适用于新教材2024版高考物理一轮总复习课时规范练23

这是一份适用于新教材2024版高考物理一轮总复习课时规范练23，共5页。试卷主要包含了9 km/s小于11，5R,则卫星在A点的速率vA>等内容，欢迎下载使用。

课时规范练23
基础对点练
1.(卫星变轨问题)嫦娥五号成功返回地球,创造了我国到月球取土的伟大历史。如图所示,嫦娥五号取土后,在P处由圆形轨道Ⅰ变轨到椭圆轨道Ⅱ,以便返回地球。下列说法正确的是(　　)

A.嫦娥五号在轨道Ⅰ和Ⅱ上运行时均超重
B.嫦娥五号在轨道Ⅰ和Ⅱ上运行时机械能相等
C.嫦娥五号在轨道Ⅰ和Ⅱ上运行至P处时速率相等
D.嫦娥五号在轨道Ⅰ和Ⅱ上运行至P处时加速度大小相等
答案 D
解析 嫦娥五号在轨道Ⅰ和Ⅱ上运行时均处于失重状态,A错误。嫦娥五号在轨道Ⅰ上经过P点时经加速后进入轨道Ⅱ运行,故嫦娥五号在轨道Ⅰ上P处的速率小于在轨道Ⅱ运行至P处时的速率;加速后嫦娥五号势能不变,动能增大,则机械能增大,B、C错误。根据G=ma得a=,可知嫦娥五号在轨道Ⅰ和Ⅱ上运行至P处时加速度大小相等,D正确。
2.(天体的追及相遇问题)(2023云南昭通附中模拟)如图所示,卫星A、B均做顺时针圆周运动,地球半径为R,卫星B距地面的高度为4R,运行周期为T。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。则卫星A的轨道半径为(　　)

A.5R B.5R
C.4R D.4R
答案 A
解析 设卫星A的运行周期为T0,轨道半径为r,由题意可得t=2π,解得T0=,由开普勒第三定律得,解得r=5R,故选A。
3.(天体的追及相遇问题)(2023黑龙江大庆模拟)根据天体运动规律,火星和地球每隔26个月将会分列于太阳的两侧,三个天体近似连成线,这个现象称为火星合日。此时中国天问一号火星环绕器和祝融号火星车与地球通信信号将被太阳遮挡,无法通信而进入“日凌模式”。如图所示,假设太阳不动,地球轨道与火星轨道共面,根据题中所给数据及所掌握常识,计算从如图所示的火星合日开始到下一次地球与天问一号能通信这段时间内,地球与火星绕太阳转过的角度之比约为(　　)

A. B. C. D.
答案 C
解析 设火星和地球绕太阳做圆周运动的周期分别为T1和T2,则=1,其中t=26月,T2=12月,解得T1=月,根据θ=t,则从题图所示的火星合日开始到下一次地球与天问一号能通信这段时间内,地球与火星绕太阳转过的角度之比等于周期的反比,则,故选C。
4.(卫星变轨问题)我国在海南文昌航天发射场,用长征五号遥五运载火箭成功将嫦娥五号探测器送入预定轨道。嫦娥五号在进入环月圆轨道前要进行两次“刹车”,如图所示,第一次“刹车”是在P点让其进入大椭圆轨道,第二次是在P点让其进入环月轨道。下列说法正确的是(　　)

A.探测器在不同轨道上经过P点时所受万有引力相同
B.探测器完成第二次“刹车”后,运行过程线速度保持不变
C.探测器在环月轨道上运行周期比在大椭圆轨道上运行周期大
D.探测器在环月轨道上运动的机械能比在大椭圆轨道上运动的机械能大
答案 A
解析 根据万有引力表达式得F=G,可知探测器在不同轨道上经过P点时所受万有引力相同,A正确;探测器完成第二次“刹车”后,做匀速圆周运动,运行过程线速度大小保持不变,方向不断变化,故运行速度是变化的,B错误;因为探测器在环月轨道上运行的轨道半径比在大椭圆轨道上运行的轨道半长轴小,根据开普勒第三定律=k可知,探测器在环月轨道上运行周期比在大椭圆轨道上运行周期小,C错误;探测器从大椭圆轨道进入环月轨道,做近心运动,故需点火减速,即发动机做负功,机械能减小,故在环月轨道上运动的机械能比在大椭圆轨道上运动的机械能小,D错误。
5.(卫星变轨及追及相遇问题)(2023广东湛江模拟)北京冬奥会开幕当天,正在执行行星际探索任务的天问一号探测器,与五星红旗、北京冬奥会和冬残奥会会徽的同框照片传回地球,送上了一份“最高”的冬奥礼物。我国天问一号火星探测器于2020年7月发射进入地球轨道,然后择机进入霍曼转移轨道,经过259天的太空旅行,成功到达火星。天问一号发射轨迹示意图如图所示,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7.9 km/s小于11.2 km/s
C.天问一号在地球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,是为了避免地球自转线速度的影响
答案 A
解析 地球公转的周期为1年,火星公转的周期为1.8年,从火星与地球相距最近至下一次相距最近,地球要比火星多转一圈,则有=1,可得从火星与地球相距最近至下一次相距最近所需时间约为t=2.25年,A正确;天问一号最后要绕太阳公转,此时天问一号已经脱离地球的吸引,因而其发射速度要达到第二宇宙速度,即大于等于11.2km/s,B错误;天问一号在地球轨道上需要加速才能进入霍曼转移轨道,C错误;海南文昌发射场处于我国纬度较低的位置,是地球自转线速度较大的地方,天问一号在此地随地球自转的线速度较大,可以利用该速度作为发射的初速度,从而节约发射所需要的能源,D错误。
素养综合练
6.(多选)(2023江西金溪模拟)我国的天问一号火星探测器被火星捕获后,经过多次调整,进入预设的环火圆轨道Ⅰ做匀速圆周运动,如图所示,椭圆轨道Ⅱ、Ⅲ为两次调整轨道,点A是两椭圆轨道的近火点,点B、C分别是椭圆轨道Ⅱ、Ⅲ的远火点,下列说法正确的是(　　)

A.天问一号在轨道Ⅱ上A点的速率大于在轨道Ⅰ上A点的速率
B.天问一号在轨道Ⅱ上运行的周期小于在轨道Ⅲ上运行的周期
C.天问一号在轨道Ⅰ上经过A点时的加速度大于在轨道Ⅱ上经过A点时的加速度
D.天问一号在轨道Ⅱ上由A点运行到B点的过程中,万有引力对其做正功
答案 AB
解析 天问一号在轨道Ⅱ上的A点减速才能进入轨道Ⅰ,所以在轨道Ⅱ上A点的速率大于在轨道Ⅰ上A点的速率,A正确;根据开普勒第三定律=k,可知天问一号在轨道Ⅱ上运行的周期小于在轨道Ⅲ上运行的周期,B正确;根据牛顿第二定律可得G=ma,可知天问一号在不同轨道上的A点的加速度相同,C错误;天问一号在轨道Ⅱ上由A点运行到B点的过程中,天问一号所受万有引力的方向与天问一号速度方向的夹角始终为钝角,万有引力对其做负功,D错误。
7.(多选)科学家通过脉冲星计时观测得知某双星系统由一颗脉冲星与一颗白矮星组成。如图所示,假设在太空中有恒星A、B双星系统绕O点做逆时针匀速圆周运动,运动周期为T1,它们的轨道半径分别为RA、RB,且RA
A.恒星A的质量大于恒星B的质量
B.恒星B的质量为
C.若A也有一颗运动周期为T2的卫星,则其轨道半径一定大于C的轨道半径
D.三星A、B、C相邻两次共线的时间间隔为
答案 ABC
解析 因为双星系统的角速度相同,故对A、B可得mARAω2=mBRBω2,即,又RA 8.(多选)(2023福建三明模拟)如图所示,曲线Ⅰ是一颗绕地球做圆周运动卫星轨道的示意图,其半径为R;曲线Ⅱ是一颗绕地球做椭圆运动卫星轨道的示意图,O点为地球球心,AB为椭圆的长轴,两轨道和地心都在同一平面内,已知在两轨道上运动的卫星的周期相等,引力常量为G,地球质量为m0,下列说法正确的是(　　)

A.卫星在Ⅱ轨道上由A点运动到B点的过程中,速率不断增大
B.卫星在Ⅰ轨道的速率为v0,卫星在Ⅱ轨道A点的速率为vA,则v0>vA
C.若lOA=0.5R,则卫星在A点的速率vA>
D.卫星在Ⅰ轨道上的加速度大小为a0,卫星在Ⅱ轨道上B点的加速度大小为aB,则有a0>aB
答案 CD
解析 卫星在Ⅱ轨道上由A点运动到B点的过程中,万有引力做负功,动能不断减小,速率不断减小,A错误;卫星在半径为r的圆形轨道上线速度为v,则G=m,得v=,卫星在Ⅰ轨道的速率为v0,设过A点某卫星圆形轨道上,卫星的速率为vA',得vA'>v0,卫星在Ⅱ轨道A点的速率为vA,得vA>vA',则vA>v0,B错误;若lOA=0.5R,则卫星在过A点的圆形轨道上速率vA'=,在Ⅱ轨道上由A点做离心运动,得vA>vA'=,C正确;由牛顿第二定律G=ma,得a=,因为卫星在Ⅱ轨道上B点到地心的距离大于Ⅰ轨道的半径,所以a0>aB,D正确。