人教版高中物理一轮总复习课后习题 考点规范练15 天体运动中的三类问题.docVIP

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考点规范练15天体运动中的三类问题

一、单项选择题

1.北斗三号卫星导航系统由3颗周期为24h的地球静止轨道卫星(如图中甲)、3颗周期为24h的倾斜地球同步轨道卫星(如图中乙)、24颗中圆地球轨道卫星(如图中丙)三种轨道卫星共30颗卫星组成。其中中圆地球轨道卫星离地高度2.1×104km,地球静止轨道卫星和倾斜地球同步轨道卫星离地高度均为3.6×104km,以下说法正确的是()

A.中圆地球轨道卫星的运行周期小于地球自转周期

B.倾斜地球同步轨道卫星和地球静止轨道卫星线速度大小不同

C.地球赤道上物体的线速度比中圆地球轨道卫星线速度大

D.中圆地球轨道卫星的发射速度可以小于7.9km/s

2.中国天问一号探测器发射升空,成功进入预定轨道,开启了火星探测之旅,迈出了我国自主开展行星探测的第一步。如图所示,天问一号被火星捕获之后,需要在近火星点变速,进入环绕火星的椭圆轨道。天问一号 ()

A.在轨道Ⅱ上P点的速度小于Q点的速度

B.在轨道Ⅰ上运行周期大于轨道Ⅱ上运行周期

C.由轨道Ⅰ变轨进入轨道Ⅱ需要在P点加速

D.在轨道Ⅰ上经过P点时的向心加速度大于在轨道Ⅱ上经过P点时的向心加速度

3.如图所示,“食双星”是指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。在地球上通过望远镜观察这种双星,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,已知两颗恒星A、B间距为d,引力常量为G,则可推算出双星的总质量为()

A.π2d

C.2π2

4.为简单计,把地—月系统看成地球静止不动而月球绕地球做匀速圆周运动,如图所示,虚线为月球轨道。在地月连线上存在一些所谓“拉格朗日点”的特殊点。在这些点,质量极小的物体(如人造卫星)仅在地球和月球引力共同作用下可以始终和地球、月球在同一条线上。图中四个点不可能是“拉格朗日点”的是()

A.A点 B.B点 C.C点 D.D点

二、多项选择题

5.下图为嫦娥五号着陆地球前部分轨道的简化示意图,其中Ⅰ是月地转移轨道,在P点由轨道Ⅰ变为绕地椭圆轨道Ⅱ,在近地点Q再变为绕地椭圆轨道Ⅲ。下列说法正确的是()

A.在轨道Ⅱ运行时,嫦娥五号在Q点的机械能比在P点的机械能大

B.嫦娥五号在轨道Ⅱ上运行的周期比在轨道Ⅲ上运行的周期长

C.嫦娥五号分别沿轨道Ⅱ和轨道Ⅲ运行时,经过Q点的向心加速度大小相等

D.嫦娥五号分别沿轨道Ⅱ和轨道Ⅲ运行时,经过Q点的速度大小相等

6.我国在西昌卫星发射中心成功发射北斗卫星导航系统第55颗导航卫星,至此北斗卫星导航系统星座部署全面完成。北斗卫星导航系统第41颗卫星为地球同步轨道卫星,第49颗卫星为倾斜地球同步轨道卫星,它们的轨道半径约为4.2×107m,运行周期都等于地球的自转周期24h。倾斜地球同步轨道平面与地球赤道平面成一定夹角,如图所示。已知引力常量G=6.67×10-11N·m2/kg2,下列说法正确的是()

A.根据题目数据可估算出地球的质量

B.同步轨道卫星可能经过北京上空

C.倾斜地球同步轨道卫星一天2次经过赤道正上方同一位置

D.倾斜地球同步轨道卫星的运行速度大于第一宇宙速度

7.现假设三颗星a、b、c均在赤道平面上空绕地球做匀速圆周运动,其中b转动方向与地球自转方向相同,c转动方向与地球自转方向相反,a、b、c三颗星的周期分别为Ta=6h、Tb=24h、Tc=12h,某一时刻三个卫星位置如图所示,从该时刻起,下列说法正确的是()

A.a、b每经过4h相距最近一次

B.a、b经过8h第一次相距最远

C.b、c经过4h第一次相距最远

D.b、c每经过8h相距最近一次

考点规范练15天体运动中的三类问题

1.A解析:根据开普勒第三定律可知,r3T2=k,卫星的轨道半径越大,周期越大,所以中圆地球轨道卫星的运行周期小于地球同步卫星的运行周期,即小于地球自转周期,故A正确。倾斜地球同步轨道卫星与地球静止轨道卫星的周期相等,根据开普勒第三定律可知,两卫星的轨道半径相等,根据万有引力提供向心力,Gmm

2.B解析:在椭圆轨道Ⅱ上,根据开普勒第二定律可知P点的速度大于Q点的速度,故A错误。根据开普勒第三定律可得aⅠ3TⅠ2=aⅡ3TⅡ2,且aⅠ

3.B解析:由题意可知,双星系统的周期为2T,设恒星A的轨道半径为rA,恒星B的轨道半径为rB,由万有引力提供向心力可得

对恒星A,有GmAmBd

对恒星B,有GmAmBd

联立解得mA+mB=π2

4.B解析:分析题意可知,在拉格朗日点,质量极小的物体(如人造卫星)仅在地球和月球引力共同作用下可以始终和地球、月球在同一条线上,即人造卫星与