全国版2019版高考物理一轮复习第5章天体运动21卫星的变轨与追及问题以及双星与多星问题能力训练.doc
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1、【 精品教育资源 文库 】 21 卫星的变轨与追及问题以及双星与多星问题 1 (2017 聊城模拟 )(多选 )如图所示,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,若三颗星质量均为 M,万有引力常量为 G,则 ( ) A甲星所受合外力为 5GM24R2 B乙星所受合外力为 GM2R2 C甲星和丙星的线速度相同 D甲星和丙星的角速度相同 答案 AD 解析 甲星所受合外力为乙、丙对甲星的万有引力的合力, F 甲 GM2R2 GM2R 25GM24R2 , 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
2、于甲、丙位于同一直线上,甲、丙的角速度相同,由 v R 可知,甲、丙两星的线速度大小相同,但方向相反,故 C 错误、 D 正确。 2 (2017 枣庄模拟 )(多选 )我国将于 2020 年前发射月球登陆器。月球登陆器返回时,先由月球表面发射,后绕月球在近月圆轨道上飞行,经轨道调整后与在较高圆轨道上运行的轨道舱对接,对接完成后再经加速脱离月球飞回地球。下列关于此过程的描述 ,正确的是( ) A登陆器在近月圆轨道上运行的速度必须大于月球第一宇宙速度 B登陆器与轨道舱对接后的运行周期小于对接前登陆器的运行周期 C登陆器与轨道舱对接后必须加速到等于或大于月球第二宇宙速度才可以返回地球 D登陆器在近月
3、圆轨道上飞行的速度大于轨道舱的运行速度 答案 CD 【 精品教育资源 文库 】 解析 登陆器在近月圆轨道上飞行的速度等于月球第一宇宙速度, A 项错误;由于登陆器运动的周期为 T 2 r3GM,对接后的轨道半径和月球质量未发生变化,故周期不变, B项错误;登陆器与轨道舱对接后当速度达 到或大于月球第二宇宙速度时才能摆脱月球的引力返回地球, C 项正确;由开普勒第二定律可知越靠近月球的轨道上登陆器的速度越大,轨道舱的运行轨道高度大于登陆器在近月圆轨道上的高度, D 项正确。 3 (2017 河南洛阳一模 )“ 神舟十一号 ” 飞船经历多次变轨,到达与 “ 天宫二号 ” 相同的圆轨道,终于与 “
4、 天宫二号 ” 自动交会对接成功。已知 “ 天宫二号 ” 距离地面 393 公里。景海鹏、陈冬在太空飞行 33 天,创造了中国航天员太空驻留时间的新纪录。地球同步卫星即地球同步轨道卫星,又称对地静止卫星,是运行在地球同步轨道上的人造卫星,卫星距离地球表面的高度约为 36000 km,运行周期与地球自转一周的时间相等,即 23 时 56 分 4 秒。探空火箭在 3000 km 高空仍发现有稀薄大气。由以上信息可知 ( ) A “ 神舟十一号 ” 飞船变轨前发动机点火瞬间,飞船速度的变化量小于其所喷出气体速度的变化量 B “ 神舟十一号 ” 飞船在点火后的变轨过程中机械能守恒 C仅由题中已知量可以
5、求出 “ 天宫二号 ” 在对接轨道的运行周期 D “ 神舟十一号 ” 飞船在返回地球的过程中速率逐渐减小 答案 A 解析 “ 神舟十一号 ” 飞船变轨前发动机点火瞬闻,根据系统动量守恒,设飞船质量为M,喷出的 气体质量为 m,则 M v1 m v2,因为 Mm,即 v1 0,用t 表示所需时间,则 t 0t 2 ,所以 t 2 0 2gR2r3 0, D 正确。 8 (2018 江西南昌一中模拟 )宇宙中存在一些质量相等且离其他恒星较远的四颗星组成的四星系统,通常可忽略其他星体对它们的引力作用。设四星系统中每个星体的质量均为 m,半径均为 R,四颗星稳定分布在边长为 a 的正方形的四个 顶点上
6、。已知引力常量为 G。关于宇宙四星系统,下列说法中错误的是 ( ) A四颗星围绕正方形对角线的交点做匀速圆周运动 B四颗星的轨道半径均为 a2 C四颗星表面的重力加速度均为 GmR2 D四颗星的周期均为 2 a 2a 2 Gm 答案 B 解析 分析可得:其中一颗星体在其他三颗星体的万有引力的合力作用下 (合力方向指向对角线的交点 ),围绕正方形对角线的交点做匀速圆周运动,由几何知识可得轨道半径均为 22a,故 A 正确、 B 错误;在星体表面,根据万有引力等于重力,可得 GmmR2 m g,解得 g GmR2,故 C 正确;由万有引力的合力提供向心力得 Gm22a 22Gm2a2 m4 2T2
7、 2a2 ,解得 T2 a 2a 2 Gm,故 D 正确。 9 (2016 天津高考 )我国发射了 “ 天宫二号 ” 空间实验室,之后发射 “ 神舟十一号 ” 飞船与 “ 天宫二号 ” 对接。假设 “ 天宫二号 ” 与 “ 神舟十一号 ” 都围绕地球做匀速圆周运动,为了实现飞船与空间实验室的对接,下列措施可行的是 ( ) 【 精品教育资源 文库 】 A使飞船与空间实验室在同一轨道上运行,然后飞船加速追上空间实验室实现对接 B使飞船与空间实验室在同一轨道上运行,然后空间实验室减速等待飞船实现对接 C飞船先在比空间实验室半径小的轨道上加速,加速后飞船逐渐靠近空间实验室,两者速度接近时实现对接 D
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