第七章 专题3《天体的追及相遇分层》练习（含解析）-人教版高中物理必修二

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专题3 天体的追及相遇问题1．高度为R，此时a、b恰好相距最近。已知地球质量为M、半径为R、地球自转的角速度为ω，万有引力常量为G，忽略卫星间的引力，下列说法中正确的是（　　）A．发射卫星b时速度要大于11.2km/sB．卫星a受到的合力大于卫星b受到的合力C．卫星a和b到再次相距最近，至少还需时间D．若要卫星c与b实现对接，可让卫星c直接在原轨道加速2．北斗卫星导航系统由地球同步静止轨道卫星、与地球自转周期相同的倾斜地球同步轨道卫星，以及比它们轨道低一些的轨道卫星组成，它们均为圆轨道卫星。若轨道卫星与地球同步静止轨道卫星运动轨迹在同一平面内，已知卫星的离地高度为，地球自转周期为，地球半径为，地球表面重力加速度为，万有引力常量为，下列说法正确的是（　　）A．若卫星与卫星的周期之比为，某时刻两者相距最近，则经过时间后，两者再次相距最近B．卫星与卫星一定具有相同的机械能C．可以发射一颗地球同步静止轨道卫星，每天同一时间经过杭州正上空同一位置D．卫星的周期为3．如图所示，A、B两卫星绕地球做匀速圆周运动，它们的轨道在同一平面内且绕行方向相同。若A离地面的高度为h，运行周期为T，根据观测记录可知，A观测B的最大张角θ=60°。设地球的半径为R，则下列说法中不正确的是（　　）A．卫星B的运行轨道半径为B．卫星A与B的加速度之比为1：4C．卫星A与B运行的周期之比为D．若某时刻卫星A和B相距最近，则再经过时间T，它们又相距最近4．（2022春·重庆沙坪坝·高一重庆八中校考期末）（多选）如图所示，有A、B两颗行星绕同一恒星O做圆周运动，运行方向相反。A行星的周期为，B行星的周期为，在某一时刻两行星相距最近，则（　　）A．经过时间，两行星将再次相距最近B．经过时间，两行星将再次相距最近C．经过时间（n=1，3，5，…），两行星相距最远D．经过时间（n=1，3，5，…），两行星相距最远5．如图所示，地球的两个卫星绕地球在同一平面内做匀速圆周运动，已知卫星一运行的周期为T1=T0，地球的半径为R0，卫星一和卫星二到地球中心之间的距离分别为R1=2R0，R2=4R0，引力常量为G，某时刻，两卫星与地心之间的夹角为。求：（结果均用T0、R0、G表示）（1）卫星二围绕地球做圆周运动的周期；（2）从图示时刻开始，经过多长时间两卫星第一次相距最近；6．（2022春·海南省直辖县级单位·高一文昌中学阶段练习）（多选）三颗人造卫星A、B、C都在赤道正上方同方向绕地球做匀速圆周运动，A、C为地球同步卫星，某时刻A、B相距最近，如图所示。已知地球自转周期为，B的运行周期为，则下列说法正确的是（　　）A．C加速可追上同一轨道上的AB．经过时间，A、B相距最远C．A、C向心加速度大小相等，且小于B的向心加速度D．站在地面上的人用天文望远镜观看卫星B是往西运转的7．（多选）“天问一号”火星探测器现正在火星地面上进行各项研究探测活动。如图所示是天问一号发射轨迹示意图，已知火星的公转周期为1.8年，下列说法正确的是（　　）A．从火星与地球相距最近至下一次相距最近所需时间约为2.25年B．“天问一号”在地球轨道上的发射速度大于7.9km/s小于11.2km/sC．“天问一号”在绕地球的轨道上需要减速才能进入霍曼转移轨道D．“天问一号”选择在海南文昌发射场发射，是为了利用地球自转线速度的影响8．2021年7月9日，我国成功将“钟子号卫星星座02组卫星”（用卫星A表示）送入预定轨道。地球半径为R，卫星B距地面的高度为4R，运行周期为T，如图所示。卫星A、B均做顺时针圆周运动，某时刻两颗卫星相距最近，经时间t两颗卫星再次相距最近。则“钟子号卫星星座02组卫星”的轨道半径为（　　）A． B． C． D．9．（2022春·贵州黔西·高一期末）今年6月16日晚到19日早晨，水星、金星、火星、木星、土星、天王星和海王星在太阳的同一侧，按照距离太阳由近列远的顺序，排成一条直线，形成“七星连珠”这一罕见的天文景观，从地球的视角看，水星、金星、火星、木星、土星5颗行星肉眼直接可见。形成这一天文景观的原因是由于各个行星围绕太阳运动的周期不同。假设各行星均作匀速圆周运动，且受到的引力主要为太阳的引力，不考虑星球的自转，引力常量为G。（1）今天人类已经对火星进行了探索，测定火星半径为R，火星表面的重力加速度为g，求出火星的平均密度；（2）形成“七星连珠”这一罕见的天文景观时，金星和火星相距最近。若金星绕太阳运动的轨道半径为r，金星的公转周期为T，火星绕太阳运动的轨道半径为kr，求经过多少时间金星和火星再次相距最近？10．（2023·浙江·高考真题）太阳系各行星几平在同一平面内沿同一方向绕太阳做圆周运动．当地球恰好运行到某地外行星和太阳之间，且三者几乎排成一条直线的现象，称为“行星冲日”，已知地球及各地外行星绕太阳运动的轨道半径如下表：则相邻两次“冲日”时间间隔约为（　　）A．火星365天 B．火星800天C．天王星365天 D．天王星800天11．（2011·重庆·高考真题）某行星和地球绕太阳公转的轨道均可视为圆。每过年，该行星会运行到日地连线的延长线上，如图所示。该行星与地球的公转半径比为（  ）A． B．C． D．12．（2014·全国·高考真题）（多选）太阳系的行星几乎在同一平面内沿同一方向绕太阳做圆周运动，当地球恰好运行到某个行星和太阳之间，且三者几乎成一条直线的现象，天文学成为“行星冲日”据报道，2014年各行星冲日时间分别是：1月6日，木星冲日，4月9日火星冲日，6月11日土星冲日，8月29日，海王星冲日，10月8日，天王星冲日，已知地球轨道以外的行星绕太阳运动的轨道半径如下表所示，则下列判断正确的是（　　）A．各地外行星每年都会出现冲日现象B．在2015年内一定会出现木星冲日C．天王星相邻两次的冲日的时间是土星的一半D．地外行星中海王星相邻两次冲日间隔时间最短13．（2014·全国·高考真题）已知地球的自转周期和半径分别为T和R，地球同步卫星A的圆轨道半径为h．卫星B沿半径为r（ r