )

图2

A ．b 卫星转动的线速度大于7.9 km/s

B ．a 、b 、c 、d 的周期大小关系为T a

C ．a 和b 的向心加速度都等于重力加速度g

D．在b、c、d中，b的动能最大，d的机械能最大

3．(2020·贵州安顺市质量监测)如图3所示，A为放在地球表面赤道上的物体，B为一轨道在赤道平面内的实验卫星，C为在赤道上空的地球同步卫星，地球同步卫星C和实验卫星B的轨道半径之比为3∶1，两卫星的环绕方向相同，那么关于A、B、C的说法正确的是()

图3

A．B、C两颗卫星所受地球万有引力之比为1∶9

B．B卫星的公转角速度大于地面上随地球自转物体A的角速度

C．同一物体在B卫星中对支持物的压力比在C卫星中小

D．B卫星中的宇航员一天内可看到9次日出．

4．(2019·安徽安庆市下学期第二次模拟)2019年1月3日10时26分，嫦娥四号探测器成功着陆在月球背面南极－艾特肯盆地的预选着陆区．存在“月球背面”是因为月球绕地球公转的同时又有自转，使得月球在绕地球公转的过程中始终以同一面朝向地球．根据所学物理知识，判断下列说法中正确的是()

A．月球绕地球公转的周期等于地球自转的周期

B．月球绕地球公转的周期等于月球自转的周期

C．月球绕地球公转的线速度大于地球的第一宇宙速度

D．月球绕地球公转的角速度大于地球同步卫星绕地球运动的角速度

5．(2019·湖北“荆、荆、襄、宜四地七校考试联盟”期末)宇宙中某一质量为M、半径为R 的星球，有三颗卫星A、B、C在同一平面上沿逆时针方向做匀速圆周运动，其位置关系如图4所示．其中A到该星球表面的高度为h，已知引力常量为G，则下列说法正确的是()

图4

A．卫星A的公转周期为2π

h3 GM

B．卫星C加速后可以追到卫星B

C．三颗卫星的线速度大小关系为v A>v B＝v C

D．三颗卫星的向心加速度大小关系为a A

6．(2020·安徽合肥市调研)2018年7月27日，发生了“火星冲日”现象，火星运行至距离地球最近的位置．火星冲日是指火星、地球和太阳几乎排列成一条直线，地球位于太阳与火星

之间，此时火星被太阳照亮的一面完全朝向地球，所以明亮易于观察．地球和火星绕太阳公转的方向相同，轨道都近似为圆，火星公转轨道半径为地球的1.5倍，则下列说法正确的是()

A．地球与火星的公转角速度大小之比为2∶3

B．地球与火星的公转线速度大小之比为3∶2

C．地球与火星的公转周期之比为22∶3 3

D．地球与火星的向心加速度大小之比为33∶2 2

7．(多选)(2019·陕西汉中市第二次教学质检)图5甲所示的“轨道康复者”航天器可在太空中给“垃圾”卫星补充能源，延长卫星的使用寿命．图乙是“轨道康复者”在某次拯救一颗地球同步卫星前，二者在同一平面内沿相同绕行方向绕地球做匀速圆周运动的示意图，此时二者的连线通过地心、轨道半径之比为1∶4.若不考虑卫星与“轨道康复者”之间的引力，则下列说法正确的是()

图5

A．站在赤道上的人观察到“轨道康复者”向西运动

B．在图示轨道上，“轨道康复者”的加速度大小是地球同步卫星的16倍

C．在图示轨道上，地球同步卫星的机械能大于“轨道康复者”的机械能

D．若要对该同步卫星实施拯救，“轨道康复者”应从图示轨道上加速，然后与同步卫星对接8．(多选)(2019·江西南昌市第二次模拟)用石墨烯制作超级缆绳，人类搭建“太空电梯”的梦想有望在本世纪实现．科学家们设想，通过地球同步轨道站向地面垂下一条缆绳至赤道基站，电梯仓沿着这条缆绳运行实现外太空和地球之间便捷的物资交换，如图6所示．下列有关电梯仓的说法正确的是()

图6

A．电梯仓停在地球同步轨道站，缆绳对它有作用力

B．电梯仓停在地球同步轨道站，缆绳对它无作用力

C．电梯仓停在中间位置，缆绳对它有沿绳指向地心的作用力

D．电梯仓停在中间位置，缆绳对它有沿绳背向地心的作用力

9．(多选)(2020·安徽芜湖市模拟)假设宇宙中有两颗相距足够远的行星A和B，半径分别为R A 和R B.两颗卫星各自环绕行星运行周期的平方与轨道半径的三次方的关系如图7所示，两颗卫星环绕相应行星表面运行的周期都为T0.则()

图7

A．行星A的质量大于行星B的质量

B．行星A的密度小于行星B的密度

C．行星A的第一宇宙速度等于行星B的第一宇宙速度

D．当两行星的卫星轨道半径相同时，行星A的卫星向心加速度大于行星B的卫星向心加速度10．(2019·山东青岛二中上学期期末)卫星电话在抢险救灾中能发挥重要作用．第一代、第二代海事卫星只使用地球同步卫星，不能覆盖地球上的高纬度地区．第三代海事卫星采用地球同步卫星和中轨道卫星结合的方案，它由4颗同步卫星与12颗中轨道卫星构成．中轨道卫星高度为10 354千米，分布在几个轨道平面上(与赤道平面有一定的夹角)，在这个高度上，卫星沿轨道旋转一周的时间为6小时．则下列判断正确的是()

A．中轨道卫星的角速度小于地球同步卫星

B．中轨道卫星的线速度小于地球同步卫星

C．如果某一时刻中轨道卫星、地球同步卫星与地球的球心在同一直线上，那么经过6小时它们仍在同一直线上

D．在中轨道卫星经过地面某点的正上方24小时后，该卫星仍在地面该点的正上方11．(多选)(2020·河南南阳市期末)轨道平面与赤道平面夹角为90°的人造卫星被称为极地轨道卫星，它运行时经过南、北极的上空，气象卫星、导航卫星等都采用这种轨道．如图8所示，若某颗极地轨道卫星，从北纬45°的正上方，按图示方向第一次运行到南纬45°的正上方用时45 min，则()