专题11 天体环绕圆轨道模型-【鼎力高考】2024年高三物理二轮常见模型与方法强化专训专练

2024年高三物理二轮常见模型与方法强化专训专练 专题11 天体环绕圆轨道模型 特训目标 特训内容 目标1 高考真题（1T—4T） 目标2 天体质量和密度的估算（5T—8T） 目标3 一般卫星和同步卫星（9T—12T） 目标4 卫星变轨（13T—16T） 目标5 天体运动中的追及相遇（17T—20T） 目标6 双星与多星系统模型（21T—24T） 【特训典例】 1、 高考真题 1．（2023·广东·统考高考真题）如图（a）所示，太阳系外的一颗行星P绕恒星Q做匀速圆周运动。由于P的遮挡，探测器探测到Q的亮度随时间做如图（b）所示的周期性变化，该周期与P的公转周期相同。已知Q的质量为，引力常量为G。关于P的公转，下列说法正确的是（    ）    A．周期为 B．半径为 C．角速度的大小为 D．加速度的大小为 2．（2023·浙江·统考高考真题）木星的卫星中，木卫一、木卫二、木卫三做圆周运动的周期之比为。木卫三周期为T，公转轨道半径是月球绕地球轨道半径r的n倍。月球绕地球公转周期为，则（    ） A．木卫一轨道半径为 B．木卫二轨道半径为 C．周期T与T0之比为 D．木星质量与地球质量之比为 3．（2023·福建·统考高考真题）人类为探索宇宙起源发射的韦伯太空望远镜运行在日地延长线上的拉格朗日L2点附近，L2点的位置如图所示。在L2点的航天器受太阳和地球引力共同作用，始终与太阳、地球保持相对静止。考虑到太阳系内其他天体的影响很小，太阳和地球可视为以相同角速度围绕日心和地心连线中的一点O（图中未标出）转动的双星系统。若太阳和地球的质量分别为M和m，航天器的质量远小于太阳、地球的质量，日心与地心的距离为R，万有引力常数为G，L2点到地心的距离记为r（r << R），在L2点的航天器绕O点转动的角速度大小记为ω。下列关系式正确的是（   ）[可能用到的近似] A． B． C． D． 4．（2023·重庆·统考高考真题）某卫星绕地心的运动视为匀速圆周运动，其周期为地球自转周期T的，运行的轨道与地球赤道不共面（如图）。时刻，卫星恰好经过地球赤道上P点正上方。地球的质量为M，半径为R，引力常量为G。则（　　）    A．卫星距地面的高度为 B．卫星与位于P点处物体的向心加速度大小比值为 C．从时刻到下一次卫星经过P点正上方时，卫星绕地心转过的角度为 D．每次经最短时间实现卫星距P点最近到最远的行程，卫星绕地心转过的角度比地球的多 2、 天体质量和密度的估算 5．作为中国复杂度最高、技术跨度最大的航天系统工程，嫦娥五号任务实现了多项重大突破，标志着中国探月工程“绕、落、回”三步走规划完美收官。若探测器测得月球表面的重力加速度为g0。已知月球的半径为R0，地球表面的重力加速度为g，地球的半径为R。忽略地球、月球自转的影响，则（    ） A．月球质与地球质量之比为 B．月球密度与地球密度之比为 C．月球第一宇宙速度与地球第一宇宙速度之比为 D．嫦娥五号在月球表面所受万有引力与在地球表面所受万有引力大小之比为 6．“天问一号”成功着陆火星，标志着我国首次火星探测任务取得成功。若同一个单摆在火星上的振动图像如图甲所示，在地球上的振动图像如图乙所示。已知火星半径约为地球半径的，地球表面的重力加速度为。下列说法正确的是（　　） A．火星表面的重力加速度为g B．火星的第一宇宙速度是地球第一宇宙速度的 C．火星的平均密度是地球平均密度的 D．火星的质量是地球质量的 7．2021年5月15日，我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着陆，在火星上首次留下中国印迹，迈出了我国星际探测征程的重要一步，天问一号着陆器着陆于火星表面的过程可简化为如下过程：首先着陆器在距火星表面高为h处悬停，接着以恒定的加速度a竖直下降，下降过程火箭产生的反推力大小恒为F，当四条“缓冲脚”接触火星表面时，火箭立即停止工作，随后着陆器经时间t速度减为0。已知着陆器的质量为m，火星半径为R（R远大于h），引力常量为G，下列说法正确的是（　　） A．火星的质量为 B．火星表面的重力加速度为 C．火箭反推力对着陆器所做的功为 D．着陆器对火星表面的平均冲击力大小为 8．卫星是人类的“千里眼”、“顺风耳”，如图所示三颗静止通信卫星就能实现全球通信，已知卫星之间的距离均为L，地球自转的周期为T，地球的第一宇宙速度为，引力常量为G，下列说法正确的是（　　）    A．三颗通信卫星受到的万有引力大小相等 B．其中一颗质量为m的通信卫星的动能为 C．地球的质量为 D．地球的第一宇宙速度与通信卫星的速度之比为 3、 一般卫星和同步卫星 9．我国北斗卫星导航系统定位精度可达米级。如图所示，P是北纬（即）地球表面附近的近地卫星，质量相同的北斗导航卫