专题突破练习5 天体运动中的三类热点问题-2022新高考物理一轮复习【名师导航】Word练习(新高考·湖北专用)

专题突破练习(五) (时间：30分钟) 1．(多选)(2018·全国卷Ⅰ)2017年，人类第一次直接探测到来自双中子星合并的引力波。根据科学家们复原的过程，在两颗中子星合并前约100 s时，它们相距400 km，绕二者连线上的某点每秒转动12圈。将两颗中子星都看作是质量均匀分布的球体，由这些数据、万有引力常量并利用牛顿力学知识，可以估算出这一时刻两颗中子星(　　) A．质量之积 B．质量之和 C．速率之和 D．各自的自转角速度 BC　[由题意可知，合并前两中子星绕连线上某点每秒转动12圈，则两中子星的周期相等，且均为T＝，A错误，B正确；又由v1＝ωr1、v2＝ωr2，则v1＋v2＝ω(r1＋r2)＝ωL，C正确；由题中的条件不能求解两中子星自转的角速度，D错误。] ＝m2ω2r2，又r1＋r2＝L＝400 km，解得m1＋m2＝＝m1ω2r1、G，两中子星构成了双星模型，假设两中子星的质量分别为m1、m2，轨道半径分别为r1、r2，速率分别为v1、v2，则有：G s，两中子星的角速度均为ω＝ 2.如图所示，一颗人造卫星原来在椭圆轨道1绕地球E运行，在P点变轨后进入轨道2做匀速圆周运动。下列说法正确的是(　　) A．不论在轨道1还是轨道2运行，卫星在P点的速度都相同 B．不论在轨道1还是轨道2运行，卫星在P点的加速度都相同 C．卫星在轨道1的任何位置都具有相同的加速度 D．卫星在轨道2的任何位置都具有相同的动量 B　[卫星在轨道1上运行到P点，经加速后才能在轨道2上运行，故A错误；由G，由此式可知B正确，C错误；卫星在轨道2上的任何位置具有的动量大小相等，但方向不同，故D错误。] ＝ma得：a＝ 3.(多选)导航系统是一种利用人造卫星对物体进行定位测速的工具，目前世界上比较完善的导航系统有美国的GPS系统，中国的北斗系统，欧洲的伽利略导航系统以及俄罗斯的GLONASS系统，其中美国的GPS系统采用的是运行周期为12小时的人造卫星，中国的北斗系统一部分采用了同步卫星，现有一颗北斗同步卫星A和一颗赤道平面上方的GPS卫星B，某时刻两者刚好均处在地面某点C的正上方，如图所示，下列说法正确的是(　　) A．A的速度比B的小 B．若两者质量相等，则发射A需要更多的能量 C．此时刻B处在A、C连线的中点 D．从此时刻起，经过12小时，两者相距最远 ABD　[利用万有引力定律提供向心力可知知周期与半径呈非线性关系，故B不在A、C连线的中点处，选项C错误；经过12小时，A运动半周，而B运动一周，两者在地心异侧共线，相距最远，选项D正确。]，即轨道半径越大，运行速度越小，故A的速度比B的小，选项A正确；若A、B质量相等，则A在发射过程中克服引力做功多，故所需发射速度大，发射A需要更多的能量，选项B正确；由T＝，得v＝＝m 4．(武汉部分学校2021届高三检测)2020年7月23日，我国“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Ⅱ上P点的速度小于Q点的速度 B．在轨道Ⅰ上的运行周期大于在轨道Ⅱ上的运行周期 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 B　[轨道Ⅱ上的P点是近火星点，Q点是远火星点，可认为“天问一号”在椭圆轨道Ⅱ上运动时机械能守恒，又在Q点时的引力势能大于在P点时的引力势能，所以在轨道Ⅱ上P点的速度大于在Q点的速度，选项A错误；由题图可知，轨道Ⅰ的半长轴大于轨道Ⅱ的半长轴，根据开普勒第三定律，可知“天问一号”在椭圆轨道Ⅰ上的运行周期大于在椭圆轨道Ⅱ上的运行周期，选项B正确；椭圆轨道Ⅰ的半长轴大于椭圆轨道Ⅱ的半长轴，即椭圆轨道Ⅰ相当于高轨道，所以“天问一号”由椭圆轨道Ⅰ变轨进入椭圆轨道Ⅱ需要在P点减速，选项C错误；“天问一号”在轨道Ⅰ的P点和在轨道Ⅱ的P点上时到火星的距离相同，受到火星的万有引力相等，根据牛顿第二定律，可知“天问一号”在椭圆轨道Ⅰ上经过P点时的向心加速度等于“天问一号”在椭圆轨道Ⅱ上经过P点时的向心加速度，选项D错误。] 5.(多选)(2020·广东省高考第一次模拟)如图所示，天文观测中观测到有三颗星位于边长为l的等边三角形三个顶点上，并沿等边三角形的外接圆做周期为T的匀速圆周运动。已知引力常量为G，不计其他星体对它们的影响，关于这个三星系统，下列说法正确的是(　　) A．三颗星的质量可能不相等 B．某颗星的质量为 C．它们的线速度大小均为 D．它们两两之间的万有引力大小为 BD　[轨道半径等于等边三角形外接圆的半径，r＝，C错误。]＝·＝，A错误，B、D正确；线速度大小