2023年高考物理二轮复习高频考点专项练习：专题五 考点14 卫星的发射 椭圆轨道与变轨(B)

这是一份2023年高考物理二轮复习高频考点专项练习：专题五 考点14 卫星的发射 椭圆轨道与变轨(B)，共10页。试卷主要包含了北斗问天，国之夙愿等内容，欢迎下载使用。
考点14 卫星的发射 椭圆轨道与变轨（B）1.假设火星半径是地球半径的,质量是地球质量的.已知地球表面的重力加速度是g,地球的半径为R,某人在地面上能向上竖直跳起的最大高度是h,忽略自转的影响,下列说法正确的是(   )A.火星的密度为B.火星表面的重力加速度是C.火星的第一宇宙速度与地球的第一宇宙速度之比为D.此人以在地球上相同的初速度在火星上起跳后,能达到的最大高度是2.火星的质量和半径分别约为地球的，地球表面的重力加速度为g，则火星表面的重力加速度约为(   )A. B. C. D.3.地球表面的重力加速度为g0，物体在距地面上方3R处(R为地球半径)的重力加速度为g，那么两个加速度之比g/g0等于(   )A.1:1 B.1:4 C.1:9 D.1:164.宇航员王亚平在“天宫1号”飞船内进行了我国首次太空授课，演示了一些完全失重状态下的物理现象。若飞船质量为，距地面高度为，地球质量为，半径为，引力常量为，则飞船所在处的重力加速度大小为(   )A.0 B. C. D.5.2019年12月12日，中国“玉兔二号”月球车按地面指令完成月夜设置，进入第12月夜。至此，玉兔二号成为在月面工作时间最长的月球车，打破了此前由前苏联“月球车1号”保持的世界纪录，若在“玉兔二号”月球车上安装一个半径为、光滑的竖直圆形轨道，同时在圆形轨道最低点安装一个力传感器；现让一个质量为的小球(可看成质点)沿圆弧与圆心等高点由静止下落，到达最低点时力传感器显示的示数为，此过程中月球车未运动，不考虑其他星体引力的影响，已知月亮半径为，万有引力常量为。则以下说法正确的是(   )A.中国“玉兔二号”月球车从地球表面发射的速度大于地球的第三宇宙速度B.月球表面重力加速度为C.月球的质量为D.绕月运动最快卫星的周期为6.地球赤道上有一物体随地球自转，其所受的向心力为，向心加速度为，线速度为，角速度为；绕地球表面附近做圆周运动的人造卫星（高度忽略），所受的向心力为，向心加速度为，线速度为，角速度为；地球的同步卫星所受的向心力为，向心加速度为，线速度为，角速度为；地球表面的重力加速度为g，第一宇宙速度为v，假设三者质量相等，则(   )。
A. B. C. D.7.北斗问天，国之夙愿。我国北斗三号系统的收官之星是地球同步卫星，和许多国家发射的地球同步卫星相比，此卫星的(   )A.质量可以不同  B.轨道半径可以不同  C.轨道平面可以不同  D.速率可以不同8.一颗距离地面高度等于地球半径的圆形轨道地球卫星，其轨道平面与赤道平面重合。已知地球同步卫星轨道高于该卫星轨道，地球表面重力加速度为，则下列说法正确的是(   )A.该卫星绕地球运动的周期 B.该卫星的线速度小于地球同步卫星的线速度C.该卫星绕地球运动的加速度大小D.若该卫星绕行方向也是自西向东，则赤道上的一个固定点连续两次经过该卫星正下方的时间间隔大于该卫星的周期9.北斗问天，国之夙愿.我国北斗三号系统的收官之星是地球静止轨道卫星，其轨道半径约为地球半径的7倍.与近地轨道卫星相比，地球静止轨道卫星(   )A.周期大 B.线速度大 C.角速度大 D.加速度大10.2019年5月17日，我国成功发射第45颗北斗导航卫星，该卫星属于地球静止轨道卫星（同步卫星）.该卫星(   )A.入轨后可以位于北京正上方 B.入轨后的速度大于第一宇宙速度C.发射速度大于第二宇宙速度 D.若发射到近地圆轨道所需能量较少11.若宇航员在月球表面附近自高h处以初速度水平抛出一个小球,测出小球的水平射程为L.已知月球半径为R,引力常量为G.则下列说法正确的是(   )A.月球表面的重力加速度 B.月球的质量C.月球的自转周期 D.月球的平均密度12.由于地球自转，比较位于赤道上的物体1与位于北纬60°的物体2，则有(   )A.它们的角速度之比 B.它们的线速度之比C.它们的向心加速度之比 D.它们的向心加速度之比13.已知一质量为m的物体静止在北极与赤道对地面的压力差为，假设地球是质量分布均匀的球体，半径为R.则地球的自转周期为(设地球表面的重力加速度为g)(   )A.地球的自转周期为 B.地球的自转周期为C.地球同步卫星的轨道半径为 D.地球同步卫星的轨道半径为14.“嫦娥之父”欧阳自远透露：我国计划于2020年登陆火星。假如某志愿者登上火星后将一小球从高h处以初速度v0水平抛出一个小球，测出小球的水平射程为L。已知火星半径为R，万有引力常量为G。不计空气阻力，不考虑火星自转，则下列说法正确的是（　  ）A.火星表面的重力加速度       B.火星的第一宇宙速度为C.火星的质量为 D.火星的平均密度为15.已知甲、乙两颗行星的半径之比为，环绕甲、乙两行星表面运行的卫星周期之比为，则下列结论中正确的是（   ）A.环绕甲、乙两行星表面运行的卫星角速度之比为   B.甲、乙两行星的第一宇宙速度之比为C.甲、乙两行星的质量之比为D.甲、乙两行星表面的重力加速度之比为16.如图所示,宇航员站在某质量分布均匀的星球表面一斜坡上的点沿水平方向以初速度抛出一个小球,测得小球经时间落到斜坡上另一点。已知斜面的倾角为,该星球半径为,引力常量为,则（   ）A.星球表面重力加速度为B.该星球的质量为C.在该星球上发射卫星的发射速度一定大于D.在该星球上不可能有周期小于的卫星17.在地球表面用弹簧秤悬挂一个小球处于静止时,示数为F,假如宇航员登上某个半径为地球2倍的行星表面,仍用弹簧秤悬挂这个小球处于静止,弹簧秤示数为,则下列说法正确的是(   )A.这个行星的质量与地球质量之比为1:1B.这个行星的自转周期与地球的自转周期之比为C.这个行星的重力加速度与地球的重力加速度之比为1:4D.这个行星的平均密度与地球的平均密度之比为1:418.“嫦娥之父”欧阳自远预计我国将在2020年实现火星着陆巡航.在2030年实现火星的采样返回.已知地球的质量约为火星质量的倍,地球的半径约为火星的半径为倍,则下列说法正确的是(   )A．地球的密度是火星的倍B．地球表面的重力加速度是火星表面的倍C．地球的第一宇宙速度是火星的倍D．地球同步卫星的运行速度是火星的倍19.关于地球上的物体随地球自转的向心加速度的大小，下列说法正确的是(   )A.在赤道上向心加速度最大 B.在两极向心加速度最大C.在地球上各处，向心加速度一样大 D.随着纬度的升高，向心加速度的值逐渐减小20.利用三颗位置适当的地球同步卫星，可使地球赤道上任意两点之间保持无线电通信，目前地球同步卫星的轨道半径约为地球半径的6.6倍，假设地球的自转周期变小，若仍仅用三颗同步卫星来实现上述目的,则下列说法正确的是(   )A.三颗同步卫星的质量必须相同B.地球自转周期的最小值约为4 hC.对应地球自转周期最小值的同步卫星，距离地面的高度为地球半径的2倍D.目前的地球同步卫星和对应地球自转周期最小值的同步卫星的向心加速度之比为          答案以及解析1.答案：C解析：小球沿螺旋线自外向内运动,说明运动半径不断减小,其通过的弧长s与运动时间t成正比,故小球运动的线速度大小不变,A错误;由知,半径减小,小球运动的角速度增大,B错误;由知,小球运动的加速度越来越大,C正确;由知,小球所受的合外力增大,D错误.2.答案：C解析：路面应建成外侧高内侧低,以规定速度行驶时汽车的重力和路面对汽车的支持力的合力提供汽车做圆周运动的向心力,A错误;车速低于,所需的向心力减小,此时摩擦力指向外侧,减小车速汽车不一定会向内侧滑动,B错误;当速度为时,静摩擦力为零,重力和支持力的合力提供向心力,速度高于时,摩擦力指向内侧,只要速度不超出最高限度,汽车不会侧滑,C正确;当路面结冰时,与未结冰时相比,由于支持力和重力不变,则的值不变,D错误.3.答案：B解析：由分别向作垂线,与的交点即为做圆周运动的圆心,向心加速度指向圆心,D错误;两点均绕转动,具有相同的角速度,由几何知识知,A的半径大,由知,A的线速度大,由知,A的向心加速度大,A、C错误,B正确.4.答案：C解析：B点与C点的线速度大小相等,A错误;A点与C点的角速度相等,B错误;由得,,解得,C正确;,由以上两式解得,,D错误.5.答案：C解析：由于皮带没有打滑,则两轮子在相同的时间内通过的弧长相等,可知线速度大小相等.AB错,C对.根据公式,大轮半径大,角速度小,所以D错.
故选C6.答案：D解析：本题考查圆周运动中的能量分析。小球在最高点A位置时，由牛顿第二定律可得，解得，故A错误；小球从A运动到B的过程中，小球做变速圆周运动，合外力除改变速度方向外还改变速度大小，因此合外力的方向一定不指向圆心，故B错误；小球在最低点B位置时由牛顿第二定律得，解得，小球从A运动到B的过程中，由动能定理得，解得，所以此过程中，小球克服空气阻力做的功为，小球的机械能减少，故C错误，D正确。7.答案：D解析：小球运动到H点时受重力和支持力，合力不为零，则加速度不为零，A错误；容器的段粗糙，段光滑，由动能定理知，小球运动到E点时的速度大于运动到F点时的速度，由知，小球在E点的向心加速度大小大于在F点的向心加速度，B错误；小球在E点和F点时重力沿切线方向的分力大小相等，小球在E点时受沿切线向上的滑动摩擦力，由牛顿第二定律知，小球在E点的切向加速度大小小于在F点的切向加速度，D正确.8.答案：C解析：甲、丙图中当小球的重力恰好提供向心力时,小球的速度最小,有,所以小球通过最高点的最小速度为,乙、丁图中由于杆或者内侧管壁可以对小球提供支持力,所以小球通过最高点的速度可以为零,故A、B错误;在丁图中,小球在水平线以下管道中运动时,小球的向心力由管壁的支持力和小球重力沿半径方向的分力的合力来提供,所以外侧管壁对小球一定有作用力,故C正确;小球在水平线以上管道中运动时,沿半径方向的合力提供向心力,由于小球速度大小未知,可能外侧管壁对小球有作用力,也可能内侧管壁对小球有作用力,故D错误.9.答案：C解析：小球在水平线以上管道运动时,由于沿半径方向的合力提供小球做圆周运动的向心力,可能外侧管壁对小球有作用力,也可能内侧管壁对小球有作用力,故A、B错误;小球在水平线以下管道运动时,由于沿半径方向的合力提供小球做圆周运动的向心力,所以外侧管壁对小球一定有作用力,而内侧管壁对小球一定无作用力,故C正确;在最高点,由于外侧管壁或内侧管壁都可以对小球产生弹力作用,故小球通过最高点时的最小速度为0,故D错误.10.答案：B解析：设圆锥筒的底角大小为，匀速圆周运动中重力和支持力的合力提供向心力，由和知，因此A错误。由。知，因此B正确。由知,因此C错误。由知支持力大小方向都相同，因此D错误。故本题选B。11.答案：CD解析：小球在光滑水平桌面上做匀速圆周运动,设角速度为球靠绳上的拉力提供向心力,则A球做圆周运动的向心力为球靠和绳上两个拉力的合力提供向心力,则B球做圆周运动的向心力为.由牛顿第二定律,对A球有,对B球有,已知,联立各式解得.故C、D正确,A、B错误.12.答案：BC解析：小滑块在A点时,滑块对物体的作用力在竖直方向上,物体与滑块组成的系统在水平方向不受力的作用,所以没有摩擦力的作用,故A错误.小滑块在B点时,需要的向心力向右,所以物体对滑块有向右的支持力的作用,对物体受力分析可知,地面要对物体有向右的摩擦力的作用,在竖直方向上,小滑块与物体之间没有作用力,则物体受力平衡,所以物体对地面的压力,故B正确.小滑块在C点时,滑块的向心力向上,所以滑块对物体的压力要大于滑块的重力,故物体受到的滑块的压力大于,则物体对地面的压力大于,在水平方向上,小滑块与物体之间没有作用力,则物体与地面间无摩擦力,故C正确.小滑块在D点和B点的受力情况类似,由B点的分析可知,物体对地面的压力,故D错误.13.答案：BD解析：物体随圆筒一起转动时受重力、弹力和摩擦力,B正确,A错误;由牛顿第二定律得,,角速度ω增大,弹力增大,物体受到的最大静摩擦力增大,故物体不会相对于圆筒发生滑动,摩擦力不变且等于物体的重力,D正确,C错误.14.答案：BC解析：由知,当半径一定时,线速度越大,角速度越大,A错误;由知,角速度越大,转速越大,B正确;由知,线速度一定时,半径越大,周期越长,C正确;由知,角速度一定时,周期一定,与半径无关,D错误.15.答案：ACD解析：观察者感觉扇叶不动,则说明闪光灯闪光时,扇叶正好转过三分之一圆周、三分之二圆周或一周……,即转过的角度,由于闪光灯每秒闪光30次,所以电风扇每秒转过的角度为,则电风扇的转速为时,转速为时,转速为时,转速为3000 r/min,故A、C、D正确.16.答案：AB解析：由可求得，由可得，则小物块在内转过90°通过的位移为内转过一周，路程为。17.答案：BC
解析：AB.小球在竖直放置的光滑圆形管道内的圆周运动属于轻杆模型,小球通过最高点时的最小速度为零,故A错误,B正确;C.小球在水平线 ab以下的管道中运动时,沿半径方向的合力提供小球做圆周运动的向心力,所以外侧管壁对小球一定有作用力,而内侧管壁对小球一定无作用力,故C正确;D.小球在水平线ab以上的管道中运动时,沿半径方向的合力提供小球做圆周运动的向心力,当速度非常大时,内侧管壁没有作用力,此时外侧管壁有作用力,当速度比较小时,内侧管壁有作用力,外侧管壁对小球无作用力,故D错误。故选BC。18.答案：BD解析：本题通过物块的运动考查牛顿运动定律、动能定理和重力的功率。物块从水平位置摆至最低点的过程，由动能定理有，得，选项A错误；轻绳被拉断后，对物块在水平面上的运动，有，解得，选项B正确；物块在最高点重力的功率为零，在最低点重力的功率也为零，故物块由最高点运动至最低点的过程中，重力的功率先增大后减小，选项C错误；物块在最低点时，轻绳的拉力最大，有，解得，选项D正确。19.答案：CD解析：小球从A点运动到B点过程中,高度下降,重力势能减小,重力对小球做正功,A错误;绳的拉力沿绳方向且和小球的速度方向保持垂直，故拉力对小球不做功,可知拉力功率为零,B错误,C正确;小球从A到B,刚开始小球重力的瞬时功率为零,到达B点的瞬时功率也为零,小球速度在竖直方向的分量先增大后减小,则重力对小球做功的功率应先增大后减小,D正确.20.答案：BC解析：对位于最高点的小球分析受力，设轻杆对小球的弹力方向向下，由牛顿第二定律，代入速度值，解得：。负号表示方向向上，轻杆对小球的弹力方向向上，小现对轻杆的弹力方向向下，选项A错误、B正确。设轻杆在最低点对球的弹力为，由牛顿第二定律有，根据动能定理可求小球的速度、则，C正确。若小球在最高点受到杆的弹力大小为，小球受到杆的力可能是拉力也可能是支持力，，或，选项D错误