专题08 天体的轨道运行与变轨（核心素养练习）-【新教材精创】2019-2020学年高一物理新教材知识讲学（人教必修第二册）

专题八 天体的轨道运行与变轨 学科素养部分 一.核心素养聚焦 考点一 科学思维——天体运行的动力学与运动学问题 例题1．宇宙飞船以周期为T绕地球作圆周运动时，由于地球遮挡阳光，会经历“日全食”过程，如图所示。已知地球的半径为R，地球质量为M，引力常量为G，地球自转周期为。太阳光可看作平行光，宇航员在A点测出的张角为，则 A. 飞船绕地球运动的线速度为 B. 一天内飞船经历“日全食”的次数为T/T0 C. 飞船每次“日全食”过程的时间为 D. 飞船周期为 例题２．设地球质量为月球质量的81倍，地球半径是月球半径的4倍，若探测器甲绕地球和探测器乙绕月球做匀速圆周运动的半径相同，则 A.甲与乙线速度之比为9:2 B.甲与乙线速度之比为1:9 C.甲与乙向心加速度之比为81:1 D.甲与乙的运动周期之比为1:1 考点二.科学思维——卫星变轨、发射与宇宙速度 例题３．在地面上以速度v抛射一飞船后,这艘飞船绕地球转动,当将抛射速度提高到2v时,飞船将可能 A、地球转动，轨道半径增大 B、仍绕地球转动，轨道半径减小 C、摆脱地球引力的束缚，成为太阳系的小行星 D、摆脱太阳引力的束缚，飞向宇宙 例题４．美国宇航局的“信使”号水星探测器按计划将在2015年3月份陨落在水星表面。工程师找到了一种聪明的办法，能够使其寿命再延长一个月。这个办法就是通过向后释放推进系统中的高压氦气来提升轨道。如图所示，设释放氦气前，探测器在贴近水星表面的圆形轨道Ⅰ上做匀速圆周运动，释放氦气后探测器进入椭圆轨道Ⅱ上，忽略探测器在椭圆轨道上所受外界阻力。则下列说法正确的是 A．探测器在轨道Ⅰ上A点运行速率小于在轨道Ⅱ上B点速率 B．探测器在轨道Ⅱ上某点的速率可能等于在轨道Ⅰ上速率 C．探测器在轨道Ⅱ上远离水星过程中，引力势能和动能都减少 D．探测器在轨道Ⅰ和轨道Ⅱ上A点加速度大小不同 考点3. 物理思维——多星系统问题 例题５．宇宙中两个星球可以组成双星，它们只在相互间的万有引力作用下，绕球心连线的某点做周期相同的匀速圆周运动．根据宇宙大爆炸理论，双星间的距离在不断缓慢增加，设双星仍做匀速圆周运动，则下列说法错误的是(　　) A．双星相互间的万有引力减小 B．双星做圆周运动的角速度增大 C．双星做圆周运动的周期增大 D．双星做圆周运动的半径增大 考点４. 物理思维——卫星的追及问题 例题６．某行星和地球绕太阳公转的轨道均可视为圆。每过N年，该行星会运行到日地连线的延长线上，如题图所示。该行星与地球的公转半径比为 ( 例６图 ) A． B．　　C． D． 例７.人造卫星甲、乙分别绕地球做匀速圆周运动,卫星乙是地球同 步卫星，卫星甲、乙的轨道平面互相垂直，乙的轨道半径是甲轨道半径的倍,某时刻两卫星和地心在同一直线上，且 乙在甲的正上方(称为相遇），如图所示。在这以后，甲运动8 周的时间内，它们相遇了 A.4次 B. 3次 C. 2次 D.1次 考点5. 科学探究——同步卫星、近地卫星与赤道上的物体 例题８．利用三颗位置适当的地球同步卫星，可使地球赤道上任意两点之间保持无线电通讯，目前，地球同步卫星的轨道半径为地球半径的6．6倍，假设地球的自转周期变小，若仍仅用三颗同步卫星来实现上述目的，则地球自转周期的最小值约为 A．1h B．4h C．8h D．16h 二.学业质量测评 选择题 1.为了探测X星球，载着登陆舱的探测飞船在以该星球中心为圆心，半径为r1圆轨道上运动，周期为T1,总质量为m1。随后登陆舱脱离飞船，变轨到离星球更近的半径为r2的圆轨道上运动，此时登陆舱的质量为m2，则 A．X星球的质量为 B．X星球表面的重力加速度为 C．登陆舱在r1与r2的轨道上运动时的速度大小之比是 D．登陆舱在半径为r2的轨道上做圆周运动的周期为 2.如今，GPS车辆监控管理系统综合利用全球卫星定位（GPS）、无线通信（GSM）、地理信息系统（GIS）等多学科的前沿技术，实现了对车辆的监控管理及行车历史的记录。均匀分布在地球赤道平面上空的三颗同步通信卫星能够实现除地球南、北极等少数地区外的“全球通信”。已知地球半径R，地球表面的重力加速度为，地球自转周期为T，下面列出的是关于三颗卫星任意两颗间距离L的表达式，其中正确的是 A． B． C． D． 3.如图所示，A为静止于地球赤道上的物体，B为绕地球作椭圆轨道运行的卫星，C为绕地球做圆周运动的卫星，P点是BC两卫星轨道的交点。已知A、B、C绕地心运动的周期相同。相对于地心，下列说法中不正确的是 A．物体A和卫星C具有相同大小的加速度 B．卫星C的运行速