2025优化设计一轮第3讲 专题提升 天体运动的四大问题.docx

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1、第.3讲专题提升:天体运动的四大问题基础对点练题组一卫星的变轨和对接问题1.（多达）（2023海南叁）如图所示,I、2轨道分别是大K二号飞船在变物曲后的轨道,下列说法正确的是A.飞船从I轨道变到2轨道要点火加速B.飞船在I轨道的周期大于在2轨道的限期C飞船在1凯道的速度大于在2轨道的速度D.匕船在1轨道的加速度大于在2轨道的加速度2.我国在海南文昌航天发射场.用长征五号遥五运教火漪成功将蛇嫉五号探冽器送入预定轨道。嫦娥五号在进入环月M轨道前要进行两次“刹车”,如图所示,第一次“刹车”是在P点让其进入大椭圆轨道.第二次是在P点让其进入环月轨道.下列说法正确的是（地月转移轨道环月VIinA.探测器

2、在不同轨道上经过P点时所受万有引力相同B.探测器完成第二次“刹车”后.运行过程线速度保持不变C探测器在环月轨道上运行周期比在大椭If1.I轨道上运行周期大D.探测器在环月轨道上运动的机械能比在大相圈轨道上运动的机械能大3J天舟五号”货运飞船仅用2小时就与“天宫”空间站快速交会对接.创造了世界纪录.飞船从预定轨道1的八点笫一次变轨进入椭圆轨遒【1.到达楠硼凯道的远地点B时.再次变轨进入空间站的运行轨道出,与空间站实现时接.黄设轨道1和川都近似为圆轨道,不计飞船质证的变化,则飞船（）第一次：/变轨A.在轨道I的线速度大于第一宇宙速度B.仁乳道I卜.的运行周期小于空间站的运行周期C.第一次变轨需加速

3、.第二次变轨需战逑D,在用轨道I上A点与桃圈轨道H上4点的加速度不同题组二双星和多星问题4.天文学家发现了一对被称为“灾变变星的罕见双星系统.约每51min彼此烧行-题通过天文观测的数据.模拟该双星系统的运动,推测在接卜来的7(K)O万年里.这对双星彼此绕行的周期逐渐减小至18疝如果将该双星系统简化为理想的随尚运动模型,如图所示,两星球在万有引力作用下,绕。点做匀速典周运动.不考虑其他天体的影响,两颗星球的顺量不变,在彼此绕行的冏期逐渐减小的过程中,下列说法正确的是()/U,.A.母颗星球的角速度都在逐渐变小B.两颗星球的距离在逐渐变大C两购星球的轨道半径之比保持不变D每颗星球的加速度都在变小

4、题组三卫星的追及和相遇问题5 .如图所示,卫星甲、乙均绕地球做匀速圆周运动,轨道平面相互垂直.乙的轨道半径是甲的俪倍.将两卫星和地心在同一直线且甲、乙位于地俅同I则的位置称为相遇、,则从某次“相遇”后,甲绕地球运动15圈的时间内.甲、乙卫星相,相遇飞)：)-MW；-A.I次B.2次C.3次D.4次题组四天体的瓦解和名洞问题6 .黑洞是一种密度极大、引力极大的天体,以至于光都无法逃逸,科学家一般通过观测境愿洞运行的大体的运动规律间接研究界洞.一知某擦洞的逃逸速度为V=J毕.其中引力常埴为Gq是该垠洞的质心,扭是该黑涧的半径，若天文学家观测到与该黑洞相距为r的天体以周期丁绕该黑洞做匀速即周运动,光

5、速为C,则下列关于该黑涓的说法正确的是()A.该黑洞的质量为生B.该黑洞的质rt9G1.C该黑洞的最大半径万字D该黑洞的最大半径为第综合提升练7,科学家发现太阳绕银河系中心。处的“黑洞”做圆周运动（可视为做匀速双周运动）,转图大概衢要2.2亿年,这个时间被称为银河年,而地球烧太阳转动TW可视为做匀速圆周运动）仅需要I年.W-恒星S也统O处做匀速网周运动.周期约为16年,已知O处离太阳的即肉约为2.6万光年.太阳到地球的矩离为1.6XK）S光年.引力常服为G.根据题给信息可以推断出）A,恒星S的戏速度小于太阳的B“黑洞”与地球间的政量关系C恒星S与太阳间的质量关系Dztn星S和太阳的向心加速度之

6、比8 .（）（2024山东日球摸M）2023年IO月2611,我国自主研发的神舟十七号我人飞船照满地完成了发射,与天和核心舱成功对接，神舟十七号我人飞船的发射与交会对接过程的示意图如图所示,图中为近地周轨道.其轨道半径为用.为网变轨轨道.为天和核心舱所在阚轨道.其轨道半径为&.P、。分别为轨道与、轨道的交会点。已知神舟卜七号载人飞朋的引力势能大小的表达式为自=智.式中K为地心到飞船的距禺为地球的质量J”为神舟十七号载人飞船的质量。为引力常应地球表面的重力加速度为K.下列判断iE确的是（）A.神舟十七号在凯道上经过Q点的速度小于在轨道上姓过Q点的速座B.神舟十七号先到轨道,然后再加速,才能与天和

7、核心舱完成对接C神舟I七号从轨道转移到轨道,E船增加的机械健为蹩唠出D神舟十七号在轨道上从P点运动刎Q点的最短时间为乂喏）9 .质量均为的两个星球A和B.川印为心它们阚绕着连线中点做匀速同周运动.观测到两星球的运行周期7小于按照双星模型计徵出的烦期加且M=,于是有人猜想在A、B连跳的中点有一未知天体C假如猜想正确,则C的质麻为（）crmd1.,m10 .（2023浙江金华南三技考）敦人飞船的发射及进入空间站轨道的过程可简化为如图所示的情境,描圆轨道1为救入飞船运行轨道.网形轨道2为天宫空间站运行轨道.两轨道相切于点.已知轨道1的半长轴为/.轨道2的半径为r.地球半径为凡地球表面重力加速度为gJ

8、fe球的自转周期为A引力常跳为Ge卜列说法正确的是（）轨道2A.可求得地球的质价为第B.我人飞船在轨道I上P点的加速度小于在轨道2上点的加速度C技人飞船在轨道2上。点的速度小于在轨道1上P点的速度D.空间站在轨道I上运行的周期与飞船在轨道2上运行的周期之比为7：F11.（2023湖南长沙蝮拟）如图所示,地球和行星绕太阳做匀速即周运动,地球和行星做匀速圆周运动的半径之比为1:4,不计地球和行星之间的相互影响,下列说法错误的是（）A.行星战太阳做B1.周运动的周期为8年B.由图示位五开始计时,至少再经过抨.地球、太阳和行星连线为同口践C地球和行星的线速度大小之比为I:2D.经过相同时间,地球、行星

9、半径扫过的面积之比为I：2参考答案第3讲专题提升:天体运动的四大问题IACD解析飞船从较低的轨道1进入我高的轨道2要进行加速做寓心运动才能完成tA正确；根据呻=杉=4*=皿,.可得”=誓M呼.T=2x层.可知飞瘠在轨道I的周期小于在轨道2的周期,在轨道1的速度大于在轨道2的速度,在轨道I的加速度大于在轨道2的加速度.B错误,C、D正确。2.A解析根据万有引力表达式将尸=吟;可知探测器在不同轨功上经EP点时所受万布.引力相同.A正确:探测冷完成第二次“刹车”后.做句速回版运动.运行过程线速度大小保持不变.方向不断变化,故运行速度是变化的.B错误;因为探测器在环月轨道上运行的轨道半径比在大椭圆轨道

10、上运行的轨道半长轴小,根据开普勒第三定律M=Jt可知，探测器在环月轨道上运行周期比在大椭圆轨道上运行周期小.C错误:探测器从大帏国轨道进入环月轨道.做近心运动,故带点火减速.因发动机做货功,机械能城小.故在环月轨递上运动的机械能比在大椭圆轨道上运动的机械能小Q错误。3.B解析根据万有引力提供向心力可得且詈=号解得V=J电地球第一宇宙速度等于卫星在地球表面轨道绕地球做匀速圆周运动的浅速度.可知飞船在轨道1的线速度小于第一宇宙速度.故A错误:根据万有弓:力提供向心力可得号=即r.解得T=由于轨道I的半径小于轨道山的半径,则飞船在轨道I上的运行周期小于空间站的运行周期.故B正确:卫星从低轨道变轨到高

11、轨道,在爻轨处都需要点火加速,则第一次变轨需加速,第二次爻轨也需加速,故C错误;根据牛顿第二定律可得竽=,m.解得“=鬻,由于和，都相同期飞射在圆轨道1上4点与幡国轨道H上A点的加速度相同.故D错误.4C解析根据题装由公式a4可知,由于彼北绕行的周期逐渐拔小.则每颗星球的角速度都在逐渐变大,设双星转动的角速度为防双星同距海为，星球的质量分别为啊.，心由万有引力提供向心力有笔Z=,”1=，”刈力.解得=JQmgm2可知距离1.逐渐变小.故A.B错误:根揖题意.由万有引力提供向心力分已詈=%=hJ用吃=言,由于星球质量不变,则两颗星球的轨道半径之比保持不变,故C正确:由万有可力提供向心力有生罟=,

12、M=,必.可知,由于距高/,逐渐变小,每痍星球的加速度都在变大,故D错误。5 .D解析根据开普勤第三定律有七)=().解得了=77V从国示时刻开始.乙转动半见甲统动3.5圈,“相遇”一次,此后乙每转动半88,两个卫星就“相遇”一次,则甲运动15圉的时间内，甲、乙卫星将“相遇”4次.故选D.6 .D解析天体院黑洞运动时冷罗=,“停).解得A产需AB错误:黑洞的逃速速度不小于光速.则有再&解得在誓=第C错误.D正确7 .D解析大阳和恒星S1.fi绕。处做匀速圆周运动,由开普勒第三定律可得驾=写.则太阳的轨道半径较大,根据万有引力提供向心力有军巴=4.可得V=再.故大FE的或速度小于恒星S的.故A错

13、误;恒星S与五阳围绕。处做匀速回周运动、地球绕太胆做圆周运动,由题给信息,可求“黑洞”和太阳的质量,不可求恒星S和地球的质量,B.C惜溟;由圆周运动规律可得,恒星S和8 ACD解析轨组相对于轨道是低轨道.由破轨道变轨到高轨道.再要在两轨道切点。位置加速.即神舟十七号在轨道上经过。点的速度小于在轨道上经过。点的速度.故A正确:根据上逑可知,神舟十七号先到轨道.然后在与轨道交会点加速,才能与天和核心舱完戌时接.故B错误;神舟十七号在轨道上有端=,笄,ErWmuJ-誓,神舟十七号在轨道有爷啜-2=mv22-誓,在地球表面电力近似等千万有引力则有G笨=”必解密飞船通扣的机械能为EqEe=22%13.敌

14、C正确;神舟十七号在轨道上有第=帘,结合1+ff2上述解存/=2*碧,根据开普勒第三定律有等=三口1.,神舟十七号在轨道上从P点运动到。点的最短时间为r=争解得可(警)产奈.故D正确。9 .A解析两星球境连线的中点转动别有理=”笠会所以7i=211J.由于C的存在.星球所密的向心力由两个力的合力提供.则(+G步=川粤W又J=上联立解野府=本叽可知A1.(O),4JD1.*,B.C.D错误。IOD解析地球表面的重力等于万有引力,则曙=M与Y凡得到府=等做A错误;在轨道1和轨道2上P点均是万有弓:力提供向心力M1.色筌=必解”=粤.因两轨道上2点至.地域的距离是一样的,故两轨道上P点加速度相等.故B错误;战人飞船在轨道I上尸点进入轨道2时需要点火加速,在轨道2上P点的速度大于在轨道I上夕点的速度,故C错误:根据开普给第三定律有若=9可畸=祟故D正确“HC解析根据万有引力提供圆周运动的向心力有誓=M噌,可得周期7=所以*=8.因为地球公转周期为I年.故行星公转周期为8年,故A正确,不符合题意;地球周期短,故当地球比行星多公转半周时,地球、大阳和行星连线为同一直线,即(普-地B正确.不符合题款根据万有弓力提供圆周运动的向心力有号=4.规速度尸耳.可得=：做C特误,符合题意:行星与太阳违规扫及的面积S吟+=啜=-F三()=TxG)2=/故D正确,不符合题t厂二所行堆./