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【与名师对话】2022年高考物理总复习 课时配套作业17 新人教版必修2
【与名师对话】2022年高考物理总复习 课时配套作业17 新人教版必修2
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课时作业(十七) 1.(2022·天津卷)一人造地球卫星绕地球做匀速圆周运动,假如该卫星变轨后做匀速圆周运动,动能减小为原来的1/4,不考虑卫星质量的变化,则变轨前后卫星的( )A.向心加速度大小之比为4∶1B.角速度大小之比为2∶1C.周期之比为1∶8D.轨道半径之比为1∶2[解析] 动能减小为原来的1/4,速度减为原来的1/2,根据表达式v=,知地球卫星的轨道半径增大到原来的4倍,D错;由a=得向心加速度之比为16∶1,A错;由G=mR,得T=,则周期是原来的8倍,C正确;根据角速度关系式ω=,角速度减小为原来的1/8,B错.[答案]C2.(2022·广东卷)如右图所示,飞船从轨道1变轨至轨道2.若飞船在两轨道上都做匀速圆周运动,不考虑质量变化,相对于在轨道1上,飞船在轨道2上的( )A.动能大B.向心加速度大C.运行周期长D.角速度小[解析] 万有引力提供向心力:由=m=ma=mr=mω2r,故选CD.[答案]CD3.(2022·山东卷)2022年11月3日8\n,“神舟八号”飞船与“天宫一号”目标飞行器成功实施了首次交会对接.任务完成后“天宫一号”经变轨升到更高的轨道,等待与“神舟九号”交会对接.变轨前和变轨完成后“天宫一号”的运行轨道均可视为圆轨道,对应的轨道半径分别为R1,R2,线速度大小分别为v1,v2,则等于( )A. B. C. D.[解析] 由万有引力提供向心力有G=m,得v=,所以=,选项B正确.[答案]B4.(2022·南宁联考)绕地球做匀速圆周运动的地球同步卫星,距离地面高度约为地球半径的5.6倍,线速度大小为v1,周期为T1;绕地球做匀速圆周运动的人造卫星,距离地球表面高度为地球半径的2倍,线速度大小为v2,周期为T2;地球赤道上的物体随地球自转的线速度大小为v3,周期为T3,则下列关系正确的是( )A.v2>v1>v3B.v1>v2>v3C.T1=T3<T2D.T1>T2>T3[解析] 地球同步卫星的运动周期与地球自转周期相同,即T1=T3,又ω=2π/T,所以它们的角速度相同,根据关系式v=ωr可知,v1>v3;地球同步卫星和人造卫星都围绕地球转动,它们受到的地球的引力提供向心力,即G=m()2r=可得v=,T=2π,可见,轨道半径r减小时,速率v变大,周期T变小,所以v1<v2,T2<T1,所以v3<v1<v2,T2<T1=T3,选项A正确,BCD错误.[答案]A5.(2022·重庆模拟)来自中国航天科技集团公司的消息称,中国自主研发的北斗二号卫星系统今年起进入组网高峰期,预计在2022年形成覆盖全球的卫星导航定位系统.此系统由中轨道、高轨道和同步轨道卫星等组成.现在正在服役的北斗一号卫星定位系统的三颗卫星都定位在距地面36000km的地球同步轨道上.目前我国的各种导航定位设备都要靠美国的GPS系统提供服务,而美国的全球卫星定位系统GPS由24颗卫星组成(如下图所示),这些卫星距地面的高度均为20000km.则下列说法中正确的是( )8\nA.北斗一号系统中的三颗卫星的动能必须相等B.所有GPS的卫星比北斗一号的卫星线速度大C.北斗二号中的每颗卫星一定比北斗一号中的每颗卫星高D.北斗二号中的中轨道卫星的加速度一定大于高轨道卫星的加速度[解析] 根据题意,选项C说法错误;由G=m得v=,故卫星的轨道半径越小其线速度越大,且同一轨道上的卫星线速度大小一定相等,由于卫星质量不一定相等,则其动能不一定相等,所以选项A错误,B正确;由G=ma得a=,选项D正确.[答案]BD6.(2022·陕西长安一中高三质检)2022年3月1日16时13分,“嫦娥一号”完成了“受控撞月”行动,探月一期工程完美落幕.本次“受控撞月”,“嫦娥一号”经历了从距月球表面100km的圆形轨道进入椭圆轨道的过程,如图所示,a为椭圆轨道的远月点,b为椭圆轨道的近月点,则下列说法正确的是( )A.从a点到b点的过程中,“嫦娥一号”受到的月球引力减小B.从a点到b点的过程中,月球引力对“嫦娥一号”做正功C.从a点到b点的过程中,“嫦娥一号”飞行的线速度减小D.从a点到b点的过程中,“嫦娥一号”飞行的角速度减小[解析] 月球对“嫦娥一号”的引力始终指向月心,其大小为F=G;在从a点到b点的过程中,“嫦娥一号”与月心的间距r嫦月减小,所以引力增大,选项A错误;该过程中,引力方向与运动速度方向间的夹角小于90°,所以月球引力对“嫦娥一号”做正功,选项B正确;根据G=mω2r=可得v=,ω=,可见,轨道半径越小,线速度和角速度越大,选项CD错误,答案为B.也可根据从a点到b8\n点的过程中引力做正功,得到动能增加,线速度增大.[答案]B7.(2022·湖北部分重点中学联考)天宫一号成功发射,标志着我国迈向了空间站时代.天宫一号沿椭圆轨道运行,近地点离地面高度h1=200km,远地点离地面高度h2=347km.若已知地球半径为R,地球表面重力加速度为g,忽略地球自转的影响,求:(结果均用符号表示,不作数字计算)(1)环绕地球做匀速圆周运动的卫星的最小周期;(2)天宫一号的运行周期.[解析] 设地球质量为M,轨道半径等于地球半径的近地卫星周期为T1,=m′g,=mR()2,联立两式,解得T1=2π.(2)设天宫一号周期为T2,由开普勒第三定律得()2=,解得T2=.[答案](1)2π (2)8.(2022·广东联考)经长期观测发现,A行星运行的轨道半径为R0,周期为T0,但其实际运行的轨道与圆轨道总存在一些偏离,且周期性地每隔t0时间发生一次最大的偏离.如右图所示,天文学家认为形成这种现象的原因可能是A行星外侧还存在着一颗未知行星B,则行星B运动轨道半径为( )A.R=R0B.R=R0C.R=R08\nD.R=R0[解析] 行星发生最大偏离时,A,B行星与恒星在同一直线上且位于恒星同一侧,设行星B的运行周期为T、半径为R,则有t0-t0=2π,所以T=.由开普勒第三定律得=,R=R0,所以选项A正确.[答案]A9.(2022·黄冈期末)质量为m的探月航天器在接近月球表面的轨道上飞行,其运动视为匀速圆周运动.已知月球质量为M,月球半径为R,月球表面重力加速度为g,引力常量为G,不考虑月球自转的影响,则航天器的( )A.线速度v=B.角速度ω=C.运行周期T=2πD.向心加速度a=[解析] 由万有引力等于向心力G=m可得线速度v=,选项A正确;角速度ω=v/R==,选项B错误;运行周期T=2πR/v=2π,选项C正确;由G=ma可得向心加速度a=,选项D错误.[答案]AC10.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静止轨道卫星,不能覆盖地球上的高纬度地区.第三代海事卫星采用同步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10354km,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四分之一天.下列说法中正确的是( )A.中轨道卫星的线速度小于同步卫星的线速度B.中轨道卫星的线速度大于同步卫星的线速度C.在中轨道卫星经过地面某点的正上方的一天后,该卫星还在地面该点的正上方8\nD.如果某一时刻中轨道卫星、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[解析] 由题意知,中轨道卫星的轨道半径小于同步卫星的轨道半径(42400km),所以,其线速度大于同步卫星的线速度,选项B正确;中轨道卫星的周期T1=6h,其经过地面某点的正上方的一天后,仍在该点,选项C正确;选项D中,中轨道卫星需经过t=(+nT1),T1=6h,n=0,1,2,3,…,同步卫星需经过t′=(+nT2).T2=24h,n=0,1,2,3,…二者再次在同一直线上,显然t′≠t,选项D错误.[答案]BC11.(2022·山东临沂一模)我国于2022年11月份成功发射了“神舟八号”宇宙飞船,实现了与宇宙试验空间站——“天宫一号”的对接,并顺利返回地面,成为继美俄之后世界第三个掌握此类技术的国家.据报道,飞船发射后最初进入近地点约200千米、远地点约330千米的初始椭圆轨道,经过变轨后,将转移到高度为330千米的圆轨道,为与“天宫一号”的对接做好准备.假设飞船椭圆轨道远地点距地心的距离用a表示,近地点距地心的距离用b表示,地球半径为R,地球表面的重力加速度为g,忽略地球自转对重力加速度的影响,则下列论述正确的是( )A.飞船在椭圆轨道上运行时,经过远地点的速度大于经过近地点的速度B.飞船在椭圆轨道上运行时,经过远地点的加速度小于经过近地点的加速度C.飞船在圆形轨道上运行时,周期为D.飞船在椭圆轨道上运行时,经过远地点的速度大于在圆形轨道上运行的速度[解析] 根据开普勒第二定律可知,飞船在相等的时间内与地球的连线扫过的面积相等,则近地点的速度较大,选项A错误;在远地点因距离大所受引力较小,加速度较小,选项B正确;飞船在经过远地点时,需经过加速才能进入圆轨道,选项D错误.[答案]BC12.(2022·北京海淀高三适应练习)北斗卫星导航系统是我国正在自主研发的全球卫星导航系统,该系统由空间端(卫星)、地面端(中心控制系统)和用户端(导航定位仪)三部分组成,预计2022年形成全球覆盖能力.目前正在试用的“北斗一号”卫星导航试验系统也称“双星定位导航系统”,利用两颗地球同步静止轨道卫星为用户提供快速定位导航服务.(1)已知地球半径为R,地球表面的重力加速度为g,地球自转周期为T,求“北斗一号”同步静止轨道卫星距地面的高度.(2)双星定位导航系统的工作原理可简化为如下过程(其示意图如图甲所示):中心控制系统首先向卫星发出询问信号,经卫星Ⅰ转发到达用户端S8\n,用户接收到该信号并同时向两颗卫星发出定位响应信号,分别经卫星Ⅰ、卫星Ⅱ传送回中心控制系统,中心控制系统分别记录下从发出询问信号到接收到经卫星Ⅰ、卫星Ⅱ传回的两个响应信号的时间.因为控制中心到两颗卫星的距离一定,所以可以利用信号从用户分别传送到卫星Ⅰ和卫星Ⅱ的时间,计算出用户所在的位置.在卫星Ⅰ、卫星Ⅱ和用户S所在的平面内建立平面直角坐标系如图乙所示,卫星Ⅰ、卫星Ⅱ的坐标分别为(-L,0)和(L,0),已知电磁波的传播速率为c,不计大气层对信号传播的影响.①若地面控制中心测出电磁信号从用户S传送到卫星Ⅰ所用的时间为t1,从用户S传送到卫星Ⅱ所用的时间为t2,求用户S在此平面内的位置;②实际导航定位过程中,为了确定用户在空间中的位置,你认为中心控制系统还需要测出并提供用户所在位置的哪些信息?[解析] (1)设地球的质量为M,“北斗一号”卫星的质量为m,其轨道高度为h,根据牛顿第二定律和万有引力定律G=m(R+h)对地面上质量为m0的物体 G=m0g联立上述二式,可解得:h=-R.(2)①设用户S的坐标为(x,y),根据题意及几何关系,有(x+L)2+(y-0)2=(ct1)2(x-L)2+(y-0)2=(ct2)2解得S的位置坐标为或②还需要测出并提供用户所在位置的高度.(答“纬度”同样正确)8\n[答案](1)-R(2)①②高度8
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高考 - 二轮专题
发布时间:2022-08-25 14:59:49
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