课时跟踪检测(18) “天体运动四大热点问题”的深入研究（Word练习）-【新高考方案】2024高考物理一轮复习（老教材 新高考）

课时跟踪检测（十八）  “天体运动四大热点问题”的深入研究

1．(2023·西安模拟)“嫦娥五号”轨道器和返回器组合体实施的月地转移轨道如图所示，组合体自近月点由圆轨道变为椭圆轨道，开启了回家之旅。以下说法正确的是(　 )

A．组合体在近月点减速，从而进入椭圆轨道

B．组合体在近月点加速，从而进入椭圆轨道

C．组合体在椭圆轨道运行过程中，在近月点的线速度小于在远月点的线速度

D．组合体在椭圆轨道运行过程中，在近月点的加速度小于在远月点的加速度

解析：选B　组合体由圆轨道变轨到椭圆轨道上运行时做离心运动，所以组合体需要在近月点加速，A错误，B正确；由开普勒第二定律可知，组合体在近月点的速度大于在远月点的速度，C错误；由公式G＝ma，可得组合体在近月点的加速度大于在远月点的加速度，D错误。

2.“天问一号”探测器在靠近火星时需要通过变轨过程逐渐靠近火星。已知引力常量为G，则下列说法正确的是(　 )

A．“天问一号”的发射速度必须大于第一宇宙速度小于第二宇宙速度

B．“天问一号”在轨道Ⅰ上的机械能大于在轨道Ⅱ上的机械能

C．“天问一号”在P点从轨道Ⅱ变轨到轨道Ⅰ，需要在P点朝速度反方向喷气

D．若轨道Ⅰ贴近火星表面，已知“天问一号”在轨道Ⅰ上运动的角速度，可以推知火星的密度

解析：选D　“天问一号”脱离地球引力的束缚，绕火星飞行，则发射速度必须大于第二宇宙速度，故A错误；“天问一号”由轨道Ⅱ变轨到轨道Ⅰ，在P点需要减速运动，除万有引力以外的其他力做负功，机械能减小，故“天问一号”在轨道Ⅰ上的机械能小于在轨道Ⅱ上的机械能，故B错误；“天问一号”在P点从轨道Ⅱ变轨到轨道Ⅰ，轨道半径减小，需要在P点减速运动，即朝速度方向喷气，故C错误；“天问一号”绕火星表面飞行，根据万有引力提供向心力，有＝mω2R，解得火星质量M＝，火星密度ρ＝＝，故D正确。

3．(2023·成都调研)2022年10月31日15时37分，梦天实验舱搭乘长征五号B遥四运载火箭，在中国文昌航天发射场成功发射。11月1日4时27分，成功对接于天和核心舱前

向端口，整个交会对接过程历时约13小时。以下说法正确的是(　 )

A．“梦天实验舱”的发射速度要大于第二宇宙速度

B．宇航员可以在实验舱中用弹簧测力计测物体重力

C．只需知道空间站的公转周期就可以算出地球的质量

D．梦天实验舱在较低轨道上加速后追上核心舱实施对接

解析：选D　“梦天实验舱”的发射速度要大于第一宇宙速度，达到第二宇宙速度将脱离地球引力的作用，A错误；实验舱中的物体处于完全失重状态，不能用弹簧测力计测物体重力，B错误；根据G＝m2R，可得M＝，则需知道空间站的公转周期及轨道半径，才可以算出地球的质量，C错误；梦天实验舱在较低轨道上加速后追上核心舱实施对接，D正确。

4．(2023·南充高三模拟)我国北斗导航系统(BDS)于2020年已全面建成，是继GPS、GLONASS之后第三个成熟的卫星导航系统。该卫星导航系统空间段包括5颗静止轨道卫星和30颗非静止轨道卫星，静止轨道卫星是地球同步轨道卫星的一种。若一颗与地球同步轨道卫星在同一轨道平面内的人造地球卫星在自西向东绕地球运行，已知它的运行半径为同步轨道半径的四分之一，地球自转周期为T，某时刻该卫星与地球同步轨道卫星相距最近，则到下一次两卫星相距最近经历的最短时间为(　 )

A.  B.  C.  D.

解析：选C　同步卫星的运动周期为地球的自转周期T，设该卫星的周期为T1，由开普勒第三定律得＝，解得T1＝，设该卫星至少每隔t时间与同步轨道卫星相距最近，只需满足－＝，解得t＝，C正确，A、B、D错误。

5．(2022·南昌模拟)(多选)“嫦娥五号”从环月轨道Ⅰ上的P点实施变轨，进入近月点为Q的环月轨道Ⅱ，如图所示，则“嫦娥五号”(　 )

A．在轨道Ⅱ上的机械能比在轨道Ⅰ上的机械能小

B．在轨道Ⅱ运行的周期比在轨道Ⅰ上运行的周期大

C．沿轨道Ⅰ运动至P时，点火后发动机喷气方向与运动方向相同才能进入轨道Ⅱ

D．沿轨道Ⅱ运行在P点的加速度大于沿轨道Ⅰ运行在P点的加速度

解析：选AC　同一天体绕行的轨道半径越大机械能越大，故可知低轨道上机械能小，故A正确；由开普勒第三定律可知，在轨道Ⅱ运行的周期比在轨道Ⅰ上运行的周期小，故B错误；沿轨道Ⅰ运动至P时进入轨道Ⅱ，需要制动减速，所以点火后发动机喷气方向与运动方向相同才能进入轨道Ⅱ，故C正确；“嫦娥五号”在P点受到的万有引力相等，不管是沿轨道Ⅱ还是轨道Ⅰ运行到P点的加速度一样，故D错误。

6．(2022·浙江1月选考)“天问一号”从地球发射后，在如图甲所示的P点沿地火转移轨道到Q点，再依次进入如图乙所示的调相轨道和停泊轨道，则天问一号(　 )

A．发射速度介于7.9 km/s与11.2 km/s之间

B．从P点转移到Q点的时间小于6个月

C．在环绕火星的停泊轨道运行的周期比在调相轨道上小

D．在地火转移轨道运动时的速度均大于地球绕太阳的速度

解析：选C　因“天问一号”要挣脱地球引力束缚，变轨到绕太阳转动，则发射速度要大于第二宇宙速度小于第三宇宙速度，即发射速度介于11.2 km/s与16.7 km/s 之间，A错误；由P点转移到Q点的转移轨道的半长轴大于地球公转轨道半径，则其周期大于地球公转周期(12个月)，则从P点转移到Q点的时间为转移轨道周期的一半，应大于6个月，B错误；因“天问一号”在环绕火星的停泊轨道的半长轴小于调相轨道的半长轴，则由开普勒第三定律可知在停泊轨道运行的周期比在调相轨道上小，C正确；从P点变轨时，要增大速度，此后做离心运动，速度减小，在地火转移轨道Q点运动的速度小于地球绕太阳的速度，D错误。

7.如图所示，一卫星在赤道平面内绕地球做匀速圆周运动，其轨道半径小于地球同步卫星的轨道半径，某时刻该卫星位于赤道上一建筑物的正上方。下列说法正确的是(　 )

A．地球自转角速度大于该卫星的角速度

B．建筑物随地球运动的向心加速度大于该卫星运动的向心加速度

C．建筑物随地球运动的线速度大于该卫星运动的线速度

D．经过一段时间该卫星可以再一次出现在此建筑物正上方