课时跟踪检测(15) 天体运动中的三类典型问题（Word练习）-【新课程学案】新教材2023-2024学年高中物理必修第二册（人教版2019，全国通用）

课时跟踪检测（十五） 天体运动中的三类典型问题 1.(2023·江苏南通检测)神舟十六号载人飞船从核心舱下方采用“径向对接”的方式实现对接，“径向对接”指两对接口在地球半径的延长线上，对接前两者要在间隔一定距离的位置保持相对静止一段时间，如图所示，之后飞船再向上逐步接近核心舱实现对接，则(　 ) A．相对静止时，飞船的速度大于核心舱的速度 B．相对静止时，飞船的向心加速度大于核心舱的向心加速度 C．飞船通过加速逐步向上靠近核心舱 D．速度大于7.9 km/s才能最终靠近核心舱 解析：选C　相对静止时，飞船的角速度与核心舱的角速度相等，根据v＝ωr，a＝ω2r，由于飞船的轨道半径小于核心舱的轨道半径，则飞船的速度小于核心舱的速度，飞船的向心加速度小于核心舱的向心加速度，故A、B错误；飞船逐步向上靠近核心舱时，r逐渐增大，则线速度逐渐增大，即飞船通过加速逐步向上靠近核心舱，故C正确；7.9 km/s是地球第一宇宙速度，是卫星绕地球做匀速圆周运动的最大运行速度，而核心舱的线速度小于7.9 km/s，故飞船靠近核心舱的速度不需要大于7.9 km/s，故D错误。 2．(2023·湖南师大附中高一检测)2022年6月6日，神舟十四号在轨期间开展24项航天医学实验，此项活动对航天医学领域有着重要意义。已知神舟十四号的运行轨道距离地面约为400 km，距离地心约为1.06倍地球半径，可以近似看成圆周运动。同步卫星距离地心约为6.6倍地球半径，下列说法正确的是(　 ) A．神舟十四号在轨运行的角速度比同步卫星大 B．神舟十四号在轨运行的线速度比同步卫星小 C．神舟十四号相对地面保持相对静止 D．神舟十四号在轨的运行速度大于第一宇宙速度，小于第二宇宙速度 解析：选A　二者都围绕地球做圆周运动，由万有引力提供向心力可得G＝mω2r＝m，解得ω＝，v＝，神舟十四号的轨道半径较小，相应角速度、线速度均较大，A正确，B错误；由万有引力提供向心力可得＝mr，解得T＝，同步卫星的运行周期为24 h，而神舟十四号运行周期小于同步卫星，不可能相对地面保持静止，C错误；当r＝R时，卫星的环绕速度等于第一宇宙速度，而神舟十四号轨道半径略大于地球半径，运行速度必然略小于第一宇宙速度，D错误。 3.(2023·湖北随州期末)未来人类将建立月球基地，并在绕月轨道上建造空间站。如图所示，关闭发动机的航天器在月球引力作用下沿椭圆轨道向月球靠近，并将在椭圆轨道的近月点B处与空间站对接。已知空间站绕月轨道半径为r，周期为T，引力常量为G。那么以下判断正确的是(　 ) A．航天器在由A处飞向B处时做减速运动 B．航天器到达B处由椭圆轨道进入空间站轨道时必须加速 C．月球的质量为M＝ D．月球的第一宇宙速度为v＝ 解析：选C　航天器在月球引力作用下沿椭圆轨道向月球靠近，则速度增加，选项A错误；航天器到达B处由椭圆轨道进入空间站轨道时必须减速制动，选项B错误；根据G＝mr可得月球的质量M＝，选项C正确；空间站的线速度为v＝，因空间站轨道半径大于月球的半径，则月球的第一宇宙速度不等于，选项D错误。 4.(多选)设某双星系统中的A、B两星球绕其连线上的某固定点O做匀速圆周运动，如图所示，现测得两星球球心之间的距离为L，运动周期为T，已知引力常量为G，若AO＞OB，则(　 ) A．两星球的总质量等于 B．星球A的向心力大于星球B的向心力 C．星球A的线速度一定小于星球B的线速度 D．双星的质量一定，双星之间的距离减小，其转动周期减小 解析：选AD　根据万有引力提供向心力对A有＝MAω2RA，对B有＝MBω2RB，又因为T＝，L＝RA＋RB，解得T＝，MA＋MB＝，故当双星的质量一定，双星之间的距离减小时，其转动周期减小，A、D正确；双星靠相互间的万有引力提供向心力，根据牛顿第三定律知向心力大小相等，B错误；两星球的角速度相等，根据v＝ωr、AO＞OB，可得vA＞vB，C错误。 5．(多选)我国发射了量子科学实验卫星、“天宫二号”、“风云四号A”、全球二氧化碳监测科学实验卫星等卫星或航天器，其中量子科学实验卫星运行在距地面500千米的极地轨道，“天宫二号”运行在距地面393千米的轨道，“风云四号A”是中国新一代静止气象卫星，运行在地球同步轨道上，全球二氧化碳监测科学实验卫星运行在距地面700千米的极地轨道上，这些卫星或航天器对我国与国际的科学研究作出了重大贡献。下列关于这些卫星或航天器的说法正确的是(　 ) A．量子科学实验卫星的轨道在赤道上空 B．“天宫二号”的运行速度最大 C．“风云四号 A”的运行轨道距地面的高度最大 D．全球二氧化碳监测科学实验卫星运行周期为24小时 解析：选BC　量子科学实验卫星运行在距地面500千米的极地轨道，不会在赤道上空，故A错误；根据万有引力提供向心