第24讲　卫星变轨问题　双星模型（练）-2025年高考物理一轮考点专项（附答案解析）.docx

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第24讲卫星变轨问题双星模型（练）

考点

核心考向

考查频次

难易度

人造卫星宇宙速度

考向1卫星的变轨和对接问题

中

中

考向2??双星或多星模型

中

难

考向3??星球“瓦解”问题黑洞

高

中

考向1卫星的变轨和对接问题

1．2020年人类面临前所未有的巨大挑战，在超难模式下，中国航天不断创造奇迹。其中嫦娥五号完美完成中国航天史上最复杂任务后于2020年12月17日成功返回，最终收获1731克样本。图中椭圆轨道Ⅰ、100公里环月轨道Ⅱ及月地转移轨道Ⅲ分别为嫦娥五号从月球返回地面过程中所经过的三个轨道示意图，下列关于嫦娥五号从月球返回过程中有关说法正确的是（）

A．在轨道Ⅱ上运行时的周期小于轨道Ⅰ上运行时的周期

B．在轨道Ⅰ运行时的加速度大小始终大于轨道Ⅱ上时的加速度大小

C．在N点时嫦娥五号经过点火加速才能从Ⅱ轨道进入Ⅲ轨道返回

D．在地月转移轨道上飞行的过程中可能存在不受万有引力的瞬间

2．2018年1月12日，我国成功发射北斗三号组网卫星。如图为发射卫星的示意图，先将卫星发射到半径为r的圆轨道上做圆周运动，到A点时使卫星加速进入椭圆轨道，到椭圆轨道的远地点B点时，再次改变卫星的速度，使卫星进入半径为2r的圆轨道。已知卫星在椭圆轨道时距地球的距离与速度的乘积为定值，卫星在椭圆轨道上A点时的速度为v，卫星的质量为m，地球的质量为M，引力常量为G，则发动机在A点对卫星做的功与在B点对卫星做的功之差为(忽略卫星的质量变化)（）

A． B．

C． D．

3．如图所示为发射某卫星的情景图，该卫星发射后，先在椭圆轨道Ⅰ上运动，卫星在椭圆轨道Ⅰ的近地点A的加速度为，线速度为，A点到地心的距离为，远地点到地心的距离为，卫星在椭圆轨道的远地点变轨进入圆轨道Ⅱ，卫星质量为，则下列判断正确的是（）

A．卫星在轨道Ⅱ上运行的加速度大小为

B．卫星在轨道Ⅱ上运行的线速度大小为

C．卫星在轨道Ⅱ上运行周期为在轨道Ⅰ上运行周期的倍

D．卫星从轨道Ⅰ变轨到轨道Ⅱ发动机需要做的功为

考向2??双星或多星模型

4．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

5．如图所示，质量相等的三颗星组成为三星系统，其他星体对它们的引力作用可忽略，设每颗星体的质量均为m，三颗星分别位于边长为r的等边三角形的三个顶点上，它们绕某一共同的圆心O在三角形所在的平面内以相同的角速度做匀速四周运动。已知引力常量为G，下列说法正确的是（）

A．每颗星体向心力大小为

B．每颗星体运行的周期均为

C．若r不变，星体质量均变为2m，则星体的角速度变为原来的倍

D．若m不变，星体间的距离变为4r，则星体的线速度变为原来的

6．如图为一种四颗星体组成的稳定系统，四颗质量均为m的星体位于边长为L的正方形四个顶点，四颗星体在同一平面内围绕同一点做匀速圆周运动，忽略其他星体对它们的作用，引力常量为G。下列说法中正确的是（）

A．星体做匀速圆周运动的圆心不一定是正方形的中心

B．每颗星体做匀速圆周运动的角速度均为

C．若边长L和星体质量m均是原来的两倍，星体做匀速圆周运动的加速度大小是原来的两倍

D．若边长L和星体质量m均是原来的两倍，星体做匀速圆周运动的线速度大小变为原来的4倍

7．如图所示，A、B、C三颗星体分别位于等边三角形的三个顶点上，在相互之间的万有引力作用下，绕圆心在三角形所在的平面内做匀速圆周运动，。忽略其他星体对它们的作用，则下列关系正确的是（）

??

A．星体的线速度 B．星体的加速度

C．星体所受合力 D．星体的质量

8．由三颗星体构成的系统，忽略其他星体对它们的影响，存在着一种运动形式：三颗星体在相互之间的万有引力作用下，分别位于等边三角形的三个顶点上，绕某一共同的圆心O在三角形所在的平面内做角速度相同的圆周运动（图示为A、B、C三颗星体质量不相同时的一般情况）若A星体的质量为2m，B、C两星体的质量均为m，三角形的边长为a，万有引力常量G已知，求：

（1）A星体所受合力的大小FA；

（2）B星体所受合力的大小FB；

（3）C星体的轨道半径RC；

（4）三星体做圆周运动的周期T。

考向3???星球“瓦解”问题黑洞

9．2018年2