2023届高考物理一轮复习学案：高考动向5 天体问题

高考动向5 天体问题 知识详解 1、基本方法 　　 2、黄金代换式 3、地球同步卫星 地球的同步卫星在地球的赤道上方高处 4.双星问题 互为同轴问题，角速度相等、周期相等、轨道半径与双星的质量呈反比。 例题详解 【例题1】现有两颗绕地球匀速圆周运动的人造地球卫星A和B，它们的轨道半径分别为和。如果，则 ( ) A. 卫星A的运动周期比卫星B的运动周期大 B. 卫星A的线速度比卫星B的线速度大 C. 卫星A的角速度比卫星B的角速度大 D. 卫星A的加速度比卫星B的加速度大 【例题2】某人造地球卫星因受高空稀薄空气的阻力作用，绕地球运转的轨道会慢慢改变，每次测量中卫星的运动可近似看作圆周运动。某次测量卫星的轨道半径为r1，后来变为r2，r2< r1。以EK1、EK2表示卫星在这两个轨道上的动能，T1、T2表示卫星在这两上轨道上绕地运动的周期，则( ) A. EK2< EK1，T2< T1 B．EK2< EK1，T2> T1 C．EK2> EK1，r2< r1 D．EK2> EK1，T2> T1 【例题3】“天宫一号”与“神舟八号”交会对接成功，标志着我国在对接技术上迈出了重要一步。用M代表“神舟八号”，N代表“天宫一号”，它们对接前做圆周运动的情形如图所示，则( ) A. M的发射速度大于第二宇宙速度 B. M适度加速有可能与 N实现对接 C. 对接前，M的运行速度小于N的运行速度 D. 对接后，它们的运行速度大于第一宇宙速度 综合训练 1.如图所示，圆a和椭圆b是位于地球赤道平面上的卫星轨道，其中圆a是地球同步轨道。现在有A、B两颗卫星分别在a、b轨道上运行，但运行方向与地球自转方向相反，已知A、B的运行周期分别为T1、T2，地球自转周期为T0，P为轨道b的近地点。则下列说法正确的是(　　) A．卫星A是地球同步卫星 B．卫星B在P点时动能最大 C．T0＝T1 D．T1<T2 2．火星探测已成为世界各国航天领域的研究热点。现有人想设计发射一颗火星的同步卫星。若已知火星的质量M，半径R0，火星表面的重力加速度g0，自转的角速度ω0，引力常量G，则同步卫星离火星表面的高度为(　　) A.－R0 B.C.－R0 D. 3.如图，、b、c是在地球大气层外圆轨道上运动的3颗卫星，下列说法正确的是（ ） A．b、c的线速度大小相等，且大于的线速度 B．b、c的向心加速度大小相等，且大于的向心加速度 C．c加速可追上同一轨道上的b，b减速可等候同一轨道上的c D．卫星由于某原因，轨道半径缓慢减小，其线速度将增大 4.有a、b、c、d四颗地球卫星，a还未发射，在赤道表面上随地球一起转动，b是近地轨道卫星，c是地球同步卫星，d是高空探测卫星，它们均做匀速圆周运动，各卫星排列位置如图所示，则(　　) A．a的向心加速度等于重力加速度g B．在相同时间内b转过的弧长最长 C．c在4小时内转过的圆心角是 D．d的运动周期有可能是20小时 5.为研究太阳系内行星的运动，需要知道太阳的质量，已知地球半径为R，地球质量为m，太阳与地球中心间距为r，地球表面的重力加速度为g，地球绕太阳公转的周期为T。则太阳的质量为(　　) A. B. C. D. 6.组成星球的物质是靠引力吸引在一起的，这样的星球有一个最大的自转速率，如果超出了该速率，星球的万有引力将不足以维持其赤道附近的物体随星球做圆周运动。假设地球可视为质量均匀分布的星球，地球半径为R、地球北极表面附近的重力加速度为g、引力常量为G、地球质量为M，则地球的最大自转角速度ω为：( ) A． B．ω= C． D． 7.火星被认为是太阳系中最有可能存在地外生命的行星，对人类来说充满着神秘。为了更进一步探究火星，发射一颗火星的同步卫星，已知火星的质量为地球质量的p倍，火星自转周期与地球自转周期相同，均为T，地球表面的重力加速度为g，地球的半径为R，则火星的同步卫星与火星中心的距离为(　　) A. B. C. D. 8.为了测量某行星的质量和半径，宇航员记录了登陆舱在该行星表面做圆周运动的周期T，登陆舱在行星表面着陆后，用弹簧称称量一个质量为m的砝码读数为N。已知引力常量为G。则下列计算中错误的是： A．该行星的质量为 B．该行星的半径为 C．该行星的密度为 D．在该行星的第一宇宙速度为 9.宇宙中，两颗靠得比较近的恒星，只受到彼此之间的万有引力作用相互绕转，称之为双星系统。在浩瀚的银河系中，多数恒星都是双星系统。设某双星系统A、B绕其连线上的O点做匀速圆周运动，如图4所示。若AO>OB，则(