江蘇專版2023-2024學(xué)年新教材高中物理第七章萬有引力與宇宙航行重難專題10衛(wèi)星的變軌和雙星問題分層作業(yè)新人教版必修第二冊

重難專題10衛(wèi)星的變軌和雙星問題分層作業(yè)知識基礎(chǔ)練1.[2022江蘇南京期末]2022年，我國的航天事業(yè)又一次取得了令人矚目的壯舉，神舟十三號航天員乘組在軌駐留六個(gè)月，并成功返航，標(biāo)志著我國的空間站技術(shù)已趨成熟。若把飛船繞地球的運(yùn)動看成勻速圓周運(yùn)動，下列說法正確的是()A.航天員乘坐飛船繞地球飛行時(shí)處于平衡狀態(tài)B.飛船繞地球做勻速圓周運(yùn)動的速度可為C.若飛船繞地球飛行的軌道半徑變大，則其運(yùn)行周期變大D.若飛船要實(shí)現(xiàn)降軌飛行，飛船在原軌道上需要先行加速2.[2022江蘇新沂月考]現(xiàn)對發(fā)射地球同步衛(wèi)星的過程進(jìn)行分析，如圖所示，衛(wèi)星首先進(jìn)入橢圓軌道Ⅰ，點(diǎn)是軌道Ⅰ上的近地點(diǎn)，然后在點(diǎn)通過改變衛(wèi)星速度，讓衛(wèi)星進(jìn)入地球同步軌道Ⅱ，則()A.衛(wèi)星在同步軌道Ⅱ上的運(yùn)行速度大于第一宇宙速度B.該衛(wèi)星的發(fā)射速度必定大于第二宇宙速度C.在軌道Ⅰ上，衛(wèi)星在點(diǎn)的速度大于第一宇宙速度D.在軌道Ⅰ上，衛(wèi)星在點(diǎn)的速度大于第一宇宙速度3.[2022江蘇南京鹽城聯(lián)考]2021年5月16日至6月24日，運(yùn)行在約高度軌道上的“星鏈”衛(wèi)星降軌至平均高度為的近圓軌道上，后持續(xù)運(yùn)行于這一與中國空間站相近的高度。在此期間，中國空間站采取了緊急避碰措施。關(guān)于衛(wèi)星的降軌，下列說法正確的是()A.降軌前，衛(wèi)星在原軌道上處于平衡狀態(tài)B.降軌時(shí)，衛(wèi)星在原軌道上需要先行減速C.降軌后，衛(wèi)星在新軌道上運(yùn)動周期變大D.降軌后，衛(wèi)星在新軌道上的速度將大于第一宇宙速度4.[2022江蘇揚(yáng)州月考]如圖所示，我國火星探測器“天問一號”在地火轉(zhuǎn)移軌道1上飛行七個(gè)月后，進(jìn)入近火點(diǎn)為400千米、遠(yuǎn)火點(diǎn)為5.9萬千米的火星停泊軌道2，進(jìn)行相關(guān)探測后將進(jìn)入較低的軌道3開展科學(xué)探測。則探測器()A.在軌道2上近火點(diǎn)減速可進(jìn)入軌道3B.在軌道2上的周期比在軌道3上的周期小C.在軌道2上近火點(diǎn)的機(jī)械能比遠(yuǎn)火點(diǎn)大D.從地球發(fā)射時(shí)的速度介于地球的第一宇宙速度和第二宇宙速度之間5.[2022江蘇揚(yáng)州模擬預(yù)測]2021年10月16日，搭載“神舟十三號”載人飛船的“長征二號”遙十三運(yùn)載火箭，順利將翟志剛、王亞平、葉光富3名航天員送入太空，標(biāo)志著中國人首次長期進(jìn)駐空間站。2021年12月9日15時(shí)40分“天宮課堂”第一課開講，2022年3月23日15時(shí)40分，“天宮課堂”第二課在中國空間站正式開講并直播。以下說法正確的是()A.“神舟十三號”載人飛船的發(fā)射速度大于地球第一宇宙速度B.航天員王亞平在進(jìn)行太空轉(zhuǎn)身和浮力消失實(shí)驗(yàn)時(shí)，空間站中的人和物體不受地球引力作用C.只需知道空間站的運(yùn)動周期和地球半徑就可以計(jì)算出地球的質(zhì)量和地球密度D.載人飛船加速后可追上在同軌道上的核心艙并實(shí)施對接6.[2022江蘇蘇州月考]美國宇航局利用開普勒太空望遠(yuǎn)鏡發(fā)現(xiàn)了一個(gè)新的雙星系統(tǒng)，命名為“開普勒”，該系統(tǒng)位于天鵝座內(nèi)，距離地球大約5000光年。這一新的系統(tǒng)有一對互相圍繞運(yùn)行的恒星，運(yùn)行周期為，其中大恒星的質(zhì)量為，小恒星的質(zhì)量只有大恒星質(zhì)量的三分之一，已知引力常量為，則下列判斷正確的是()A.小恒星、大恒星的轉(zhuǎn)動半徑之比為B.小恒星、大恒星的轉(zhuǎn)動半徑之比為C.兩顆恒星相距D.兩顆恒星相距7.[2022江蘇昆山模擬預(yù)測]我們銀河系的恒星中大約有四分之一是雙星，某雙星由質(zhì)量不等的星體和構(gòu)成，兩星在相互之間萬有引力的作用下繞兩者連線上某一定點(diǎn)做勻速圓周運(yùn)動（如圖所示）。由天文觀察測得其運(yùn)動周期為，到點(diǎn)的距離為，和的距離為，已知引力常量為，由此可求出的質(zhì)量為()A. B. C. D.能力提升練8.[2022江蘇張家港測試]如圖甲所示，河外星系中兩黑洞、的質(zhì)量分別為和，它們以兩者連線上的某一點(diǎn)為圓心做勻速圓周運(yùn)動。為研究方便簡化為如圖乙所示的示意圖，黑洞和黑洞均可看成球體，且黑洞的半徑大于黑洞的半徑，下列說法正確的是()A.兩黑洞質(zhì)量之間的關(guān)系一定是B.黑洞的運(yùn)行角速度小于黑洞的運(yùn)行角速度C.人類要把航天器發(fā)射到距黑洞較近的區(qū)域進(jìn)行探索，發(fā)射速度一定大于第三宇宙速度D.若兩黑洞間的距離一定，把黑洞上的物質(zhì)移到黑洞上，它們運(yùn)行的周期變大9.[2022江蘇南通月考]如圖所示，發(fā)射同步衛(wèi)星的一般程序：先讓衛(wèi)星進(jìn)入一個(gè)近地的圓軌道，然后在點(diǎn)變軌，進(jìn)入橢圓轉(zhuǎn)移軌道（該橢圓軌道的近地點(diǎn)為近地圓軌道上的點(diǎn)，遠(yuǎn)地點(diǎn)為同步圓軌道上的點(diǎn)），到達(dá)遠(yuǎn)地點(diǎn)時(shí)再次變軌，進(jìn)入同步軌道。如圖，設(shè)衛(wèi)星在近地圓軌道上運(yùn)行的速率為，在橢圓轉(zhuǎn)移軌道的近地點(diǎn)的速率為，沿轉(zhuǎn)移軌道剛到達(dá)遠(yuǎn)地點(diǎn)時(shí)的速率為，在同步軌道上的速率為，三個(gè)軌道上運(yùn)動的周期分別為、、，則下列說法正確的是()A.在點(diǎn)變軌時(shí)需要加速，在點(diǎn)變軌時(shí)需要減速B.在點(diǎn)變軌時(shí)需要減速，在點(diǎn)變軌時(shí)需要加速C.D.10.[2022江蘇常州八校聯(lián)合調(diào)研]“太空涂鴉”技術(shù)就是使低軌運(yùn)行的攻擊衛(wèi)星在接近高軌偵查衛(wèi)星時(shí)，準(zhǔn)確計(jì)算軌道向其發(fā)射“漆霧”彈，并在臨近偵查衛(wèi)星時(shí)，壓爆彈囊，讓“漆霧”散開并噴向偵查衛(wèi)星，噴散后強(qiáng)力吸附在偵查衛(wèi)星的偵察鏡頭、太陽能板、電子偵察傳感器等關(guān)鍵設(shè)備上，使之暫時(shí)失效。下列說法正確的是()A.攻擊衛(wèi)星進(jìn)攻前的速度比偵查衛(wèi)星的速度小B.攻擊衛(wèi)星完成“太空涂鴉”后應(yīng)減速才能返回低軌道上C.攻擊衛(wèi)星進(jìn)攻前的動能大于偵察衛(wèi)星的動能D.若攻擊衛(wèi)星周期已知，就可計(jì)算出地球質(zhì)量11.如圖所示，已知月球半徑為，月球表面的重力加速度為，飛船在繞月球的圓形軌道Ⅰ上運(yùn)動，軌道半徑為，，到達(dá)軌道Ⅰ的點(diǎn)時(shí)點(diǎn)火變軌進(jìn)入橢圓軌道Ⅱ，到達(dá)軌道的近月點(diǎn)時(shí)再次點(diǎn)火進(jìn)入近月軌道Ⅲ繞月球做圓周運(yùn)動。已知引力常量為，求：（1）第一次點(diǎn)火和第二次點(diǎn)火分別是加速還是減速；（2）飛船在軌道Ⅰ上的運(yùn)行速率；（3）飛船在軌道Ⅱ上的運(yùn)行周期。重難專題10衛(wèi)星的變軌和雙星問題分層作業(yè)知識基礎(chǔ)練1.C2.C3.B4.A5.A6.C7.A能力提升練8.C9.D10.B11.（1）第一次點(diǎn)火與第二次點(diǎn)火都是減速[解析]由高軌道到低軌道，半徑減小，飛船做近心運(yùn)動，所需要的向心力小于萬有引力，故要減速才可實(shí)現(xiàn)，即第一次點(diǎn)火與第二次點(diǎn)火都是減速。（2）[解析]由題意可知軌道Ⅰ的半徑為，設(shè)飛船的質(zhì)量為，月球的質(zhì)量為，飛船在軌道Ⅰ上