内容正文:
天体运动与航天-2023年高考高频考点冲刺
一、单选题
1.(2023春·河北邯郸·高三校联考开学考试)如图所示,质量为m的探测器被火星捕获后绕火星做匀速圆周运动,当探测器运行到A点的瞬间,同时发射两束激光,一束激光经过时间t到达火星表面的B点,另一束激光经过时间到达火星表面的C点,B点是火星表面距A点最近的点,C点与A点的连线与火星表面相切,已知火星表面的重力加速度为,引力常量为G,激光的速度为c,不考虑火星的自转,下列说法正确的是( )。
A.探测器绕火星运行的轨道半径为
B.火星的半径为
C.火星的质量为
D.由题设条件不能确定火星的第一宇宙速度
考查方向:类比法求解其它星球宇宙速度、星球表面重力加速度、卫星各物理量的计算
2.(2023春·河北·高三校联考开学考试)近日,我国研究人员利用“中国天眼”,首次探测到了致密双星系统中等离子体的极端湍流现象,该双星系统由毫秒脉冲星(中子星)和低质量恒星组成,二者绕共同的中心旋转。恒星被脉冲星强烈地辐射蚕食,若该过程中脉冲星和恒星的距离以及脉冲星和恒星质量之和不变,下列说法正确的是( )
A.脉冲星的轨道半径不变
B.低质量恒星的轨道半径减小
C.低质量恒星绕中心旋转的线速度减小
D.该双星系统的周期不变
考查方向:双星问题
3.(2023·广东惠州·统考模拟预测)为了更好地了解太阳活动对地球的影响,2022年10月,我国成功将“夸父一号”卫星发射升空,该卫星绕地球的运动看成匀速圆周运动,距离地球表面约720千米,运行周期约99分钟,下列说法正确的是( )
A.“夸父一号”有可能静止在惠州市的正上方
B.若已知万有引力常量,利用题中数据可以估算出太阳的质量
C.“夸父一号”的发射速度大于第二宇宙速度
D.“夸父一号”的角速度大于地球自转的角速度
考查方向:计算天体质量和密度;第二宇宙速度;同步卫星与其它卫星的对比
4.(2022秋·湖南长沙·高三雅礼中学校考阶段练习)恒星内部的热核反应会向外辐射大量的电磁波,当辐射所产生的扩张压力与万有引力所产生的收缩压力平衡时,恒星便稳定下来。设想处于稳定状态的恒星是质量分布均匀、密度为p、半径为R的球体。选取该恒星内部一距恒星中心为r(r≤R),厚度为(远小于r)的小薄片A,如图所示,已知辐射所产生的扩张压力在A的内、外表面引起的压强差的绝对值为,引力常量为G。已知质量分布均匀的球壳对壳内物体的万有引力为零。忽略其他天体的影响。下列关于表达式正确的是( )
A.
B.
C.
D.
考查方向:万有引力的计算
5.(2023春·河南洛阳·高三新安县第一高级中学校考开学考试)土星有一个显著的行星环系统,主要成分是冰的微粒和较少数的岩石块以及尘土。若环内有到土星表面距离分别为和的两块石块,围绕土星做匀速圆周运动的周期之比为,。则土星的半径约为( )
A.54268km B.60268km C.74268km D.80268km
考查方向:开普勒第三定律
6.(2023秋·河北邯郸·高三统考期末)北京时间2022年11月17日11时16分,航天员乘组成功开启“问天实验舱”气闸舱出舱舱门,航天员陈冬,蔡旭哲成功出舱,航天员刘洋在核心舱内配合支持。经过约5.5小时的出舱活动,圆满完成出舱活动期间全部既定任务。若“问天实验舱”围绕地球在做匀速圆周运动,轨道半径为r,周期为T,引力常量为G,则下列说法正确的是( )
A.地球质量为
B.若出舱活动期间蔡旭哲自由释放手中的工具,工具会立即高速离开航天员
C.若出舱活动期间蔡旭哲的手臂支持着身体,手臂上承受很大压力
D.“问天实验舱”在圆轨道上运行的速度大于
考查方向:计算中心天体的质量和密度、超重失重、万有引力提供向心力
7.(2023秋·内蒙古赤峰·高三统考期末)2022年11月12日12时10分,天舟五号货运飞船与火箭分离后经历2次变轨,来到与天和核心舱相距较近的位置上,然后在自动控制下轨道逐渐升高,与核心舱的距离不断减小,成功对接于天和核心舱后向端口,首次实现了两小时自主快速交会对接,创造了世界纪录。下列说法正确的是( )
A.天舟五号货运飞船脱离火箭时的速度大于第二宇宙速度
B.天舟五号货运飞船对接后与从脱离火箭时相比,机械能变大
C.天舟五号货运飞船在追天和核心舱的过程中,天舟五号货运飞船的加速度始终指向地心
D.对接成功后,组合体的速度会比天和核心舱原来的速度小
考查方向:卫星变轨中物理量的规律
二、多选题
8.(2023·福建·统考一模)2022年10月31日,梦天实验舱在长征五号B遥四运载火箭托举下成功进入预定轨道,此后与空间站对接成为组合体,在距离地面高度H的圆轨道匀速运行。若取无穷远处为引力势能零点,质量为m的物体在地球引力场中具有的引力势能为(式中G为引力常量,M为