专题30 天体运动中追及相遇问题、能量问题和图像问题-【鼎力高考】2024年高考物理一轮复习热点重点难点夯练与提升

2024年高考物理一轮复习热点重点难点夯练与提升 专题30 天体运动中追及相遇问题、能量问题和图像问题 特训目标 特训内容 目标1 天体运动中的追及相遇问题（1T—5T） 目标2 天体运动中的能量问题（6T—10T） 目标3 天体运动中的图像问题（11T—15T） 【特训典例】 1、 天体运动中的追及相遇问题 1．“冲日”是指地球运行轨道外的其他行星或小行星和太阳正好分处地球的两侧，三者几乎成一条直线。2022年9月17日海王星冲日。海王星公转轨道半径约为30个天文单位（1个天文单位等于地球和太阳之间的平均距离），假设海王星和地球绕太阳做匀速圆周运动，取（　　） A．海王星和地球公转速度之比约为 B．海王星和地球公转周期之比约为 C．下一次海王星“冲日”发生时间在2023年8月2023年9月之间 D．下一次海王星“冲日”发生时间在2023年9月2023年10月之间 2．如图所示为三颗卫星a、b、c绕地球沿逆时针方向做匀速圆周运动的示意图，其中b、c是地球同步卫星，a在半径为r的轨道上，此时a、b恰好相距最近，已知地球质量为M，地球自转的角速度为，引力常量为G，则（　　）    A．卫星a、c与地心的连线单位时间扫过的面积相等 B．卫星c加速一段时间后就可能追上卫星b C．到卫星a和b下一次相距最近，还需经过时间 D．若已知近地卫星的周期为T，则可计算得出地球的平均密度 3．如图，在万有引力作用下，a、b两卫星在同一平面内绕某一行星c沿逆时针方向做匀速圆周运动，已知轨道半径之比为ra∶rb=1∶4，则下列说法中正确的有（　　） A．a、b运动的周期之比为Ta∶Tb=1∶8 B．a、b运动的周期之比为Ta∶Tb=1∶4 C．从图示位置开始，在b转动一周的过程中，a、b、c共线12次 D．从图示位置开始，在b转动一周的过程中，a、b、c共线14次 4．2022年6月23日10时22分，我国在西昌卫星发射中心使用长征二号丁运载火箭，采取一箭三星方式，成功将遥感三十五号02组卫星发射升空，卫星顺利进入预定轨道，发射任务获得圆满成功。该卫星主要用于科学试验、国土资源普查、农产品估产及防灾减灾等领域。假设三颗星某时刻的位置关系如图所示，其中甲、丙星和地球在同一直线上，甲星和乙星在同一轨道上，三星转动方向相同，丙星的轨道半径是甲星的4倍，甲星的运动周期为T，则（  ） A．乙星在相等的时间内转过的弧长小于丙星 B．乙星在该轨道上加速可能追上甲星 C．乙星在该轨道上加速可能追上丙星 D．至少经过时间，甲、丙星和地球再次在同一直线上 5．中国向世界公布了空间站的轨道参数让世界各国的卫星注意躲避，防止碰撞中国空间站。最值得注意的是马斯克的星链卫星，已经跟中国空间站发生过两次近距离接触了，分别发生在2021年的7月份和10月份，中国空间站进行了紧急规避。为了保护地球和人类安全，中国将组建近地小行星防御系统。假设“星链”系统中的某一卫星与中国空间站均在同一轨道平面内绕地球同方向做匀速圆周运动，它们运动的轨道离地高度分别为550与400，运行周期分别为与T（与T已知）；某一时刻它们相距最远，则下面正确的是（　　） A．若星链卫星要降低到中国空间站的轨道上运行，必须要先加速后减速 B．星链卫星与中国空间站再次相距最近的时间为 C．星链卫星与中国空间站再次相距最近的时间为 D．星链卫星与中国空间站再次相距最远的时间为 2、 天体运动中的能量问题 6．2022年12月14日，神舟十四号顺利脱离天和核心舱空间站，安全返回地球。规定无穷远处引力势能为0，空间站到地心距离为r时其引力势能可表示为，其中G为引力常量，为地球质量，为空间站质量。已知地球半径为，空间站绕地球做匀速圆周运动时距地面的高度为h，若忽略地球的自转及空气阻力，下列说法正确的是（　　） A．空间站在地球表面的引力势能为 B．空间站在离地面高度为h轨道运行的动能为 C．空间站在离地面高度为h轨道运行的机械能为 D．从地面发射到离地面高度为h轨道做圆周运动需要对空间站做的功为 7．嫦娥五号返回舱关闭推进器，沿如图轨迹以类似“打水漂”的方式两度进入大气层，途经相同高度的A、C两点时具有的机械能分别为EA、EC，在B点受空气作用力FB与重力G，则（　　） A． B． C． D． 8．一颗卫星绕地球做圆运动（称为“甲”），另一颗相同质量的卫星绕地球做椭圆运动（称为“乙”），若以无穷远为引力势能零点，机械能满足，r为轨道半径或半长轴，在正常的运行过程中，下列说法不正确的是（　　） A．对于甲，地球引力一直不做功，而对于乙，地球的引力可能做正功或负功 B．他们的机械能一定相等 C．对于甲和乙，他们的机械能都分别守恒 D．如果他们的周期相等，那么他们的机械能一定相等 9．2018年1月12日，我