第四章 曲线运动 万有引力与航天-【导与练】2024高考物理一轮复习高中总复习第1轮课时作业（旧教材，教科版）

专题探究(五)　天体运动中的三类典型问题 课时作业 基础巩固 一、选择题 1.(2022·四川自贡三模)2021年10月16日,神舟十三号载人飞船于6时56分,采用自主快速交会对接模式成功与距地约400 km的天和核心舱径向端口对接,再次上演“太空之吻”。三名航天员随后从神舟十三号载人飞船进入天和核心舱。下列关于天和核心舱、飞船和航天员的说法正确的是(　D　) A.航天员在天和核心舱内的“私人睡眠站”中睡觉时处于平衡状态 B.由于轨道上有极其稀薄的大气,若不加干预,天和核心舱的动能会减小 C.为了实现对接,飞船和天和核心舱应在同一轨道上运行,且二者的速度都应大于第一宇宙速度 D.飞船应先在比天和核心舱半径小的轨道上加速逐渐靠近天和核心舱,二者速度接近时实现对接 解析:航天员在天和核心舱内的“私人睡眠站”中睡觉时,万有引力提供其做匀速圆周运动的向心力,处于完全失重状态,A错误;由于轨道上有极其稀薄的大气,轨道处的空气阻力会使天和核心舱的速度减小,若不加干预,万有引力将大于所需向心力,天和核心舱会做近心运动,万有引力对天和核心舱做正功,天和核心舱的动能会增加,B错误;为了实现对接,飞船应先在比天和核心舱半径小的轨道上加速做离心运动,逐渐靠近天和核心舱,二者速度接近时实现对接,C错误,D正确。 2.(2022·四川德阳中学二模)2021年2月24日6时29分,天问一号火星探测器成功实施第三次近火制动,进入周期为2个火星日的火星停泊轨道(如图所示)。已知停泊轨道近火点M到火星表面的距离为a、远火点N到火星表面的距离为b,火星的半径为R,火星表面的重力加速度为g′,引力常量为G,根据以上信息可以判断或求出(　B　) A.探测器在停泊轨道上相对火星静止不动 B.探测器在远火点运动的速率小于火星的第一宇宙速度 C.探测器的质量 D.探测器在近火点时所受的火星引力 解析:探测器在火星停泊轨道运动时,周期为2个火星日,即相对于火星是运动的,故A错误;探测器运动到远火点时的速度小于在远火点绕火星做匀速圆周运动的卫星的速度,而在远火点绕火星做匀速圆周运动的卫星的速度小于火星的第一宇宙速度,所以探测器在远火点的速度小于火星的第一宇宙速度,故B正确;探测器是绕行天体,所以无法求出探测器的质量,故C错误;探测器的质量未知,则不能求解探测器在近火点时所受的火星引力,故D错误。 3.(2022·山东济南模拟)(多选)如图所示是我国发射的天问一号火星探测器的运动轨迹示意图。首先在地面上由长征五号运载火箭将探测器发射升空,然后经过漫长的七个月地火转移飞行,到达近火点时精准“刹车”被火星捕获,成为环绕火星飞行的一颗卫星。以下说法正确的是(　AC　) A.长征五号需要把天问一号加速到第二宇宙速度 B.近火点的“刹车”是为了减小火星对天问一号的引力 C.从火星停泊轨道向遥感轨道变轨过程,天问一号还需要在近火点制动减速 D.天问一号沿遥感轨道运行时在近火点处的动能最小 解析:天问一号要脱离地球的吸引,需要加速到第二宇宙速度,A正确;近火点的“刹车”是为了减小天问一号所需的向心力,B错误;从火星停泊轨道向遥感轨道变轨过程,天问一号所需的向心力进一步减小,需要在近火点制动减速,C正确;天问一号沿遥感轨道运行时在近火点处的动能最大,D错误。 4.已知“吉林一号”卫星星座中某颗卫星每天绕地球转16圈,若地球卫星绕地球做匀速圆周运动,则关于该卫星,下列说法正确的是(　C　) A.该卫星的向心加速度大于地球表面的重力加速度 B.该卫星的线速度小于地球赤道上随地球一起自转的物体的线速度 C.该卫星每绕地球一周,地球自转22.5° D.该卫星的轨道半径与地球同步卫星的轨道半径之比为1∶4 解析:根据G=ma可知,r越大,a越小,故该卫星的向心加速度小于地球表面的重力加速度,选项A错误;根据G=m可知,r越大,v越小,故地球同步卫星的线速度小于该卫星的线速度,而地球同步卫星的线速度大于地球赤道上随地球一起自转的物体的线速度,故该卫星的线速度大于地球赤道上随地球一起自转的物体的线速度,选项B错误;该卫星每绕地球一圈,需要的时间T= min=90 min,该时间内地球自转的角度θ= =22.5°,选项C正确;根据开普勒第三定律有=,解得该卫星与地球同步卫星的轨道半径之比为1∶6.35,选项D错误。 5.(2022·浙江绍兴二模)2022年4月16日0时44分,神舟十三号与空间站天和核心舱分离,正式踏上回家之路,分离过程简化如图所示,脱离前天和核心舱处于半径为r1的圆轨道Ⅰ,运行周期为T1,从P点脱离后神舟十三号飞船沿轨道Ⅱ返回半径为r2的近地圆轨道Ⅲ上,Q点为轨道Ⅱ与轨道Ⅲ的切点,轨道Ⅲ上运行周期为T2,然后再多次调整轨道,绕行5圈多顺利着陆在东风着陆场,根据信息可知(　C　) A.T1