物理大二輪高考復(fù)習(xí)練習(xí)（三） 天體運(yùn)動(dòng)中的三大熱點(diǎn)問題

微課精練（三）天體運(yùn)動(dòng)中的三大熱點(diǎn)問題

L（2022?湖北高考）2022年5月，我國(guó)成功完成了天舟四號(hào)貨運(yùn)飛船與空間站的對(duì)接，

形成的組合體在地球引力作用下繞地球做圓周運(yùn)動(dòng)，周期約90分鐘。下列說法正確的是（）

A.組合體中的貨物處于超重狀態(tài)

B.組合體的速度大小略大于第一宇宙速度

C.組合體的角速度大小比地球同步衛(wèi)星的大

D.組合體的加速度大小比地球同步衛(wèi)星的小

解析：選C組合體在地球引力作用下繞地球做圓周運(yùn)動(dòng)，只受萬有引力的作用，則組

合體中的貨物處于失重狀態(tài)，A錯(cuò)誤；第一宇宙速度為最大的環(huán)繞速度，則組合體的速度大

小不可能大于第一宇宙速度，B錯(cuò)誤；已知同步衛(wèi)星的周期為24h,則根據(jù)角速度和周期的

關(guān)系有”=季，由于7同＞T*體，則組合體的角速度大小比地球同步衛(wèi)星的大，C正確；組

合體在地球引力作用下繞地球做圓周運(yùn)動(dòng)，有G饕=辟r,整理得7=24^,由于7

?＞T??-?,則r科＞rjs今年，根據(jù)Jna=G則有"用＜＜i"??■作，D錯(cuò)誤。

2.（2022?廣東高皆）“祝融號(hào)”火星車需要“休眠”以度過火星寒冷的冬季。假設(shè)火星

和地球的冬季是各自公轉(zhuǎn)周期的四分之一，且火星的冬季時(shí)長(zhǎng)約為地球的1.88倍?；鹦呛偷?/p>

球繞太陽的公轉(zhuǎn)均可視為勻速圓周運(yùn)動(dòng)。下列關(guān)于火星、地球公轉(zhuǎn)的說法正確的是（）

A.火星公轉(zhuǎn)的線速度比地球的大

B.火星公轉(zhuǎn)的角速度比地球的大

C.火星公轉(zhuǎn)的半徑比地球的小

D.火星公轉(zhuǎn)的加速度比地球的小

解析：選D由題意可知，火星和地球的冬季是各自公轉(zhuǎn)周期的四分之一，且火星的冬

季時(shí)長(zhǎng)約為地球的1.88倍，說明火星的公轉(zhuǎn)周期為地球公轉(zhuǎn)周期的1.88倍，根據(jù)萬有引力

提供向心力，得：G^y-=mr（j^2=nr^=mrω2=ma,解得：T=2πv=

IGMGM1▼一一_

ω=?/??-,由于丁火＞丁地,可知,r火＞r地、?；餠O地、“火V口地、。火Va地,故D正

確，A、B、C錯(cuò)誤。

3.（2022?河北高考）2008年，我國(guó)天文學(xué)家利用國(guó)家天文臺(tái)興隆觀測(cè)基地的2.16米望遠(yuǎn)

鏡，發(fā)現(xiàn)了一顆繞恒星HD173416運(yùn)動(dòng)的系外行星HD173416b,2019年，該恒星和行星被國(guó)

際天文學(xué)聯(lián)合會(huì)分別命名為“羲和”和“望舒”，天文觀測(cè)得到恒星羲和的質(zhì)量是太陽質(zhì)量

的2倍，若將望舒與地球的公轉(zhuǎn)均視為勻速圓周運(yùn)動(dòng)，且公轉(zhuǎn)的軌道半徑相等。則望舒與地

球公轉(zhuǎn)速度大小的比值為（）

A.2√2B.2

C.√2Dq

解析：選C地球繞太陽和行星望舒繞恒星羲和的勻速圓周運(yùn)動(dòng)都是由萬有引力提供向

心力，有d饕=，解得公轉(zhuǎn)的線速度大小為O=\岸,其中中心天體的質(zhì)量之比為2:

1,公轉(zhuǎn)的軌道半徑相等，則望舒與地球公轉(zhuǎn)速度大小的比值為啦，故C正確。

4?（2022?山東等級(jí)考）“羲和號(hào)”是我國(guó)首顆太陽探測(cè)科學(xué)技術(shù)試驗(yàn)

衛(wèi)星。如圖所示，該衛(wèi)星圍繞地球的運(yùn)動(dòng)視為勻速圓周運(yùn)動(dòng)，軌道平面

與赤道平面接近垂直。衛(wèi)星每天在相同時(shí)刻，沿相同方向經(jīng)過地球表面

A點(diǎn)正上方，恰好繞地球運(yùn)行〃圈。已知地球半徑為R,自轉(zhuǎn)周期為T,

地球表面重力加速度為g,則“羲和號(hào)”衛(wèi)星軌道距地面高度為（）

解析：選C地球表面的重力加速度為g,根據(jù)牛頓第二定律得一成一=mg,解得GM=

gR2,根據(jù)題意可知，衛(wèi)星的運(yùn)行周期為〃=三,根據(jù)牛頓第二定律，萬有引力提供衛(wèi)星運(yùn)

動(dòng)的向心力，則有不麗?="??產(chǎn)々（A+%）,聯(lián)立解得〃=勺氏”一/?。

5.（多選）有一對(duì)相互環(huán)繞旋轉(zhuǎn)的超大質(zhì)量雙黑洞系統(tǒng)，如圖所示。若圖中雙黑洞的質(zhì)量

分別為和M2,它們以兩者連線上的某一點(diǎn)為圓心做勻速圓周運(yùn)動(dòng)。根據(jù)所學(xué)知識(shí)，下列

說法中正確的是（）

A.雙黑洞的角速度之比ωι：ω2=Λf2:M1

B.雙黑洞的軌道半徑之比r?：r2=M2：Ml

C.雙黑洞的線速度大小之比V1：V2=M1：M2

D.雙黑洞的向心加速度大小之比α∣：a2=M2：M1

解析：選BD雙黑洞繞連線的某點(diǎn)做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的周期相等，所以角速度也相等，

故A錯(cuò)誤；雙黑洞做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的向心力由它們間的萬有引力提供，向心力大小相等，由

Mιω2rι=M2（02r2,得r?:rz=Mι:Mi,故B正確；由v=ωr得雙黑洞的線速度大小之比為

Vi:Vι=rι；r2=M2:Mi,故C錯(cuò)誤；由a=ω2r得雙黑洞的向心加速度大小之比為a?:az

=ri：r2=M2：Mi,D正確。

6.（2022?邯鄲調(diào)研）我國(guó)天文學(xué)家通過“天眼”在武仙座球狀星團(tuán)……

/，/一■、、

Mi3中發(fā)現(xiàn)一個(gè)脈沖雙星系統(tǒng)。如圖所示，由恒星A與恒星3組成的雙/∕"''?

星系統(tǒng)繞其連線上的O點(diǎn)各自做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，經(jīng)觀測(cè)可知恒星B的運(yùn)'、、：'、?一J

行周期為兀若恒星A的質(zhì)量為m,恒星8的質(zhì)量為2m,引力常量為

G,則恒星A與。點(diǎn)間的距離為（）

3/9GMIr2

?∏2^5^

GmT13127GmT1

108π2

解析：選A雙星系統(tǒng)兩個(gè)恒星的角速度相同，周期相同，設(shè)恒星A和恒星8的軌道半

徑分別為以和∕?,恒星A與3中心間的距離為卻對(duì)A根據(jù)萬有引力提供向心力得Ga潭

=nr^rA,對(duì)5根據(jù)萬有引力提供向心力得Gl善=2∕n爺7?,又L=以+0，聯(lián)立解得以

3IlGtnT2

=SJ9π2",故A正確，B、C、D錯(cuò)誤°

7.2022年6月5日，神舟十四號(hào)載人飛船與天和核心艙完成對(duì)接，/-~、

航天員陳冬、劉洋、蔡旭哲進(jìn)入天和核心艙。對(duì)接過程的示意圖如圖為4曠、A

所示，天和核心艙處于半徑為小的圓軌道I∏;神舟十四號(hào)飛船處于半

徑為0的圓軌道I,運(yùn)行周期為八，通過變軌操作后，沿橢圓軌道II\功滔Π∣Z

運(yùn)動(dòng)到5點(diǎn)與天和核心艙對(duì)接。則下列說法正確的是（）天和核心艙

A.神舟十四號(hào)飛船在軌道I上運(yùn)動(dòng)時(shí)將不受重力的作用

B.神舟十四號(hào)飛船沿軌道II運(yùn)行的周期為72=八逆導(dǎo)》

c.神舟十四號(hào)飛船沿軌道I運(yùn)行的周期大于天和核心艙沿軌道m(xù)運(yùn)行的周期

D.正常運(yùn)行時(shí)，神舟十四號(hào)飛船在軌道∏上經(jīng)過8點(diǎn)的加速度大于在軌道IH上經(jīng)過6

點(diǎn)的加速度

解析：選B神舟十四號(hào)飛船在軌道I上運(yùn)動(dòng)時(shí)仍受重力作用，只是因?yàn)橹亓θ坑脕?/p>

尸［3Q八+八

提供向心力而處于完全失重狀態(tài)，故A錯(cuò)誤；根據(jù)開普勒第三定律得籌=言，又α=jγΛ

聯(lián)立解得72=71、^^