2020_2021学年新教材高中物理第七章万有引力与宇宙航行单元专项突破练含解析新人教版必修2.doc

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1、单元专项突破练(三)一、选择题1.已知两个行星的质量m1=2m2,公转周期T1=2T2,则它们绕太阳运转轨道的半长轴之比为(　　)A.　　　　　　　B.2C.D.【解析】选C。由开普勒第三定律=k知,行星绕太阳运转的半长轴和行星的质量无关,由=,得===,所以选项C正确。2.如图所示,人造卫星M、N分别绕地球做匀速圆周运动,关于它们的线速度、角速度、向心加速度和周期的大小的比较,下列说法正确的是(　　)A.卫星M的线速度小于卫星N的线速度B.卫星M的向心加速度小于卫星N的向心加速度C.卫星M的角速度大于卫星N的角速度D.卫星M的周期大于卫星N的周期【解析】选C。人造卫星M、N分别绕

2、地球做匀速圆周运动,均由万有引力提供向心力,则有:G=m=ma=mrω2=mr,得:v=,a=,ω=,T=2π,因为rMvN,aM>aN,ωM>ωN,TMvB>vCC.TATB【解析】选D。对于B、C卫星,根据万有

3、引力等于向心力得:G=m得:v=,B位于离地高度等于地球半径的圆形轨道上,C是地球同步卫星,则C的半径大于B的半径,所以v>vB>vC,地球赤道上的物体与同步卫星具有相同的角速度,所以ωA=ωC,根据v=rω,vC>vA,则v>vB>vC>vA,故A、B错误;对于B、C,根据ω==,则ωB>ωC,又ωA=ωC,则ωB>ωA=ωC,根据T=可知TA=TC>TB,故D正确,C错误。4.北斗卫星导航系统是我国自行研制的全球卫星导航系统。如图所示是北斗导航系统中部分卫星的轨道示意图,已知a、b、c三颗卫星均做圆周运动,a是地球同步卫星,则(　　)A.卫星a的角速度小于c的角速度B.卫星a的

4、加速度大于b的加速度-10-C.卫星a的运行速度大于第一宇宙速度D.卫星b的周期大于24h【解析】选A。G=m=mω2r=m()2r=ma。解得:v=,T==2π,a=,ω=。由角速度、加速度的表达式可得出:半径大的角速度小,加速度小,故A正确,B错误;轨道半径大的线速度小,则卫星a的运行速度小于第一宇宙速度,故C错误;b、a的轨道半径相同,周期相同为24h,故D错误。5.(多选)如图所示,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θ。下列说法正确的是(　　)A.轨道半径越大,周期越长B.轨道半径越大,速度越大C.若测得周期和张角,可得到星球的平均密度D.若测得周期和轨

5、道半径,可得到星球的平均密度【解析】选A、C。根据==,可得T=2π,v=,轨道半径越大,周期越长,速度越小,A正确,B错误;星球质量M=,星球体积V=πR3,R=rsin,则ρ===,C正确,D错误。-10-6.如图所示,发射同步卫星的一般程序是:先让卫星进入一个近地的圆轨道,然后在P点变轨,进入椭圆形转移轨道(该椭圆轨道的近地点为近地圆轨道上的P点,远地点为同步卫星圆轨道上的Q点),到达远地点Q时再次变轨,进入同步卫星轨道。设卫星在近地圆轨道上运行的速率为v1,在椭圆形转移轨道的近地点P点的速率为v2,沿转移轨道刚到达远地点Q时的速率为v3,在同步卫星轨道上的速率为v4,三个轨

6、道上运动的周期分别为T1、T2、T3,则下列说法正确的是(　　)A.在P点变轨时需要加速,Q点变轨时要减速B.在P点变轨时需要减速,Q点变轨时要加速C.T1v3>v1>v2【解析】选C。设三个轨道的半径(或半长轴)分别为r1、r2、r3,卫星在椭圆形转移轨道的近地点P点时做离心运动,所受的万有引力小于所需要的向心力,即有:<。而在圆轨道时万有引力等于向心力,即有:=,所以有:v2>v1,在P点变轨需要加速;同理,由于卫星在转移轨道上Q点做离心运动,可知:v3

7、k为常量)可得:T1v4,由此可知:v2>v1>v4>v3,D错误。7.(多选)(2020·湖州高一检测)我国已掌握“半弹道跳跃式高速再入返回技术”,为实现“嫦娥”-10-飞船月地返回任务奠定基础。如图虚线为地球大气层边界,返回器与服务舱分离后,从a点无动力滑入大气层,然后经b点从c点“跳出”,再经d点从e点“跃入”实现多次减速,可避免损坏返回器。d点为轨迹的最