第6讲　天体运动中的四大热点.docx

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1、I课时规范练巩固提升I实战演练夯基提能授课提示：对应学生用书第319页 A组基础巩固练热点一 近地卫星、赤道上的物体及同步卫星的运行问题1. （2022.安徽合肥模拟）在地球大气层外有大量的太空垃圾。在太阳活动期，地球大气会受 太阳风的影响而扩张，使一些原本在大气层外绕地球飞行的太空垃圾被大气包围，从而开始 向地面下落。大部分太空垃圾在落地前已经燃烧成灰烬，但体积较大的太空垃圾仍会落到地 面上，对人类造成危害。太空垃圾下落的原因是（）A.大气的扩张使垃圾受到的万有引力增大而导致下落B.太空垃圾在与大气摩擦燃烧过程中质量不断减小，进而导致下落C.太空垃圾在大气阻力作用下速度减小，运动所需的向心力

2、将小于万有引力，垃圾做趋向 圆心的运动，落向地面D.太空垃圾的上表面受到的大气压力大于其下表面受到的大气压力，这种压力差将它推向 地面解析：太空垃圾在大气阻力的作用下速度减小，地球对它的引力大于它做圆周运动所需的向 心力，其不断做向心运动，最终落在地面上，故C正确，A、B、D错误。答案：c2.（多选X2022.大庆中学模拟）如图所示，A为地球同步卫星，8为运行轨道比4低的一颗卫星，C为地球赤道上某一高山山顶上的一个物体，两颗卫星及物体C的质量都相同，关于它们的线速度、角速度、运行周期和所受到的万有引力的比较，下列关系式正确的是（）A. VbOaUcB.scC. FaFbFcD. Ta = Tc

3、Tb解析：A、C的角速度相等，由0 = 60尸，可知由人造卫星的速度公式0= 可知，VaOc,故A正确；A、。的角速度相等，根据/=可知，A的角速度小于3的角速度，故coaSb,故B错误；由万有引力公式可知，半 径越大，万有引力越小，故FaFbTb,故D正确。答案：AD 热点二双星及多星模型3.（多选X2022.湖北武汉模拟）2019年12月20日，国防科技大学领衔研制的我国天基网络 低轨试验双星在太原卫星发射中心搭载CZ4B火箭成功发射，双星顺利进入预定轨道，假设 两个质量分别为m和根2（加1加2）的星体A和3组成一个双星系统，二者中心之间的距离为L,运动的周期为T,万有引力常量为G,下列说

4、法正确的是（）A.因为她加2,所以星体A对星体3的万有引力大于星体3对星体A的万有引力B.星体A做圆周运动的半径为门C.C.星体B的线速度大小为271m2L(mi+m2)T4tt2L3D.两星体的质量之和为号齐 解析：二者之间的万有引力提供了彼此的向心力，此为相互作用力，等大反向，A错误；由GmT2 = min（）2, Gm2 = m2r2（爷）2,门联立可得，星体A、星体3的运动半径分别为谭砂力=谭砂B正确；星体3的线速度吁竽别为谭砂力=谭砂B正确；星体3的线速度吁竽解得V (2+加2)7C错误；将G胃2 =叩门（爷）2,詈=m2r2号）2,化简后相加，结合门+r2 =心可解得如I4兀13十

5、加2=9I4兀13十加2=9D正确。答案：BD热点三 卫星的变轨问题4.（多选）（2022湖北武昌高三模拟）2020年5月5日，长征五号B运载火箭在中国文昌航天 发射场成功首飞，把近22吨的新一代载人飞船试验船送入太空。这是中国乃至亚洲火箭首 次发射超过“两万公斤”的航天器。此次新一代载人飞船试验船采用了全新的自主飞行控制 系统，飞行期间，在没有人工干预的情况下，自主完成了七次精确变轨，将飞船逐级抬到一 个远地点距离地面8 000公里的大椭圆轨道上。5月8日，试验船的返回舱在返回地面的过 程中，到合适高度处，先打开三个降落伞，接近地面时，再打开底部的6个气囊，落地缓冲， 平稳着陆。这标志着试验

6、船飞行试验任务圆满成功，也意味着中国载人航天事业开启了新的 篇章。下列说法正确的是（）A.降落伞打开后的下降过程中，空气阻力做负功，返回舱的机械能变小第2页，共7页B,打开6个气囊，落地缓冲，气囊的作用是减小试验船落地时与地面间的冲量C.飞船自主完成七次精确变轨，每次变轨都要加速才能从低轨道变到高轨道D.飞船在远地点距地面为8 000公里的椭圆轨道上运动的周期等于距地面为8 000公里的 圆轨道上运动的周期解析：降落伞打开后的下降过程中，空气阻力做负功，返回舱的机械能变小，选项A正确； 根据动量定理，打开6个气囊，落地缓冲，试验船落地时动量变化一定，受到地面的冲量一 定，气囊的作用是增大实验船

7、与地面的作用时间，从而减小试验船落地时与地面间的冲力， 选项B错误；飞船自主完成七次精确变轨，每次变轨都要加速做离心运动，才能从低轨道变到高轨道，选项C正确；根据开普勒第三定律可知淤=太 飞船在远地点距地面为8 000 公里的椭圆轨道上运动的半长轴小于距地面为8 000公里的圆轨道上运动的半径，则飞船在 远地点距地面为8 000公里的椭圆轨道上运动的周期小于距地面为8 000公里的圆轨道上运 动的周期，选项D错误。答案：AC5.（2022浙江奉化高三模拟）如图所示，地球球心为。，半径为R,表面的重力加速度为g。 一艘宇宙飞船绕地球无动力飞行且沿椭圆轨道运动，不计阻力，轨道上P点距地心最远， 距

8、离为3R,则下列说法正确的是（）A.飞船在P点的加速度一定是与B.飞船经过尸点的速度一定是c.飞船经过尸点的速度小于D.飞船经过P点时，若变轨为半径为3R的圆周运动，需要制动减速 解析：在地球表面重力加速度与万有引力加速度相等，根据牛顿第二定律有G?=加加GMGMGM 。速度。所以在地球表面有g=-r,交点的加速度“p=（3K）2=9选项A错误；在椭 圆轨道上飞船从尸点开始将做近心运动，此时满足万有引力大于P点所需向心力即maP /碳，即改停，选项B错误，C正确；飞船经过P点时，若变轨为半径为3R第3页，共7页 的圆周运动，需要点火加速，选项D错误。答案：c热点四 天体运动中的信息题6. 20

9、20年7月23日，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，则“天问一号”（）a.在轨道n上p点的速度小于。点的速度b.在轨道I上运行周期大于轨道n上运行周期c.由轨道I上变轨进入轨道n需要在尸点加速D.由轨道I上经过p点时的向心加速度大于在轨道II上经过p点时的向心加速度解析：“天问一号”在轨道II上由p点到。点，火星的引力对其做负功，则速度减小，即P点的速度大于。点的速度，选项A错误；根据开普勒第三定律持=上，“天问一号”在轨 道I上运行的半

10、长轴大于轨道II上运行的半长轴，则在轨道I上运行周期大于轨道II上运行 周期，选项B正确；“天问一号”由轨道I变轨进入轨道II需要在P点减速，做向心运动， 选项C错误；“天问一号”在轨道I上经过P点时受到火星的引力等于在轨道II上经过P 点时的引力，则在轨道I上经过P点时的向心加速度等于在轨道II上经过尸点时的向心加 速度，选项D错误。答案：B（2022黑龙江双鸭山高三模拟）2020年5月12日9时16分，我国在酒泉卫星发射中心用 “快舟一号”甲运载火箭，以“一箭双星”方式，成功将“行云二号” 01/02星发射升空，卫星进入预定轨道，发射取得圆满成功，此次发射的“行云二号” 01星被命名为“行

11、云武 汉号”，箭体涂刷“英雄武汉伟大中国”八个大字，画上了 “致敬医护工作者群像”，致敬 英雄的城市、英雄的人民和广大医护工作者。如图所示，设地球半径为R,地球表面的重力 加速度为go，“行云武汉号”在半径为R的近地圆形轨道I上运动，到达轨道的A点时点 火变轨进入椭圆轨道H,到达轨道的远地点8时，再次点火进入轨道半径为4R的圆形轨道 HI绕地球做圆周运动，设“行云武汉号”质量保持不变，则下列说法正确的是（）第4页，共7页a. “行云武汉号”在轨道I、m上运行的周期之比为8 ： 1“行云武汉号”在轨道m的运行速率大于麻C.飞船在轨道I上经过A处点火前的加速度大小等于相对地球赤道上静止物体的加速度

12、大 小d. “行云武汉号”在轨道I上的机械能小于在轨道in上的机械能解析：根据开普勒第三定律全=攵代入数据可得卷=a错误；根据等=” 2mv 1可知，轨道半径越大，运动速度越小，“行云武汉号”在轨道I上的运行时2go = /可得 菽，因此可知“行云武汉号”在轨道III的运行速度嬴，B错误；根据向心加速 、4兀2,度4=予广，在轨道I上运动周期大约为83 min,而在赤道上的物体随地球自转，周期为24 h,因此在轨道I上A点的向心加速度大于在地球赤道上的物体随地球自转的向心加速度， C错误；卫星发射的越高，机械能越大，因此“行云武汉号”在轨道I上的机械能小于在 轨道川上的机械能，D正确。答案：D

13、（2022山东烟台统考）2017年10月16日晚，全球天文学界联合发布一项重大发现：人类 首次直接探测到了双中子星合并产生的引力波及其伴随的电磁信号。从此在浩渺的宇宙面前, 人类终于耳聪目明了。某双中子星系统A、8绕其连线上的。点做匀速圆周运动的示意图如 图所示，若A星的轨道半径小于3星的轨道半径，双星的总质量为双星间的距离为L 其运动角速度为如贝M）A. A星的质量一定大于3星的质量B.双星总质量M一定时，L越大，口越大C. A星运转所需的向心力大于8星所需的向心力A星运转的线速度大小等于5星运转的线速度大小解析：双星圆周运动的向心力由万有引力提供，双星是同轴转动，角速度相等，设A星和B 星

14、轨道半径分别为以和 0，据万有引力提供向心力有 否#= Ml以2=%02,则Ml以 =M2-b,因为以，所以，A星的质量一定大于8星的质量，A正确；由以上分析，结合 L=第5页，共7页以+力，解得0）=4誓，B错误；双星靠相互间的万有引力提供向心力，所以向心力相等,C错误；双星系统中两颗恒星间距不变，是同轴转动，角速度相等，根据。=如，3以,所 以外。8, D错误。答案：AB组综合提能练9.（多选）（2022.黑龙江鹤岗模拟）“嫦娥三号”从距月面高度为100 km的环月圆轨道I上的 P点实施变轨，进入近月点为15 km的椭圆轨道H,由近月点。成功落月，如图所示。关 于“嫦娥三号”，下列说法正确

15、的是（ ）A.沿轨道I运动至P时，需制动减速才能进入轨道IIb.沿轨道n运行的周期大于沿轨道I运行的周期c.沿轨道n运行时，在p点的加速度大于在。点的加速度d.在轨道n上由尸点运行到。点的过程中，万有引力对其做正功，它的动能增加，重力 势能减小，机械能不变解析：在轨道上运动，从尸点开始变轨，可知“嫦娥三号”做近心运动，在p点应该制 动减速以减小向心力，通过做近心运动减小轨道半径，故A正确；轨道II的半长轴小于轨 道I的半径，根据开普勒第三定律可知，沿轨道II运行的周期小于轨道I上的周期，故B 错误；在轨道II上运动时，卫星只受万有引力作用，在P点的万有引力比在。点的小，故 在。点的加速度小于在

16、Q点的加速度，故C错误；根据开普勒第二定律可知，在轨道II上 由0点运行到。点的过程中，万有引力对嫦娥三号做正功，嫦娥三号的速度逐渐增大，动 能增加，重力势能减小，机械能不变，故D正确。答案：AD10. （2022北京朝阳八十中高三模拟）2020年5月30日4时13分，我国在西昌卫星发射中 心用长征十一号运载火箭，采取“一箭双星”方式，成功将新技术试验卫星G星、星顺 利送入预定轨道。“一箭双星”是指运载火箭达到某一预定轨道速度时先释放G星，使G 星进入较低的卫星轨道运行，然后火箭继续飞行，达到另一预定轨道速度时再释放H星， 使H星进入较高的卫星轨道运行。假设G星和H星都在各自轨道上做近似的匀速

17、圆周 运动，则下列说法正确的是（）A. G星的在轨运行速率比“星小G星的在轨运行周期比“星小第6页，共7页B. G星的在轨运行加速度比星小G星的在轨运行角速度比H星小解析：由万有引力提供向心力窄%=,解得。=由于勺加，所以%四，A错误；根据开普勒第三定律尸=攵，由于%加，所以TgTh, B正确；根据牛顿第二定律可得一=ma,解仔= 户，由于 “加,所以。gQ”，C 错戾；由万有引力提供向心力 ”一=mi可得=由于出切，所以g”，D错误。答案：B11. (2022.陕西咸阳模拟)2020年3月，中国“天眼” FAST在武仙座球状星团中发现了一个 脉冲双星系统，由一颗脉冲星与一颗白矮星组成，这是F

18、AST首次发现的脉冲双星系统，现 设该双星系统中的Si、S2两星的质量分别为m和2加，两星间距为3在相互间万有引力的 作用下，绕它们连线上的某点。转动。已知引力常量G,忽略其他星球对两星的影响，求: (1)S1、2两星之间的万有引力大小;S2星到。点的距离；它们运动的周期。2GmilT解析：(1)根据万有引力定律，有尸万=平坦=爷工。(2)设。点距S2星的距离为X,双星运动的周期为7；由万有引力提供向心力，对于S2星有4兀2 = 2m)r 二 0 b ,4-2Gm2 zr 4tt2 对于Si星有 j =m(L-x)F 计算得x=Lo将代入誓=2通 答案：(1羚箸(2)|l (3)2兀含解得双星周期T=2tiLL 3G第7页，共7页