专题3：天体的追及相遇问题（练习）-2023-2024学年高一物理同步讲练课堂（人教版2019必修第二册）

专题3：天体的追及相遇问题 1．太阳系中各行星几乎在同一平面内沿同一方向绕太阳做圆周运动。“行星冲日”是指某行星、地球和太阳几乎排成一直线的状态，地球位于太阳与该行星之间。已知相邻两次“冲日”的时间间隔火星约为800天，土星约为378天，则（　　） A．火星公转周期约为1.8年 B．火星的公转周期比土星的公转周期大 C．火星的公转轨道半径比土星的公转轨道半径大 D．火星和土星的公转轨道半径之比为 2．如图，卫星甲、乙均绕地球做匀速圆周运动，轨道平面互相垂直，乙的轨道半径是甲的倍，甲做圆周运动的周期为T。将两卫星和地心在同一直线且乙在甲正上方的位置状态称为“相遇”，则某次“相遇”后，甲、乙卫星再次“相遇”经历的最短时间为（　　）    A．5T B．2.5T C．T D．0.5T 3．三颗人造卫星A、B、C都在赤道正上方同方向绕地球做匀速圆周运动，A、C为地球同步卫星，此时A、B相距最近，如图所示。已知卫星B的运动周期为T，则（　　） A．C加速可追上同一轨道上的A B．A、C的向心加速度大于B的向心加速度 C．从图示时刻到A、B再次相距最近所需时间大于T D．相同时间内，B与地心连线扫过的面积大于A与地心连线扫过的面积 4．北斗卫星导航系统由地球同步静止轨道卫星a、与地球自转周期相同的倾斜地球同步轨道卫星b，以及比它们轨道低一些的轨道卫星c组成，它们均为圆轨道卫星。若轨道卫星c与地球同步静止轨道卫星a在同一平面内同向旋转，已知卫星c的轨道半径为r，同步卫星轨道半径为4r，地球自转周期为T，万有引力常量为G，下列说法正确的是（　　） A．卫星a的发射速度大于地球第一宇宙速度，轨道运行速度小于地球第一宇宙速度 B．卫星a与卫星b具有相同的机械能 C．地球的质量为 D．卫星a与卫星c周期之比为8∶1，某时刻两者相距最近，则经过后，两者再次相距最近 5．2020年3月，我国天文学家通过FAST，在武仙座球状星团中发现一个脉冲双星系统。如图所示，假设在太空中有恒星、双星系统绕点做顺时针匀速圆周运动，运动周期为，它们的轨道半径分别为、，，为的卫星，绕做逆时针匀速圆周运动，周期为，忽略与之间的引力，且与之间的引力远大于与之间的引力。万有引力常量为，则以下说法正确的是（　　） A．若知道的轨道半径，则可求出的质量 B．恒星的质量为 C．若也有一颗运动周期为的卫星，则其轨道半径也一定等于的轨道半径 D．设、、三星由图示位置到再次共线的时间为，则 6．如图所示，火星与天问一号、地球均绕太阳在同一平面内沿同一方向做匀速圆周运动。为了节省燃料，通常选择地球与火星最近时（地球位于太阳与火星之间，且三者共线）为最佳发射期。若下一个火星探测器的最佳发射期至少要经过n1年，则地球公转半径的立方和火星公转半径的立方的比值为（　　）    A． B． C． D． 7．（多选）如图所示，北斗卫星导航系统中的一颗卫星a位于赤道上空，其对地张角为。已知地球的半径为R，自转周期为，表面的重力加速度为g，万有引力常量为G。根据题中条件，可求出（　　） A．地球的平均密度为 B．静止卫星的轨道半径为 C．卫星a的周期为 D．a与近地卫星运行方向相反时，二者不能直接通讯的连续时间为 8．（多选）太阳系各行星几乎在同一平面内沿同一方向绕太阳做圆周运动，当金星恰好运行到地球和太阳之间，且三者排成一条直线的现象，天文学称为“金星凌日”。当太阳位于金星和地球之间，且三者排成一条直线的现象，天文学称为“金星合日”。已知金星与太阳间的距离约为地球和太阳间距的0.72倍。下列判定正确的有（    ） A．金星绕太阳的周期约为0.6年 B．“金星凌日”的周期小于1年 C．从某次“金星凌日”到最近的“金星合日”的时间小于1年 D．从某次“金星凌日”到最近的“金星合日”的时间大于1年 9．（多选）已知地球半径为R，地球表面重力加速度为g，卫星绕地球运动轨道为圆轨道，在某时刻地球的两颗卫星A和B处于如图所示的位置，设卫星A的轨道半径为，卫星B的轨道半径为，[已知]，则下列说法正确的是（　　） A．两卫星的环绕速度之比 B．开始时，卫星A将在B的前面，只要B加速即可追上A C．从此时刻开始再经大约时间再次相距最近 D．从此时刻开始再经大约时间第一次相距最远 10．（多选）中国科学院紫金山天文台于2022年7月发现两颗小行星20220S1和20220N1。小行星20220S1预估直径约为230m，小行星20220N1预估直径约为45m。若两小行星在同一平面内绕太阳的运动可视为匀速圆周运动（仅考虑两小行星与太阳之间的引力），测得两小行星之间的距离△r随时间变化的关系如图所示，已知小行星20220S1距太阳的距离大于小行星20220N1距太阳的距离。则关于小行星20220S1和20220N1的说法正确