2024高考物理一輪復(fù)習(xí)第4章曲線(xiàn)運(yùn)動(dòng)萬(wàn)有引力與航天專(zhuān)題六天體運(yùn)動(dòng)的“四類(lèi)熱點(diǎn)”問(wèn)題課時(shí)作業(yè)含解析

PAGE4-專(zhuān)題六天體運(yùn)動(dòng)的“四類(lèi)熱點(diǎn)”問(wèn)題1．已知某衛(wèi)星在赤道上空繞地球做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，衛(wèi)星運(yùn)動(dòng)方向與地球自轉(zhuǎn)方向相同，赤道上某城市的天文愛(ài)好者2024年2月3日早8時(shí)整通過(guò)視察第一次發(fā)覺(jué)衛(wèi)星恰好拂過(guò)其正上方，2024年2月6日早8時(shí)整第六次視察到衛(wèi)星恰好拂過(guò)其正上方，則該衛(wèi)星的周期為()A．6小時(shí) B.8小時(shí)C．9小時(shí) D.12小時(shí)C[設(shè)該衛(wèi)星的周期為T(mén)，地球自轉(zhuǎn)周期T0＝24小時(shí)，從2月3日早8時(shí)到2月6日早8時(shí)時(shí)間共3天，t＝72小時(shí)，依據(jù)題述可得eq\f(t,T)－eq\f(t,T0)＝5，解得T＝9小時(shí)，選項(xiàng)C正確。]2．(多選)目前，在地球四周有很多人造地球衛(wèi)星圍著它運(yùn)轉(zhuǎn)，其中一些衛(wèi)星的軌道可近似為圓，且軌道半徑漸漸變小。若衛(wèi)星在軌道半徑漸漸變小的過(guò)程中，只受到地球引力和淡薄氣體阻力的作用，則下列推斷正確的是()A．衛(wèi)星的動(dòng)能漸漸減小B．由于地球引力做正功，引力勢(shì)能肯定減小C．由于氣體阻力做負(fù)功，地球引力做正功，機(jī)械能保持不變D．衛(wèi)星克服氣體阻力做的功小于引力勢(shì)能的減小BD[當(dāng)衛(wèi)星的軌道半徑減小時(shí)，由v＝eq\r(\f(GM,r))可知，其速度增大，則動(dòng)能增大；由于引力做正功、故引力勢(shì)能肯定減小，選項(xiàng)A錯(cuò)誤，B正確。氣體阻力做負(fù)功，衛(wèi)星的機(jī)械能減小，且有Wf＝ΔE，由于動(dòng)能增加，故引力勢(shì)能的減小量大于機(jī)械能的減小量，選項(xiàng)C錯(cuò)誤，D正確。]3.如圖為放射某衛(wèi)星的示意圖。衛(wèi)星在A位置從橢圓軌道Ⅰ進(jìn)入圓形軌道Ⅱ，B位置在軌道Ⅰ上，C位置在軌道Ⅱ上，D為eq\x\to(AB)的中點(diǎn)。以下關(guān)于衛(wèi)星的說(shuō)法正確的是()A．此衛(wèi)星的放射速度肯定等于7.9km/sB．衛(wèi)星從B運(yùn)動(dòng)到D和從D運(yùn)動(dòng)到A的時(shí)間相等C．衛(wèi)星從B到A的過(guò)程中動(dòng)能不斷減小，從軌道Ⅰ進(jìn)入軌道Ⅱ需點(diǎn)火加速D．在軌道Ⅰ上經(jīng)過(guò)A位置處的加速度小于在軌道Ⅱ上經(jīng)過(guò)C處的加速度C[要放射衛(wèi)星，衛(wèi)星的放射速度大于第一宇宙速度7.9km/s，A項(xiàng)錯(cuò)誤；依據(jù)開(kāi)普勒定律知，在橢圓軌道Ⅰ上，遠(yuǎn)地點(diǎn)A的速度小于近地點(diǎn)B的速度，故衛(wèi)星從B運(yùn)動(dòng)到D和從D運(yùn)動(dòng)到A的時(shí)間不相等，B項(xiàng)錯(cuò)誤；遠(yuǎn)地點(diǎn)A的速度小于近地點(diǎn)B的速度，衛(wèi)星從B到A的過(guò)程中動(dòng)能不斷減小，衛(wèi)星從軌道Ⅰ進(jìn)入軌道Ⅱ需點(diǎn)火加速才行，C項(xiàng)正確；衛(wèi)星在軌道Ⅰ上的A位置及軌道Ⅱ上的C位置，加速度均為a＝eq\f(GM,r2)，加速度大小相等，D項(xiàng)錯(cuò)誤。]4．2024年12月8日，“嫦娥四號(hào)”月球探測(cè)器在我國(guó)西昌衛(wèi)星放射中心放射勝利，隨后實(shí)現(xiàn)了人類(lèi)首次月球背面軟著陸?！版隙鹚奶?hào)”從環(huán)月圓軌道Ⅰ上的P點(diǎn)實(shí)施變軌，進(jìn)入環(huán)月橢圓軌道Ⅱ，在近月點(diǎn)Q實(shí)施軟著陸，如圖所示。關(guān)于“嫦娥四號(hào)”，下列說(shuō)法正確的是()A．沿軌道Ⅰ運(yùn)行至P點(diǎn)時(shí)，需加速才能進(jìn)入軌道ⅡB．沿軌道Ⅱ運(yùn)行的周期大于沿軌道Ⅰ運(yùn)行的周期C．沿軌道Ⅱ運(yùn)行經(jīng)P點(diǎn)時(shí)的加速度等于沿軌道Ⅰ運(yùn)行經(jīng)P點(diǎn)時(shí)的加速度D．沿軌道Ⅱ從P點(diǎn)運(yùn)行到Q點(diǎn)的過(guò)程中，月球?qū)Α版隙鹚奶?hào)”的萬(wàn)有引力做的功為零C[“嫦娥四號(hào)”沿軌道Ⅰ運(yùn)行至P點(diǎn)時(shí)，應(yīng)當(dāng)制動(dòng)減速使萬(wàn)有引力大于其在軌道Ⅰ上做圓周運(yùn)動(dòng)所需向心力而做近心運(yùn)動(dòng)，變軌到軌道Ⅱ上，故A錯(cuò)誤；軌道Ⅱ的半長(zhǎng)軸小于軌道Ⅰ的半徑，依據(jù)開(kāi)普勒第三定律可知“嫦娥四號(hào)”沿軌道Ⅱ運(yùn)行的周期小于沿軌道Ⅰ運(yùn)行的周期，故B錯(cuò)誤；在同一點(diǎn)萬(wàn)有引力相同，加速度相同，故C正確；依據(jù)開(kāi)普勒其次定律可知在軌道Ⅱ上由P點(diǎn)運(yùn)行到Q點(diǎn)的過(guò)程中，“嫦娥四號(hào)”的速度漸漸增大，引力做正功，故D錯(cuò)誤。]5.(多選)宇宙間存在一些離其他恒星較遠(yuǎn)的三星系統(tǒng)，其中有一種三星系統(tǒng)如圖所示，三顆質(zhì)量均為m的星位于等邊三角形的三個(gè)頂點(diǎn)，三角形邊長(zhǎng)為R，忽視其他星體對(duì)它們的引力作用，三星在同一平面內(nèi)繞三角形中心O做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，引力常量為G，則()A．每顆星做圓周運(yùn)動(dòng)的線(xiàn)速度為eq\r(\f(Gm,R))B．每顆星做圓周運(yùn)動(dòng)的角速度為eq\r(\f(3Gm,R3))C．每顆星做圓周運(yùn)動(dòng)的周期為2πeq\r(\f(R3,3Gm))D．每顆星做圓周運(yùn)動(dòng)的加速度與三星的質(zhì)量無(wú)關(guān)ABC[每顆星受到的合力為F＝2Geq\f(m2,R2)sin60°＝eq\r(3)Geq\f(m2,R2)，軌道半徑為r＝eq\f(\r(3),3)R，由向心力公式F＝ma＝meq\f(v2,r)＝mω2r＝meq\f(4π2r,T2)，解得a＝eq\f(\r(3)Gm,R2)，v＝eq\r(\f(Gm,R))，ω＝eq\r(\f(3Gm,R3))，T＝2πeq\r(\f(R3,3Gm))，明顯加速度a與m有關(guān)，故A、B、C正確。]6.(2024·西安市質(zhì)檢)(多選)2013年4月出現(xiàn)了“火星合日”的天象?！盎鹦呛先铡笔侵富鹦恰⑻?yáng)、地球三者之間形成一條直線(xiàn)時(shí)，從地球的方位視察，火星位于太陽(yáng)的正后方，火星被太陽(yáng)完全遮擋的現(xiàn)象，如圖所示，已知地球、火星繞太陽(yáng)運(yùn)動(dòng)的方向相同，若把火星和地球繞太陽(yáng)運(yùn)行的軌道視為圓，火星繞太陽(yáng)公轉(zhuǎn)周期約等于地球公轉(zhuǎn)周期的2倍，由此可知()A．“火星合日”約每1年出現(xiàn)一次B．“火星合日”約每2年出現(xiàn)一次C．火星的公轉(zhuǎn)半徑約為地球公轉(zhuǎn)半徑的eq\r(3,4)倍D．火星的公轉(zhuǎn)半徑約為地球公轉(zhuǎn)半徑的8倍BC[由開(kāi)普勒定律可得：eq\f(R\o\al(3,火),T\o\al(2,火))＝eq\f(R\o\al(3,地),T\o\al(2,地))，eq\f(R火,R地)＝eq\r(3,\f(T\o\al(2,火),T\o\al(2,地)))＝eq\r(3,4)，選項(xiàng)C正確，選項(xiàng)D錯(cuò)誤；地球繞太陽(yáng)的公轉(zhuǎn)周期為1年，依據(jù)“火星合日”的特點(diǎn)，可得eq\f(2π,T地)t－eq\f(2π,T火)t＝2π，可得：t＝eq\f(T地×T火,T火－T地)＝2年，選項(xiàng)A錯(cuò)誤，選項(xiàng)B正確。]7．我國(guó)首顆量子科學(xué)試驗(yàn)衛(wèi)星于2024年8月16日1點(diǎn)40分勝利放射。量子衛(wèi)星勝利運(yùn)行后，我國(guó)在世界上首次實(shí)現(xiàn)衛(wèi)星和地面之間的量子通信，構(gòu)建天地一體化的量子保密通信與科學(xué)試驗(yàn)體系。假設(shè)量子衛(wèi)星軌道在赤道平面，如圖所示。已知量子衛(wèi)星的軌道半徑是地球半徑的m倍，同步衛(wèi)星的軌道半徑是地球半徑的n倍，圖中P點(diǎn)是地球赤道上一點(diǎn)，由此可知()A．同步衛(wèi)星與量子衛(wèi)星的運(yùn)行周期之比為eq\f(n3,m3)B．同步衛(wèi)星與P點(diǎn)的速度之比為eq\f(1,n)C．量子衛(wèi)星與同步衛(wèi)星的速度之比為eq\f(n,m)D．量子衛(wèi)星與P點(diǎn)的速度之比為eq\r(\f(n3,m))D[由開(kāi)普勒第三定律eq\f(R\o\al(3,同),R\o\al(3,量))＝eq\f(T\o\al(2,同),T\o\al(2,量))可知，eq\f(T\o\al(2,同),T\o\al(2,量))＝eq\f(n3,m3)，可知同步衛(wèi)星與量子衛(wèi)星的運(yùn)行周期之比為eq\r(\f(n3,m3))，選項(xiàng)A錯(cuò)誤；由于同步衛(wèi)星的周期與地球自轉(zhuǎn)周期相同，由v＝ωr＝eq\f(2π,T)r可得同步衛(wèi)星與P點(diǎn)的速度之比為v同∶vP＝n∶1，選項(xiàng)B錯(cuò)誤；由Geq\f(Mm,r2)＝meq\f(v2,r)解得v＝e