2024届高三物理一轮复习重点突破：专题19卫星变轨和双星问题

专题19卫星变轨和双星问题 一、单项选择题 1．长征五号遥三运载火箭在中国文昌航天发射场点火升空，2000多秒后，将实践二十号卫星送入预定轨道。该卫星的发射过程要经过多次变轨方可到达同步轨道，在发射该地球同步卫星的过程中，卫星从圆轨道Ⅰ的A点先变轨到椭圆轨道Ⅱ，然后在B点变轨进入地球同步轨道Ⅲ，则（　　） A．该卫星的发射速度应大于11.2km/s且小于16.7km/s B．卫星在轨道Ⅱ上过A点的速率比卫星在轨道Ⅱ上过B点的速率小 C．卫星在B点通过加速实现由轨道Ⅱ进入轨道Ⅲ D．若卫星在Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ轨道上运行的周期分别为、、，则 2．2016年10月17日，“神舟十一号”载人飞船发射升空，运送两名宇航员前往在2016年9月发射的“天宫二号”空间实验室，宇航员计划在“天宫二号”驻留30天进行科学实验。“神舟十一号”与“天宫二号”的对接变轨过程如图所示，AC是椭圆轨道II的长轴。“神舟十一号”从圆轨道I先变轨到椭圆轨道II，再变轨到圆轨道III，与圆轨道III运行“天宫二号”实施对接，下列描述正确的是（　　） A．“神舟十一号”在变轨过程中机械能不变 B．可让“神舟十一号”先进入圆轨道Ⅲ，然后加速追赶“天宫二号”实现对接 C．“神舟十一号”从A到C的平均速率比“天宫二号”从B到C的平均速率大 D．“神舟十一号”在椭圆轨道上运动的周期与“天宫二号”运行周期相等 3．“嫦娥四号”已成功降落月球背面，未来中国还将建立绕月轨道空间站。如图所示，关闭动力的宇宙飞船在月球引力作用下沿地－月转移轨道向月球靠近，并将与空间站在A处对接。已知空间站绕月轨道半径为r，周期为T，万有引力常量为G，月球的半径为R，下列说法正确的是（　　） A．地－月转移轨道的周期小于T B．宇宙飞船在A处由椭圆轨道进入空间站轨道必须点火减速 C．宇宙飞船飞向A的过程中加速度逐渐减小 D．月球的质量为M= 4．经长期观测人们在宇宙中已经发现了“双星系统”。“双星系统”由两颗相距较近的恒星组成，每个恒星的线度远小于两个星体之间的距离，而且双星系统一般远离其他天体。如图所示，两颗星球组成的双星，在相互之间的万有引力作用下，绕连线上的O点做周期相同的匀速圆周运动。现测得两颗星之间的距离为L，质量之比为m1：m2＝3：2。则可知（　　） A．m1做圆周运动的半径为 B．m2做圆周运动的半径为 C．m1、m2做圆周运动的角速度之比为2：3 D．m1、m2做圆周运动的线速度之比为3：2 5．神舟十三号载人飞船返回舱首次采用快速返回模式，于2022年4月16日9时56分在东风着陆场成功着陆。返回的大致过程如下：0时44分飞船沿径向与空间站天和核心舱成功分离，分离后空间站仍沿原轨道飞行，飞船下降到空间站下方处的过渡轨道并进行调姿，由径向飞行改为横向飞行。绕行5圈后，经过制动减速、自由滑行、再入大气层、着陆返回四个阶段，如图为该过程的示意图。下列说法正确的是（　　） A．分离后空间站运行速度变小 B．飞船在过渡轨道的速度大于第一宇宙速度 C．飞船沿径向与空间站分离后在重力作用下运动到过渡轨道 D．与空间站分离后，返回舱进入大气层之前机械能减少 6．2021年5月15日中国首次火星探测任务“天问一号”探测器在火星乌托邦平原南部预选着陆区成功着陆。“天问一号”探测器需要通过霍曼转移轨道从地球发送到火星，地球轨道和火星轨道看成圆形轨道，此时霍曼转移轨道是一个近日点M和远日点P都与地球轨道、火星轨道相切的椭圆轨道（如图所示），在近日点短暂点火后“天问一号”进入霍曼转移轨道，接着“天问一号”沿着这个轨道直至抵达远日点，然后再次点火进入火星轨道。已知万有引力常量为G，地球轨道和火星轨道半径分别为r和R，地球、火星、“天问一号”运行方向都为逆时针方向。若只考虑太阳对“天问一号”的作用力，下列说法正确的是（　　） A．天问一号在霍曼转移轨道由M点运动到P点过程中机械能增大 B．两次点火喷射方向一次与速度方向相同，一次与速度方向相反 C．“天问一号”在地球轨道上的线速度与在火星轨道上的线速度之比 为 D．“天问一号”运行中在转移轨道上P点的加速度与在火星轨道上 P点的加速度之比为 7．2021年5月，基于俗称“中国天眼”的500米口径球面射电望远镜（FAST）的观测，国家天文台李菂、朱炜玮研究团组的姚菊枚博士等首次研究发现脉冲星三维速度与自转轴共线的证据。之前的2020年3月，我国天文学家通过FAST，在武仙座球状星团（M13）中发现一个脉冲双星系统。如图所示，假设在太空中有恒星A、B双星系统绕点O做顺时针匀速圆周运动，运行周期为，它们的轨道半径分别为、，，C为B的卫星，绕B做逆时针匀速圆周运动，运行周期为，忽略A与C之间的引力，引力常量为G，则以下说法正确的是（　　） A．若知道C的轨道半径，则可求出C