第五章　第3練　專題強(qiáng)化：衛(wèi)星變軌問(wèn)題　雙星模型-2025高中物理大一輪復(fù)習(xí)

1.(2023·江蘇南京市期中)地球、火星的公轉(zhuǎn)軌道可近似為如圖所示的圓，“天問(wèn)一號(hào)”火星探測(cè)器脫離地球引力束縛后通過(guò)霍曼轉(zhuǎn)移軌道飛往火星，霍曼轉(zhuǎn)移軌道為橢圓軌道的一部分，在其近日點(diǎn)、遠(yuǎn)日點(diǎn)處分別與地球、火星軌道相切。若僅考慮太陽(yáng)引力的影響，則“天問(wèn)一號(hào)”在飛往火星的過(guò)程中()A．速度變大 B．速度不變C．加速度變小 D．加速度不變2．(2023·山東濟(jì)南市模擬)2022年11月12日，天舟五號(hào)與空間站天和核心艙成功對(duì)接，此次發(fā)射任務(wù)從點(diǎn)火發(fā)射到完成交會(huì)對(duì)接，全程僅用2個(gè)小時(shí)，創(chuàng)世界最快交會(huì)對(duì)接紀(jì)錄，標(biāo)志著我國(guó)航天交會(huì)對(duì)接技術(shù)取得了新突破。在交會(huì)對(duì)接的最后階段，天舟五號(hào)與空間站處于同一軌道上同向運(yùn)動(dòng)，兩者的運(yùn)行軌道均視為圓周。要使天舟五號(hào)在同一軌道上追上空間站實(shí)現(xiàn)對(duì)接，天舟五號(hào)噴射燃?xì)獾姆较蚩赡苷_的是()3.(2023·河南南陽(yáng)市期中)2021年6月17日，神舟十二號(hào)載人飛船與天和核心艙成功對(duì)接，對(duì)接過(guò)程如圖所示。天和核心艙處于半徑為r3的圓軌道Ⅲ上；神舟十二號(hào)飛船處于半徑為r1的圓軌道Ⅰ上，運(yùn)行周期為T(mén)1，經(jīng)過(guò)A點(diǎn)時(shí)，通過(guò)變軌操作后，沿橢圓軌道Ⅱ運(yùn)動(dòng)到B處與核心艙對(duì)接，則神舟十二號(hào)飛船()A．沿軌道Ⅰ運(yùn)行的周期大于天和核心艙沿軌道Ⅲ運(yùn)行的周期B．沿軌道Ⅱ從A運(yùn)動(dòng)到B的過(guò)程中，機(jī)械能增大C．在軌道Ⅰ上的速度小于沿軌道Ⅱ運(yùn)動(dòng)經(jīng)過(guò)B點(diǎn)的速度D．沿軌道Ⅱ運(yùn)行的周期為T(mén)2＝T1eq\r(\f(r1＋r3,2r1)3)4．(2023·廣東廣州市第二中學(xué)三模)天問(wèn)一號(hào)火星探測(cè)器搭乘長(zhǎng)征五號(hào)遙四運(yùn)載火箭成功發(fā)射意味著中國(guó)航天開(kāi)啟了走向深空的新旅程。由著陸巡視器和環(huán)繞器組成的天問(wèn)一號(hào)經(jīng)過(guò)如圖所示的發(fā)射、地火轉(zhuǎn)移、火星捕獲、火星停泊和離軌著陸等階段，則()A．天問(wèn)一號(hào)發(fā)射速度大于第一宇宙速度，小于第二宇宙速度B．天問(wèn)一號(hào)在“火星捕獲段”運(yùn)行的周期小于它在“火星停泊段”運(yùn)行的周期C．天問(wèn)一號(hào)從圖示“火星捕獲段”需在合適位置減速才能運(yùn)動(dòng)到“火星停泊段”D．著陸巡視器從圖示“離軌著陸段”至著陸到火星表面的全過(guò)程中，機(jī)械能守恒5．(多選)經(jīng)長(zhǎng)期觀測(cè)，人們?cè)谟钪嬷幸呀?jīng)發(fā)現(xiàn)了“雙星系統(tǒng)”，“雙星系統(tǒng)”由兩顆相距較近的恒星組成，每顆恒星的大小遠(yuǎn)小于兩星體之間的距離，而且雙星系統(tǒng)一般遠(yuǎn)離其他天體。兩顆質(zhì)量分別為m1、m2的星體A、B組成的雙星，在相互之間的萬(wàn)有引力作用下，繞連線上的O點(diǎn)做周期相同的勻速圓周運(yùn)動(dòng)。現(xiàn)測(cè)得兩顆星體之間的距離為L(zhǎng)，質(zhì)量之比為m1∶m2＝3∶2。則可知()A．A與B做圓周運(yùn)動(dòng)的角速度之比為2∶3B．A與B做圓周運(yùn)動(dòng)的線速度大小之比為2∶3C．A做圓周運(yùn)動(dòng)的半徑為eq\f(2,5)LD．B做圓周運(yùn)動(dòng)的半徑為eq\f(2,5)L6.(多選)2019年人類(lèi)天文史上首張黑洞圖片正式公布。在宇宙中當(dāng)一顆恒星靠近黑洞時(shí)，黑洞和恒星可以相互繞行，從而組成雙星系統(tǒng)。在相互繞行的過(guò)程中，質(zhì)量較大的恒星上的物質(zhì)會(huì)逐漸被吸入到質(zhì)量較小的黑洞中，從而被吞噬掉，黑洞吞噬恒星的過(guò)程也被稱為“潮汐瓦解事件”。天鵝座X－1就是一個(gè)由黑洞和恒星組成的雙星系統(tǒng)，黑洞和恒星以它們連線上的某一點(diǎn)為圓心做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，如圖所示。在剛開(kāi)始吞噬的較短時(shí)間內(nèi)，恒星和黑洞之間的距離不變，則在這段時(shí)間內(nèi)，下列說(shuō)法正確的是()A．黑洞和恒星之間的萬(wàn)有引力變大B．黑洞的角速度變大C．恒星的線速度變大D．黑洞的線速度變大7．一近地衛(wèi)星的運(yùn)行周期為T(mén)0，地球的自轉(zhuǎn)周期為T(mén)，則地球的平均密度與地球不因自轉(zhuǎn)而瓦解的最小密度之比為()A.eq\f(T0,T)B.eq\f(T,T0)C.eq\f(T\o\al(02),T2)D.eq\f(T2,T\o\al(02))8．(多選)2017年，人類(lèi)第一次直接探測(cè)到來(lái)自雙中子星合并的引力波。根據(jù)科學(xué)家們復(fù)原的過(guò)程，在兩顆中子星合并前約100s時(shí)，它們相距約400km，繞二者連線上的某點(diǎn)每秒轉(zhuǎn)動(dòng)12圈，將兩顆中子星都看作是質(zhì)量均勻分布的球體，由這些數(shù)據(jù)、引力常量并利用牛頓力學(xué)知識(shí)，可以估算出這一時(shí)刻兩顆中子星()A．質(zhì)量之積 B．質(zhì)量之和C．速率之和 D．各自的自轉(zhuǎn)角速度9.(2024·江蘇南通市開(kāi)學(xué)考)如圖所示，A、B、C三顆星體分別位于等邊三角形的三個(gè)頂點(diǎn)上，在相互之間的萬(wàn)有引力作用下，繞圓心O在三角形所在的平面內(nèi)做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，rBO＝rCO＝2rAO。忽略其他星體對(duì)它們的作用，則下列關(guān)系正確的是()A．星體的線速度大小vA＝2vBB．星體的加速度大小aA＝eq\f(1,2)aBC．星體所受合力大小FA＝FBD．星體的質(zhì)量mA＝mB10．2021年3月24日，科學(xué)家對(duì)人類(lèi)首次“看見(jiàn)”的那個(gè)黑洞，成功繪制出偏振圖像，已知引力常量為G。試解決如下問(wèn)題：(1)若天文學(xué)家觀測(cè)到一天體繞該黑洞做半徑為r、周期為T(mén)的勻速圓周運(yùn)動(dòng)，求黑洞的質(zhì)量M；(2)黑洞是一種密度極大、引力極大的天體，以至于光都無(wú)法逃逸(光速為c＝3×108m/s)，若某黑洞的半徑R約30km，質(zhì)量M和半徑R的關(guān)系滿足eq\f(M,R)＝eq\f(c2,2G)，求該黑洞的表面重力加速度大小。11.如圖為發(fā)射衛(wèi)星的示意圖，先將衛(wèi)星發(fā)射到半徑為r1＝r的圓軌道上做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，到A點(diǎn)時(shí)使衛(wèi)星加速進(jìn)入橢圓軌道，到橢圓軌道的遠(yuǎn)地點(diǎn)B點(diǎn)時(shí)，再次改變衛(wèi)星的速度，使衛(wèi)星進(jìn)入半徑為r2＝2r的圓軌道做勻速圓周運(yùn)動(dòng)。已知衛(wèi)星在橢圓軌道上時(shí)到地心的距離與速度的乘積為定值，衛(wèi)星在橢圓軌道上A點(diǎn)時(shí)的速度大小為v，衛(wèi)星的質(zhì)量為m，地球的質(zhì)量為m地，引力常量為G，則發(fā)動(dòng)機(jī)在A點(diǎn)對(duì)衛(wèi)星做的功與在B點(diǎn)對(duì)衛(wèi)星做的功之差為(不計(jì)衛(wèi)星的質(zhì)量變化)()A.eq\