高考物理一轮复习小题多维练（全国通用）第16练 卫星发射、变轨和对接 双星模型.docx

专题05万有引力与航天

第16练卫星发射、变轨和对接双星模型

1.未来将建立月球基地，并在绕月轨道上建造空间站．如图2所示，关闭动力的航天飞机在月球引力作用下向月球靠近，并将与空间站在B处对接，已知空间站绕月轨道半径为r，周期为T，万有引力常量为G，下列说法中正确的是()

图2

A．图中航天飞机正加速飞向B处

B．航天飞机在B处由椭圆轨道进入空间站轨道必须点火减速

C．根据题中条件可以算出月球质量

D．根据题中条件可以算出空间站受到月球引力的大小

【答案】ABC

【解析】航天飞机在飞向B处的过程中，飞机受到的引力方向和飞行方向之间的夹角是锐角，月球引力做正功，A对；由运动的可逆性知，航天飞机在B处先减速才能由椭圆轨道进入空间站轨道，B对；设绕月球飞行的空间站质量为m，Geq\f(Mm,r2)＝meq\f(4π2,T2)r，可以算出月球质量M，C对；空间站的质量不知，不能算出空间站受到的月球引力大小，D错．

2.（2022·江苏·模拟预测）2020年7月，我国用长征运载火箭将“天问一号”探测器发射升空，探测器在星箭分离后，进入地火转移轨道，如图所示，2021年5月在火星乌托邦平原着陆。则探测器（）

A．与火箭分离时的速度小于第一宇宙速度

B．每次经过P点时的速度相等

C．绕火星运行时在捕获轨道上的周期最大

D．绕火星运行时在不同轨道上与火星的连线每秒扫过的面积相等

【答案】C

【解析】

A．与火箭分离时即脱离地球束缚进入太阳系，应该速度为第二宇宙即速度大于第一宇宙速度，故A错误；

B．由图可知，探测器近心运动，故每次经过P点的速度越来越小，故B错误；

C．由图可得，绕火星运行时在捕获轨道上的轨道半径最大，则由开普勒第三定律知在捕获轨道上的周期最大，故C正确；

D．由开普勒第二定律可知，绕火星运行时在同一轨道上与火星的连线每秒扫过的面积相等，故D错误。

故选C。

3.如图3所示，2013年12月6日17时47分，在北京飞控中心工作人员的精密控制下，嫦娥三号开始实施近月制动，进入100公里环月轨道Ⅰ，2013年12月10日晚21∶20分左右，嫦娥三号探测器将再次变轨，从100公里的环月圆轨道Ⅰ，降低到近月点(B点)15公里、远月点(A点)100公里的椭圆轨道Ⅱ，为下一步月面软着陆做准备．关于嫦娥三号卫星，下列说法正确的是()

图3

A．卫星在轨道Ⅱ上A点的加速度小于在B点的加速度

B．卫星沿轨道Ⅰ运动的过程中，卫星中的科考仪器处于失重状态

C．卫星从轨道Ⅰ变轨到轨道Ⅱ，在A点应加速

D．卫星在轨道Ⅱ经过A点时的速度小于在轨道Ⅱ经过B点时的速度

【答案】ABD

【解析】根据Geq\f(Mm,r2)＝ma可知，轨道半径越小，加速度越大，因此A正确；卫星做匀速圆周运动时，所受到的万有引力完全来提供向心力，因此卫星内的所有物体都处于完全失重状态，B正确；在Ⅱ轨道上的A点，由于Geq\f(Mm,r2)meq\f(v2,r)，因此卫星做近心运动，而在Ⅰ轨道上的A点，由于Geq\f(Mm,r2)＝meq\f(v′2,r)，因此v′v，故卫星从轨道Ⅰ变轨到轨道Ⅱ，应在A点减速，C错误；从A到B的过程中，由开普勒第二定律得在Ⅱ上B点的速度大于Ⅱ上A点的速度，D正确．

4.（2022·江苏泰州·模拟预测）如图所示，“食双星”是两颗相距为d的恒星A、B，只在相互引力作用下绕连线上O点做匀速圆周运动，彼此掩食（像月亮挡住太阳）而造成亮度发生周期性变化的两颗恒星。观察者在地球上通过望远镜观察“食双星”，视线与双星轨道共面。观测发现每隔时间T两颗恒星与望远镜共线一次，已知万有引力常量为G，则（）

A．恒星A、B运动的周期为T B．恒星A质量小于B的质量

C．恒星A、B的总质量为 D．恒星A线速度大于B的线速度

【答案】C

【解析】A．每隔时间T两颗恒星与望远镜共线一次，则两恒星的运动周期为

故A错误；

B．根据万有引力等于向心力

因为

则

故B错误；

C．由B选项得，两恒星总质量为

故C正确；

D．根据

两恒星角速度相等，则

故D错误。

故选C。

1.（2022·湖北武汉·模拟预测）如图所示，利用霍曼转移轨道可以将航天器从地球发送到火星。若地球和火星绕太阳公转的轨道都是圆形，则霍曼轨道就是一个近日点P和远日点Q都与这两个行星轨道相切的椭圆。当“天问一号”火星探测器到达地球轨道的P点时，瞬时点火后“天问一号”进入霍曼轨道，当“天问一号”运动到火星轨道的Q点时，再次瞬时点火后“天问一号”进入火星轨道。下列说法正确的是（）

A．“天问一号”在地球轨道上的线速度小于在火星轨道上的线速度

B．在P点瞬时点火后，“天问一号”的速度需要达到第二宇宙速度

C．在Q点再次瞬时点火，是为了增大太阳对“天问一号”的引力

D．