（江蘇專用）2020版高考物理新增分大一輪復習 第四章 曲線運動 萬有引力與航天 專題突破五 天體運動中的三大難點講義（含解析）.docx

專題突破五天體運動中的三大難點命題點一近地衛(wèi)星、同步衛(wèi)星與赤道上的物體的比較分析1解決同步衛(wèi)星問題的“四點”注意(1)基本關系：Gmanmmr2mr.(2)重要手段：構建物理模型，繪制草圖輔助分析(3)物理規(guī)律：不快不慢：具有特定的運行線速度、角速度和周期不高不低：具有特定的位置高度和軌道半徑不偏不倚：同步衛(wèi)星的運行軌道平面必須處于地球赤道平面上，只能靜止在赤道上方的特定的點上(4)重要條件：地球的公轉周期為1年，其自轉周期為1天(24小時)，地球表面半徑約為6.4103km，表面重力加速度g約為9.8m/s2.月球的公轉周期約27.3天，在一般估算中常取27天人造地球衛(wèi)星的運行半徑最小為r6.4103km，運行周期最小為T84min，運行速度最大為v7.9km/s.2兩個向心加速度衛(wèi)星繞地球運行的向心加速度物體隨地球自轉的向心加速度產生原因由萬有引力產生由萬有引力的一個分力(另一分力為重力)產生方向指向地心垂直且指向地軸大小an(地面附近an近似等于g)anr2，r為地面上某點到地軸的距離，為地球自轉的角速度特點隨衛(wèi)星到地心的距離的增大而減小從赤道到兩極逐漸減小例1(多選)同步衛(wèi)星與地心的距離為r，運行速率為v1，向心加速度為a1，地球赤道上的物體隨地球自轉的向心加速度為a2.第一宇宙速度為v2，地球半徑為R，則下列比值正確的是()A.B.()2C.D.答案AD解析萬有引力提供向心力，有Gm，故，故選項D正確；對于同步衛(wèi)星和地球赤道上的物體，其共同特點是角速度相等，有a2r，故，故選項A正確變式1(2018前黃中學檢測)有a、b、c、d四顆地球衛(wèi)星，a還未發(fā)射，在赤道表面上隨地球一起轉動，b是近地軌道衛(wèi)星，c是地球同步衛(wèi)星，d是高空探測衛(wèi)星，它們均做勻速圓周運動，各衛(wèi)星排列位置如圖1所示，則()圖1Aa的向心加速度等于重力加速度gB在相同時間內b轉過的弧長最長Cc在4小時內轉過的圓心角是Dd的運行周期有可能是20小時答案B解析地球同步衛(wèi)星的角速度與地球自轉的角速度相同，則知a與c的角速度相同，根據an2r知，c的向心加速度大于a的向心加速度由Gma，得a，可知衛(wèi)星的軌道半徑越大，向心加速度越小，則地球同步衛(wèi)星c的向心加速度小于b的向心加速度，而b的向心加速度等于重力加速度g，故a的向心加速度小于重力加速度g，故A錯誤；由Gm，得v，則知衛(wèi)星的軌道半徑越大，線速度越小，所以b的線速度最大，在相同時間內轉過的弧長最長，故B正確；c是地球同步衛(wèi)星，周期是24h，則c在4h內轉過的圓心角是2，故C錯誤；由開普勒第三定律k知，衛(wèi)星的軌道半徑越大，周期越大，所以d的運行周期大于c的周期24h，故D錯誤變式2(多選)(2018高郵市期初)中國北斗衛(wèi)星導航系統(tǒng)(BDS)是中國自行研制的全球衛(wèi)星導航系統(tǒng)，是繼美國全球定位系統(tǒng)(GPS)、俄羅斯格洛納斯衛(wèi)星導航系統(tǒng)(GLONASS)之后第三個成熟的衛(wèi)星導航系統(tǒng)如圖2所示是北斗導航系統(tǒng)中部分衛(wèi)星的軌道示意圖，已知a、b、c三顆衛(wèi)星均做圓周運動，a是地球同步衛(wèi)星，則()圖2A衛(wèi)星a的速度小于衛(wèi)星c的速度B衛(wèi)星a的加速度大于衛(wèi)星b的加速度C衛(wèi)星b的線速度大于赤道上的物體隨地球自轉的線速度D衛(wèi)星b的周期小于衛(wèi)星c的周期答案AC解析由萬有引力提供向心力，得：G，則：v，由題圖知衛(wèi)星a的軌道半徑大于衛(wèi)星c的軌道半徑，所以衛(wèi)星a的速度小于衛(wèi)星c的速度，故A正確；由萬有引力提供向心力，得Gman，則an，由題圖知衛(wèi)星a與衛(wèi)星b的軌道半徑相等，所以向心加速度大小也相等，故B錯誤；衛(wèi)星a的周期為24 h，衛(wèi)星b與衛(wèi)星a的軌道半徑相同，故周期相同，則衛(wèi)星b的周期為24 h，所以衛(wèi)星b與赤道上隨地球自轉的物體的周期是相等的；根據v可知，軌道半徑大的衛(wèi)星b的線速度大于赤道上物體隨地球自轉的線速度，故C正確；由萬有引力提供向心力得Gmr，則：T2 ，由題圖知衛(wèi)星b的半徑大于衛(wèi)星c的半徑，所以衛(wèi)星b的周期大于衛(wèi)星c的周期，故D錯誤命題點二衛(wèi)星變軌問題1變軌原理及過程人造衛(wèi)星的發(fā)射過程要經過多次變軌方可到達預定軌道，如圖3所示圖3(1)在A點點火加速，由于速度變大，Gm，萬有引力不足以提供向心力，衛(wèi)星做離心運動進入橢圓軌道.在B點(遠地點)再次點火加速進入圓形軌道.(2)當衛(wèi)星的速率突然減小時，Gm，即萬有引力大于所需要的向心力，衛(wèi)星將做近心運動，脫離原來的圓軌道，軌道半徑變小，當衛(wèi)星進入新的軌道穩(wěn)定運行時由v可知其運行速率比原軌道時增大，衛(wèi)星的發(fā)射和回收就是利用這一原理2三個運行物理量的大小比較(1)速度：設衛(wèi)星在圓軌道和上運行時的速率分別為v1、v3，在軌道上過A點和B點時速率分別為vA、vB，在A點加速，則vAv1，在B點加速，則v3vB，又因v1v3，故有vAv1v3vB.(2)加速度：因為在A點，衛(wèi)星只受到萬有引力作用，故不論從軌道還是軌道上經過A點，衛(wèi)星的加速度都相同，同理，經過B點加速度也相同(3)周期：設衛(wèi)星在、軌道上運行周期分別為T1、T2、T3，軌道半徑分別為r1、r2(半長軸)、r3，由開普勒第三定律k，可知T1T2T3.3衛(wèi)星運動中的機械能(1)只在萬有引力作用下衛(wèi)星繞中心天體做勻速圓周運動和沿橢圓軌道運動，機械能均守恒，這里的機械能包括衛(wèi)星的動能、衛(wèi)星(與中心天體)的引力勢能(2)質量相同的衛(wèi)星，圓軌道半徑越大，動能越小，勢能越大，機械能越大例2(多選)(2018南通等六市一調)我國“天宮一號”飛行器已完成了所有任務，已于2018年4月2日墜入大氣層后燒毀如圖4所示，設“天宮一號”原來在圓軌道上飛行，到達P點時轉移到較低的橢圓軌道上(未進入大氣層)，則“天宮一號”()圖4A在P點減速進入軌道B在軌道上運動的周期大于在軌道上運動的周期C在軌道上的加速度大于在軌道上的加速度D在軌道上的機械能大于在軌道上的機械能答案ABD解析在P點減速，萬有引力大于需要的向心力，“天宮一號”做近心運動進入軌道，故A正確；根據開普勒第三定律：，且軌道半徑大于在軌道的半長軸，所以在軌道上運動的周期大于在軌道上運動的周期，故B正確；根據萬有引力提供向心力：Gman，解得：anG，可知在軌道上的加速度小于在軌道上的加速度，故C錯誤；在軌道上P點的動能大于在軌道上P點的動能，在P點由軌道轉移到軌道時，需對飛行器做負功，故在軌道上的機械能大于在軌道上的機械能，故D正確變式3(多選)2016年10月19日，“神舟十一號”與“天宮二號”成功實現(xiàn)交會對接如圖5所示，交會對接前“神舟十一號”飛船先在較低圓軌道1上運動，在適當位置經變軌與在圓軌道2上運動的“天宮二號”對接M、Q兩點在軌道1上，P點在軌道2上，三點連線過地球球心，把飛船的加速過程簡化為只做一次短時加速下列關于“神舟十一號”變軌過程的描述正確的有()圖5A“神舟十一號”在M點加速，可以在P點與“天宮二號”相遇B“神舟十一號”在M點經一次加速，即可變軌到軌道2C“神舟十一號”經變軌后速度總大于變軌前的速度D“神舟十一號”變軌后的運行周期大于變軌前的運行周期答案AD解析“神舟十一號”與“天宮二號”對接，需要“神舟十一號”提升軌道，即“神舟十一號”開動發(fā)動機加速做離心運動，使軌道高度與“天宮二號”軌道高度相同實現(xiàn)對接，故“神舟十一號”在M點加速，可以在P點與“天宮二號”相遇，故選項A正確；衛(wèi)星繞地球做圓周運動，向心力由萬有引力提供，故由Gm，解得線速度v，所以衛(wèi)星軌道高度越大，線速度越小，“神舟十一號”在軌道2的速度小于在軌道1的速度，所以在M點經一次加速后，到P點后再減速一次，才可變軌到軌道2，故選項B、C錯誤；根據Gm，解得周期T2 ，可知軌道高度越大，周期越大，所以“神舟十一號”變軌后的運行周期大于變軌前的運行周期，故選項D正確變式4(多選)(2018蘇州市模擬)“信使號”探測器圍繞水星運行了近4年，在“信使號”水星探測器隕落水星表面之前，工程師通過向后釋放推進系統(tǒng)中的高壓氦氣來提升軌道，使其壽命再延長一個月，如圖6所示，釋放氦氣前，探測器在貼近水星表面的圓形軌道上做勻速圓周運動，釋放氦氣后探測器進入橢圓軌道，忽略探測器在橢圓軌道上所受阻力則下列說法正確的是()圖6A探測器在軌道的運行周期比在軌道的大B探測器在軌道上某點的速率可能等于在軌道上的速率C探測器在軌道和軌道上經過E處時加速度相同D探測器在軌道上遠離水星過程中，勢能和動能均增大答案ABC解析根據開普勒第三定律知，k，軌道的半長軸大于軌道的半徑，則探測器在軌道的運行周期比在軌道的大，故A正確在軌道上E點的速度大于在軌道上經過E點時的速度，由于遠離水星的過程中，速度減小，探測器在軌道上某點的速率可能等于在軌道上的速率，故B正確根據萬有引力定律知，在不同軌道的E點，所受的萬有引力相等，根據牛頓第二定律知加速度相同，故C正確探測器在軌道上遠離水星過程中，高度升高，勢能增大，萬有引力做負功，動能減小，故D錯誤命題點三雙星模型1雙星模擬定義：繞公共圓心轉動的兩個星體組成的系統(tǒng)，我們稱之為雙星系統(tǒng)，如圖7所示圖72雙星模擬特點：(1)各自所需的向心力由彼此間的萬有引力相互提供，即m112r1，m222r2(2)兩顆星的周期及角速度都相同，即T1T2，12(3)兩顆星的半徑與它們之間的距離關系為：r1r2L(4)兩顆星到圓心的距離r1、r2與星體質量成反比，即.(5)雙星的運動周期T2(6)雙星的總質量m1m2例3(多選)(2018泰州中學月考)2016年2月11日，科學家宣布“激光干涉引力波天文臺(LIGO)”探測到由兩個黑洞合并產生的引力波信號，這是在愛因斯坦提出引力波概念100周年后，引力波被首次直接觀測到在兩個黑洞合并過程中，由于彼此間的強大引力作用，會形成短時間的雙星系統(tǒng)如圖8所示，黑洞A、B可視為質點，它們圍繞連線上O點做勻速圓周運動，且AO大于BO，不考慮其他天體的影響下列說法正確的是()圖8A黑洞A的向心力大于B的向心力B黑洞A的線速度大于B的線速度C黑洞A的質量大于B的質量D兩黑洞之間的距離越大，A的周期越大答案BD解析雙星靠相互間的萬有引力提供向心力，根據牛頓第三定律可知，黑洞A對黑洞B的作用力與黑洞B對黑洞A的作用力大小相等，方向相反，則黑洞A的向心力等于B的向心力，故A錯誤；雙星靠相互間的萬有引力提供向心力，具有相同的角速度，由題圖可知黑洞A的半徑比較大，根據vr可知，黑洞A的線速度大于B的線速度，故B正確；在勻速轉動時的向心力大小關系為：mA2rAmB2rB，由于A的半徑比較大，所以黑洞A的質量小，故C錯誤；雙星系統(tǒng)的周期公式為：T，所以兩黑洞之間的距離越大，A的周期越大，故D正確變式52016年2月11日，美國科學家宣布探測到引力波，證實了愛因斯坦100年前的預言，彌補了愛因斯坦廣義相對論中最后一塊缺失的“拼圖”其實，孤立的恒星與一顆行星組成的系統(tǒng)就是一個雙星系統(tǒng)如圖9所示，恒星a、行星b在萬有引力作用下，繞連線上一點O以相同的周期做勻速圓周運動現(xiàn)測得行星b做圓周運動的半徑為rb，運動的周期為T，a、b的距離為l，已知萬有引力常量為G，則()圖9A恒星a的質量為B恒星a與行星b的總質量為C恒星a與行星b的質量之比為D恒星a的運動可以等效于繞靜止在O點、質量為的天體做半徑為lrb的圓周運動答案B解析由題意可知，a和b到O點的距離分別為lrb和rb，設兩星質量分別為M1和M2，由萬有引力定律和牛頓第二定律及幾何條件可得：對M1：GM12(lrb)，即M2；對M2：GM22rb，即M1；則恒星a與行星b的總質量為M1M2(lrbrb).恒星a與行星b的質量之比為恒星a的運動可以等效于繞靜止在O點、質量為M的天體做半徑為(lrb)的圓周運動，由萬有引力定律和牛頓第二定律得M1()2(lrb)，即M綜上所述，選項B正確，A、C、D錯誤.1(2018南京市期中)2016年8月16日1時40分，我國在酒泉衛(wèi)星發(fā)射中心用“長征二號”運載火箭成功將世界首顆量子科學實驗衛(wèi)星“墨子號”發(fā)射升空，在世界上首次實現(xiàn)衛(wèi)星和地面之間的量子通信量子科學實驗衛(wèi)星“墨子號”由火箭發(fā)射至高度為500km的預定圓形軌道.2016年6月在西昌衛(wèi)星發(fā)射中心成功發(fā)射了第二十三顆北斗導航衛(wèi)星G7.G7屬于地球靜止軌道衛(wèi)星(高度為36000km)，它使北斗系統(tǒng)的可靠性進一步提高關于衛(wèi)星，以下說法中正確的是()A這兩顆衛(wèi)星的運行速度可能大于7.9km/sB量子科學實驗衛(wèi)星“墨子號”的向心加速度比北斗G7大C量子科學實驗衛(wèi)星“墨子號”的周期比北斗G7大D通過地面控制可以將北斗G7定點于南京市的正上方答案B2(多選)(2018鹽城中學質檢)如圖10，我國“探月工程”在2018年12月8日成功發(fā)射“嫦娥四號”衛(wèi)星，衛(wèi)星由地面發(fā)射后，進入地月轉移軌道，經多次變軌后進入圓形工作軌道，并將最終實現(xiàn)人類探測器在月球背面的首次軟著陸，下列說法錯誤的是()圖10A衛(wèi)星在軌道上的運行速度比月球的第一宇宙速度大B衛(wèi)星在軌道上經過P點時的加速度比在軌道上經過P點時的加速度小C衛(wèi)星在軌道上運行的周期比在軌道上短D衛(wèi)星在軌道上的機械能比在軌道上大答案ABD3(多選)(2018南京市、鹽城市二模)某試驗衛(wèi)星在地球赤道平面內一圓形軌道上運行，每5天對某城市訪問一次(即經過其正上方)，下列關于該衛(wèi)星的描述中正確的是()A角速度可能大于地球自轉角速度B線速度可能大于第一宇宙速度C高度一定小于同步衛(wèi)星的高度D向心加速度一定小于地面的重力加速度答案AD解析設衛(wèi)星的運行周期為T，地球自轉的周期為T0，則有5T05T02，或者5T025T0，可得衛(wèi)星的周期TT0或者TT0，衛(wèi)星的角速度，所以衛(wèi)星的角速度可能大于地球自轉角速度，也可能小于地球自轉角速度，A正確；由于第一宇宙速度是最大環(huán)繞速度，所以所有衛(wèi)星的線速度小于等于第一宇宙速度，B錯誤；由萬有引力提供向心力可得，周期T，故衛(wèi)星的高度越高，周期越大，由A選項解析可知，衛(wèi)星的周期可能大于也可能小于同步衛(wèi)星的周期，所以衛(wèi)星的高度可能大于也可能小于同步衛(wèi)星的高度，C錯誤；根據牛頓第二定律ma，向心加速度a，衛(wèi)星的高度高于地面，所以其向心加速度小于地面的重力加速度，D正確4(多選)(2018如東縣調研)研究表明，地球自轉周期在逐漸改變，3億年前地球自轉的周期約為22小時假設這種趨勢會持續(xù)下去，且地球的質量、半徑都不變，則經過若干億年后()A近地衛(wèi)星的向心加速度比現(xiàn)在大B近地衛(wèi)星的運行周期與現(xiàn)在相等C同步衛(wèi)星的向心加速度比現(xiàn)在小D同步衛(wèi)星的運行速度比現(xiàn)在大答案BC解析對近地衛(wèi)星，根據萬有引力提供向心力Gma近知，向心加速度a近，由于地球的質量和半徑都不變，故近地衛(wèi)星的向心加速度大小不變，故A錯誤；根據萬有引力提供向心力Gm知，近地衛(wèi)星的運行周期T，由于地球的質量、半徑不變，故近地衛(wèi)星的周期不變，故B正確；萬有引力提供同步衛(wèi)星做圓周運動的向心力，有FGmmma同，則r，v，a同，由于地球自轉周期變大，故同步衛(wèi)星的軌道半徑r變大，則同步衛(wèi)星的向心加速度和運行速度都變小，故C正確，D錯誤5.宇宙中兩顆相距較近的天體稱為“雙星”，它們以二者連線上的某一點為圓心做勻速圓周運動，而不至因為萬有引力的作用而吸引到一起如圖11所示，某雙星系統(tǒng)中A、B兩顆天體繞O點做勻速圓周運動，它們的軌道半徑之比rArB12，則兩顆天體的()圖11A質量之比mAmB21B角速度之比AB12C線速度大小之比vAvB21D向心力大小之比FAFB21答案A解析雙星繞連線上的一點做勻速圓周運動，其角速度相同，周期相同，兩者之間的萬有引力提供向心力，F(xiàn)mA2rAmB2rB，因為軌道半徑之比rArB12，所以質量之比mAmB21，選項A正確，B、D錯誤；由線速度vr可知，線速度大小之比為vAvB12，選項C錯誤1.(2018南京市三模)如圖1，“天宮一號”目標飛行器運行在平均高度約362千米的圓軌道上在北京航天飛控中心監(jiān)控下，已于2018年4月2日8時15分左右再入大氣層燒毀，完成使命關于“天宮一號”，下列說法正確的是()圖1A在軌運行的周期比月球繞地球的周期長B在軌運行的加速度比地面處重力加速度大C在軌運行的速度比第一宇宙速度小D進入大氣層后，速度增大，機械能增大答案C2(多選)(2018常州市一模)2017年9月25日，微信啟動頁“變臉”：由此前美國衛(wèi)星拍攝地球的靜態(tài)圖換成了我國“風云四號”衛(wèi)星拍攝地球的動態(tài)圖，如圖2所示“風云四號”是一顆靜止軌道衛(wèi)星，關于“風云四號”，下列說法正確的有()圖2A能全天候監(jiān)測同一地區(qū)B運行速度大于第一宇宙速度C在相同時間內該衛(wèi)星與地心連線掃過的面積相等D向心加速度大于地球表面的重力加速度答案AC解析由于是同步衛(wèi)星，故相對地面靜止，能全天候監(jiān)測同一地區(qū)，故A正確；由萬有引力提供向心力，得Gm，解得：v，而第一宇宙速度是近地衛(wèi)星的最大環(huán)繞速度，故同步衛(wèi)星的速度小于第一宇宙速度，故B錯誤；根據開普勒第二定律，在相同時間內該衛(wèi)星與地心連線掃過的面積相等，故C正確；向心加速度由萬有引力產生，故an，而地球表面的重力加速度g，由于rR，故該衛(wèi)星的向心加速度小于地球表面的重力加速度，故D錯誤3(多選)(2018江蘇省一模)2017年12月26日03時44分，我國成功將“遙感三十號”03組衛(wèi)星發(fā)射升空，并進入高度約為500km的預定軌道下列有關說法中正確的是()A該衛(wèi)星的發(fā)射速度一定等于7.9km/sB該衛(wèi)星的周期一定小于24hC該衛(wèi)星的速率一定大于同步衛(wèi)星的速率D相同時間內該衛(wèi)星與地球的連線掃過的面積一定等于同步衛(wèi)星與地球的連線掃過的面積答案BC解析7.9 km/s是最小的發(fā)射速度，“遙感三十號”03組衛(wèi)星的發(fā)射速度一定大于7.9 km/s，故A錯誤；“遙感三十號”03組衛(wèi)星的高度約為500 km，其軌道半徑小于同步衛(wèi)星的軌道半徑，同步衛(wèi)星的周期為24 h，根據開普勒第三定律k可知該衛(wèi)星的周期一定小于24 h，故B正確；根據萬有引力提供向心力可得v，所以該衛(wèi)星的速率一定大于同步衛(wèi)星的速率，故C正確；面積定律指的是同一顆天體與中心天體連線在相同時間內掃過的面積相等，所以相同時間內該衛(wèi)星與地球的連線掃過的面積不一定等于同步衛(wèi)星與地球的連線掃過的面積，故D錯誤4.(多選)(2018江蘇百校12月大聯(lián)考) 2017年6月15日11時00分，中國在酒泉衛(wèi)星發(fā)射中心采用“長征四號”乙運載火箭，成功發(fā)射首顆X射線空間天文衛(wèi)星“慧眼”，并在GW170817引力波事件發(fā)生時成功監(jiān)測了引力波源所在的天區(qū)已知“慧眼”在距離地面550km的圓軌道上運動，則其()A線速度介于第一宇宙速度和第二宇宙速度之間B運行周期小于同步衛(wèi)星的運行周期C角速度小于近地衛(wèi)星的角速度D向心加速度小于靜止在地球赤道上某一物體的向心加速度答案BC5(多選)(2018鎮(zhèn)江市模擬)如圖3所示是北斗導航系統(tǒng)中部分衛(wèi)星的軌道示意圖，已知P、Q、M三顆衛(wèi)星均做勻速圓周運動，其中P是地球同步衛(wèi)星，則()圖3A衛(wèi)星P、M的角速度P<MB衛(wèi)星Q、M的加速度aQ>aMC衛(wèi)星P、Q的機械能一定相等D衛(wèi)星Q不可能相對地面靜止答案AD6(2018鹽城中學最后一卷)2017年9月，我國控制“天舟一號”飛船離軌，使它進入大氣層燒毀，殘骸墜入南太平洋一處號稱“航天器墳場”的遠離大陸的深海區(qū)，在受控墜落前，“天舟一號”在距離地面380km的圓軌道上飛行，則下列說法中正確的是()A在軌運行時，“天舟一號”的線速度大于第一宇宙速度B在軌運行時，“天舟一號”的角速度小于同步衛(wèi)星的角速度C受控墜落時，應通過“反推”實現(xiàn)制動離軌D“天舟一號”離軌后，在進入大氣層前，運行速度不斷減小答案C解析第一宇宙速度是環(huán)繞地球運動的衛(wèi)星的最大速度，則“天舟一號”在軌運行時的線速度小于第一宇宙速度，選項A錯誤；“天舟一號”在軌運行時的運轉半徑小于同步衛(wèi)星的運轉半徑，根據角速度可知，其角速度大于同步衛(wèi)星的角速度，選項B錯誤；受控墜落時要先調頭，讓原本朝后的推進器向前點火，通過反推實現(xiàn)制動，故C正確；“天舟一號”離軌后，在進入大氣層前，運行半徑逐漸減小，地球的引力做正功，則運行速度不斷增大，D錯誤7.(多選)(2018南京市學情調研)如圖4所示，一顆人造衛(wèi)星原來在橢圓軌道1繞地球E運行，在P點變軌后進入軌道2做勻速圓周運動下列說法正確的是()圖4A不論在軌道1還是軌道2運行，衛(wèi)星在P點的機械能相同B不論在軌道1還是軌道2運行，衛(wèi)星在P點的向心加速度相同C衛(wèi)星在軌道1的任何位置都具有相同的加速度D衛(wèi)星經過P點時，在軌道2的速度大于在軌道1的速度答案BD8(2018泰州中學月考)2012年6月16日，劉旺、景海鵬、劉洋三名宇航員搭乘“神舟九號”飛船飛向太空，6月24日執(zhí)行手動載人交會對接任務后，于29日10時03分乘返回艙安全返回返回艙在A點從圓形軌道進入橢圓軌道，B為軌道上的一點，如圖5所示關于返回艙的運動，下列說法中正確的有()圖5A正常運行時，在軌道上經過A的加速度小于在軌道上經過A的加速度B在軌道上經過A的速率大于在軌道上經過A的速率C在軌道上運動的周期大于在軌道上運動的周期D在同一軌道上經過A的速率小于經過B的速率答案D9(多選)(2018如皋市調研)我國“神舟十一號”載人飛船于2016年10月17日7時30分發(fā)射成功飛船先沿橢圓軌道飛行，在接近400km高空處與“天宮二號”對接，然后做圓周運動兩名宇航員在空間實驗室生活、工作了30天“神舟十一號”載人飛船于11月17日12時41分與“天宮二號”成功實施分離，如圖6所示，11月18日順利返回至著陸場下列判斷正確的是()圖6A飛船變軌前后的機械能守恒B對接后飛船在圓軌道上運動的速度小于第一宇宙速度C宇航員在空間實驗室內可以利用跑步機跑步來鍛煉身體D分離后飛船在原軌道上通過減速運動逐漸接近地球表面答案BD解析每次變軌都需要發(fā)動機對飛船做功，故飛船機械能不守恒，故A錯誤；根據萬有引力提供向心力Gm，得v，故軌道半徑越大，線速度越小，第一宇宙速度是近地衛(wèi)星的最大環(huán)繞速度，故對接后飛船在圓軌道上的線速度比第一宇宙速度小，故B正確；利用跑步機跑步是由于重力作用，人與跑步機之間有壓力，又由于有相對運動，人受到摩擦力作用運動起來，在空間實驗室內，宇航員處于完全失重狀態(tài)，無法跑步，故C錯誤；當飛船要離開圓形軌道返回地球時，飛船做近心運動，萬有引力要大于向心力，故要減小速度，故D正確10(多選)(2018錫山中學月考)“嫦娥一號”探月衛(wèi)星沿地月轉移軌道直奔月球，在距月球表面200km的P點進行第一次變軌后被月球捕獲，先進入橢圓軌道繞月飛行，如圖7所示之后，衛(wèi)星在P點又經過兩次變軌，最后在距月球表面200km的圓形軌道上繞月球做勻速圓周運動對此，下列說法正確的是()圖7A衛(wèi)星在軌道上運動到P點的速度小于在軌道上運動到P點的速度B衛(wèi)星在軌道上運動周期比在軌道上長C、三種軌道相比較，衛(wèi)星在軌道上運行的機械能最小D衛(wèi)星在軌道上運動到P點時的加速度大于沿軌道運動到P點時的加速度答案ABC解析衛(wèi)星在軌道上的P點進入軌道，需減速，可知衛(wèi)星在軌道上運動到P點的速度小于在軌道上運動到P點的速度，故A正確；根據開普勒第三定律知，k，軌道的半長軸大于軌道的半徑，則衛(wèi)星在軌道上的周期大于在軌道上的周期，故B正確；衛(wèi)星在軌道上的P點進入軌道，需減速，則機械能減小，在軌道上的P點進入軌道，需減速，則機械能減小，可知衛(wèi)星在軌道上的機械能最小，故C正確；衛(wèi)星在不同軌道上的P點，所受的萬有引力大小相等，根據牛頓第二定律知，加速度相等，故D錯誤11(多選)(2018興化一中四模)我國的“天鏈一號”衛(wèi)星是地球同步衛(wèi)星，可為中低軌道衛(wèi)星提供數據通訊，如圖8所示為“天鏈一號”衛(wèi)星a、赤道平面內的低軌道衛(wèi)星b和地球的位置關系示意圖，O為地心，衛(wèi)星a的軌道半徑是b的4倍，已知衛(wèi)星a、b繞地球同向運行，衛(wèi)星a的周期為T，下列說法正確的是()圖8A衛(wèi)星a、b的速度之比為21B衛(wèi)星b的周期為C衛(wèi)星a的質量是b的兩倍D衛(wèi)星a、b的向心加速度之比為116答案BD解析設衛(wèi)星a、b的軌道半徑分別為r1和r2.根據Gm得，v，因為r1r241，所以衛(wèi)星a、b的速度之比為12，故A錯誤；根據Gmr得，T，因為r14r2，所以衛(wèi)星a、b的周期之比為81，則得衛(wèi)星b的周期為，故B正確；根據題中條件不能確定衛(wèi)星a、b的質量關系，選項C錯誤；根據a可知，衛(wèi)星a、b的向心加速度之比為116，選項D正確12(多選)(2018淮安市、宿遷市等期中)2017年4月，我國第一艘貨運飛船“天舟一號”順利升空，隨后與“天宮二號”交會對接假設“天舟一號”從B點發(fā)射經過橢圓軌道運動到“天宮二號”的圓軌道上完成交會，如圖9所示已知“天宮二號”的軌道半徑為r，“天舟一號”沿橢圓軌道運動的周期為T，A、B兩點分別為橢圓軌道的遠地點和近地點，地球半徑為R，引力常量為G.則()圖9A“天宮二號”的運行速度小于7.9km/sB“天舟一號”的發(fā)射速度大于11.2km/sC根據題中信息可以求出地球的質量D“天舟一號”在A點的速度大于“天宮二號”的運行速度答案AC解析7.9km/s是近地衛(wèi)星的最大環(huán)繞速度，衛(wèi)星離地越高，線速度越小，則“天宮二號”的運行速度小于7.9 km/s，選項A正確；11.2km/s是第二宇宙速度，是衛(wèi)星掙脫地球引力束縛的最小速度，則“天舟一號”的發(fā)射速度小于11.2 km/s，選項B錯誤；根據開普勒第三定律k，已知“天宮二號”的軌道半徑r、“天舟一號”的周期T以及軌道半長軸(rR)，可求得“天宮二號”的周期T，再根據Gmr可求解地球的質量M，選項C正確；“天舟一號”在A點加速才能進入“天宮二號”所在的軌道，則“天舟一號”在A點的速度小于“天宮二號”的運行速度，選項D錯誤13(2018南通市、泰州市一模)2017年4月20日，“天舟一號”飛船成功發(fā)射，與“天宮二號”空間實驗室對接后在離地約393km的圓軌道上為“天宮二號”補加推進劑，在完成各項試驗后，“天舟一號”受控離開此圓軌道，最后進入大氣層燒毀下列說法中正確的是()A對接時，“天舟一號”的速度小于第一宇宙速度B補加推進劑后，“天宮二號”受到地球的引力減小C補加推進劑后，“天宮二號”運行的周期減小D“天舟一號”在加速下降過程中處于超重狀態(tài)答案A14雙星系統(tǒng)由兩顆恒星組成，兩恒星在相互引力的作用下，分別圍繞其連線上的某一點做周期相同的勻速圓周運動研究發(fā)現(xiàn)，雙星系統(tǒng)演化過程中，兩星的總質量、距離和周期均可能發(fā)生變化若某雙星系統(tǒng)中兩星做圓周運動的周期為T，經過一段時間演化后，兩星總質量變?yōu)樵瓉淼膋倍，兩星之間的距離變?yōu)樵瓉淼膎倍，則此時圓周運動的周期為()A.TB.TC.TD.T答案B解析設雙星質量各為m1、m2，相距L，做圓周運動的半徑分別為r1、r2，則Gm1，Gm2，r1r2L，可得G，T，所以此時圓周運動的周期TT，故選項B正確，選項A、C、D錯誤