新高考物理一轮复习跟踪练习专题5.2　人造卫星　宇宙速度 双星模型（2份打包，原卷版+解析版）

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1、（2022·江苏省昆山中学模拟预测）我们银河系的恒星中大约有四分之一是双星，某双星由质量不等的星体S1和S2构成，两星在相互之间万有引力的作用下绕两者连线上某一定点O做匀速圆周运动（如图所示）。由天文观察测得其运动周期为T，S1到O点的距离为r1，S1和S2的距离为r，已知引力常量为G。由此可求出S1的质量为（ ）
A． SKIPIF 1 < 0 B． SKIPIF 1 < 0
C． SKIPIF 1 < 0 D． SKIPIF 1 < 0
2、（2022·云南·昆明一中模拟预测）天问一号在绕火星运动过程中由于火星遮挡太阳光，也会出现类似于地球上观察到的日全食现象，如图所示。已知天问一号绕火星运动的轨道半径为r，火星质量为M，引力常量为G，天问一号相对于火星的张角为α（用弧度制表示），将天问一号环火星的运动看作匀速圆周运动，天问一号、火星和太阳的球心在同一平面内，太阳光可看作平行光，则（ ）
A．火星表面的重力加速度为 SKIPIF 1 < 0
B．火星的第一宇宙速度为 SKIPIF 1 < 0
C．天问一号每次日全食持续的时间为 SKIPIF 1 < 0
D．天问一号运行的角速度为 SKIPIF 1 < 0
3、（2020·全国·高考真题）“嫦娥四号”探测器于2019年1月在月球背面成功着陆，着陆前曾绕月球飞行，某段时间可认为绕月做匀速圆周运动，圆周半径为月球半径的K倍。已知地球半径R是月球半径的P倍，地球质量是月球质量的Q倍，地球表面重力加速度大小为g。则“嫦娥四号”绕月球做圆周运动的速率为（ ）
A． SKIPIF 1 < 0 B． SKIPIF 1 < 0 C． SKIPIF 1 < 0 D． SKIPIF 1 < 0
4、（2022·安徽·肥东县综合高中高一期末）2022年3月30日上午10时29分，我国在酒泉卫星发射中心用长征十一号运载火箭成功将天平二号A、B、C卫星发射升空，卫星顺利进入预定轨道，若已知A、B、C卫星绕地球做近似圆周运动，高地高度分别是 SKIPIF 1 < 0 、 SKIPIF 1 < 0 和hc，且 SKIPIF 1 < 0 ，环绕周期分别是 SKIPIF 1 < 0 、 SKIPIF 1 < 0 和 SKIPIF 1 < 0 ，地球表面重力加速度为g，则以下说法正确的是（ ）
A．天平二号A星可能在地表上空沿某一经度线做匀速圆周运动
B．根据开普勒第三定律有 SKIPIF 1 < 0
C．根据题中所给信息，可计算地球的质量
D．根据题中所给信息，无法算地球的密度
5、（2022·山西吕梁·二模）在北京2022年冬季奥运会即将开幕之际，“吉林一号”卫星从太空传回了北京冬奥会、平昌冬奥会等历届冬奥会场馆影像。从卫星影像中可以看到，每个场馆都饱含了奥林匹克竞技精神和独具一格的城市风韵。已知“吉林一号”卫星星座中某颗卫星运行在太阳同步轨道上，每天绕地球转16圈，若地球卫星绕地球做匀速圆周运动，则关于该卫星，下列说法正确的是（ ）
A．该卫星的向心加速度大于地球表面的重力加速度
B．该卫星的线速度小于地球赤道上随地球一起自转的物体的线速度
C．该卫星每绕地球一周，地球自转22.5°
D．该卫星的轨道半径与地球同步卫星的轨道半径之比为1：4
6、（2022·广西柳州·模拟预测）2022年4月16日，在“太空出差”六个月后，王亚平等三名宇航员乘坐神舟十三号飞船撤离空间站返回地球。飞船开始时在圆轨道1上运行，接到指令后在P点启动发动机，进入椭圆轨道2运行。最后在Q点再次点火进入大气层，并在东风着陆场成功着陆。则飞船（ ）
A．在P点启动发动机是为了增大飞船的速率
B．在轨道1运行的周期大于在轨道2运行的周期
C．在轨道2上运行时，经过P点时的速率大于经过Q点时的速率轨道
D．在轨道2上运行时，经过P点时的加速度大于经过Q点时的加速度
7、（多选）（2021·辽宁·高考真题）2021年2月，我国首个火星探测器“天问一号”实现了对火星的环绕。若已知该探测器在近火星圆轨道与在近地球圆轨道运行的速率比和周期比，则可求出火星与地球的（ ）
A．半径比B．质量比
C．自转角速度比D．公转轨道半径比
8、（多选）（2022·河南·濮阳一高模拟预测）2021年2月24日，我国“天向一号”火星探测器成功实施第三次环火制动，进入了环火停泊轨道，并进行为期三个月的深测，在这三个月中，“天向一号”先在高度为 SKIPIF 1 < 0 、周期为 SKIPIF 1 < 0 的停泊轨道上做匀速圆周运动，之后又下降到高度为 SKIPIF 1 < 0 、周期为 SKIPIF 1 < 0 的轨道上做匀速圆周运动。根据以上信息不需要引力常量就可以求的物理量是（ ）
A．火星的质量B．火星的半径
C．火星的第一宇宙速度D．火星表面的重力加速度
9、（2022·江苏·模拟预测）2020年12月3日，嫦娥五号上升器携带月壤样品成功回到预定环月轨道，这是我国首次实现地外天体起飞.环月轨道可以近似为圆轨道，已如轨道离月球表面的高度为h，月球质量为M，半径为R，引力常量为G，求：
（1）上升器在环月轨道运行的速度；
（2）环月轨道处的重力加速度。
10、（2022·河北·石家庄二中模拟预测）金星与地球半径接近，金星的质量约为地球质量的 SKIPIF 1 < 0 ，地球和金星各自的卫星公转半径的倒数 SKIPIF 1 < 0 与公转速度的平方 SKIPIF 1 < 0 的关系图像如图所示，下列判断正确的是（ ）
A．图线a表示的是金星的卫星，图线b表示的是地球的卫星
B．取相同公转速度，金星的卫星的周期较大
C．取相同公转半径，金星的卫星向心加速度较大
D．金星的第一宇宙速度比地球的大
11、（2022·浙江·杭州市富阳区第二中学高一期末）2021年10月16日，搭载“神舟十三号”载人飞船的“长征二号”F遥十三运载火箭，顺利将翟志刚、王亚平、叶光富三名航天员送入太空，三人组进驻天和核心舱，标志着中国人首次长期进驻空间站时代。2021年12月9日15时40分，“天宫课堂”第一课开讲，2022年3月23日15时40分，“天宫课堂”第二课在中国空间站正式开讲并直播。以下说法正确的是（ ）
A．“神舟十三号载人飞船”的发射速度小于地球第一宇宙速度
B．宇航员王亚平在进行太空转身和浮力消失实验时，空间站中的人和物体不受地球引力作用
C．只需知道空间站的运动周期和地球半径就可以计算出地球的质量和地球密度
D．载人飞船在较低轨道上加速后可追上核心舱并实施对接
12、（2022·湖南·长郡中学二模）如图甲所示，河外星系中两黑洞A、B的质量分别为M1和M2，它们以两者连线上的某一点为圆心做匀速圆周运动。为研究方便简化为如图乙所示的示意图，黑洞A和黑洞B均可看成球体，OA＞OB，且黑洞A的半径大于黑洞B的半径，下列说法正确的是（ ）
A．两黑洞质量之间的关系一定是M1＞M2
B．黑洞A的运行角速度小于黑洞B的运行角速度
C．人类要把宇航器发射到距黑洞A较近的区域进行探索，发射速度一定大于第三宇宙速度
D．若两黑洞间的距离一定，把黑洞A上的物质移到黑洞B上，它们运行的周期变大
13、（2022·江苏泰州·模拟预测）如图所示，“食双星”是两颗相距为d的恒星A、B，只在相互引力作用下绕连线上O点做匀速圆周运动，彼此掩食（像月亮挡住太阳）而造成亮度发生周期性变化的两颗恒星。观察者在地球上通过望远镜观察“食双星”，视线与双星轨道共面。观测发现每隔时间T两颗恒星与望远镜共线一次，已知万有引力常量为G，则（ ）
A．恒星A、B运动的周期为TB．恒星A质量小于B的质量
C．恒星A、B的总质量为 SKIPIF 1 < 0 D．恒星A线速度大于B的线速度
14、（2022·黑龙江·哈尔滨三中模拟预测）北京时间2022年4月16日9时56分，神舟十三号航天员翟志刚、王亚平、叶光富完成全部既定任务，撤离空间站平安返回。空间站的轨道可认为距地面高度为H的匀速圆周运动轨道 SKIPIF 1 < 0 ，周期为 SKIPIF 1 < 0 ，神舟十三号返回轨道可近似为椭圆轨道 SKIPIF 1 < 0 ，B为近地点，地球半径为R，引力常量G。下列说法正确的是（ ）
A．神舟十三号撤离空间站时需要在A点加速进入椭圆轨道 SKIPIF 1 < 0
B．神舟十三号从A运动到B的最短时间为 SKIPIF 1 < 0
C．忽略地球自转，地球表面重力加速度与空间站处重力加速度大小比为 SKIPIF 1 < 0
D．神舟十三号在轨道 SKIPIF 1 < 0 运行时的机械能小于在轨道 SKIPIF 1 < 0 运行时的机械能
15、（多选）（2022·福建省德化第一中学模拟预测）2021年10月，我国发射了首颗用于太阳 SKIPIF 1 < 0 波段光谱成像探测的试验卫星“羲和号”，标志着中国将正式进入“探日时代”。该卫星轨道为圆轨道，通过地球南北两极上方，离地高度517公里，如图所示，则该卫星（ ）
A．运行周期可能小于1小时
B．发射速度可能大于第二宇宙速度
C．运行速度一定大于地球同步卫星的运行速度
D．运行的轨道平面与地球同步卫星的轨道平面垂直
16、（多选）（2022·吉林吉林·模拟预测）中国“FAST”球面射电望远镜发现一个脉冲双星系统。科学家通过脉冲星计时观测得知该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RAA．恒星A的质量大于恒星B的质量
B．恒星B的质量为 SKIPIF 1 < 0
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 SKIPIF 1 < 0
17、2022·福建福州·三模）2021年10月16日神舟十三号载人飞船顺利发射升空，翟志刚、王亚平、叶光富3名航天员开启了为期6个月的中国天宫空间站之旅。若空间站组合体做匀速圆周运动的轨道半径为r，地球质量为M，万有引力常量为G。求：
（1）天宫空间站运动的加速度大小a；
（2）天宫空间站运动的速度大小v；
（3）通过微信小程序“简单夜空”，可以查询到中国空间站过境运行轨迹，经查询从2021年11月2日17：51：08到2021年11月3日18：03：40，这段时间内空间站绕地球共转过16圈。求空间站中的航天员在24h内看到几次日出，并简要说明理由。
18、（2022·河北·模拟预测）嫦娥五号探测器成功发射后，历时23天，探测器圆满完成了预定任务，携带自主无人采集的月球土壤样品返回地球。已知地球质量是月球质量的p倍，地球半径是月球半径的q倍，地球表面的重力加速度为g，地球的第一宇宙速度为 SKIPIF 1 < 0 ，求：
（1）月球表面的重力加速度 SKIPIF 1 < 0 ；
（2）月球的第一宇宙速度 SKIPIF 1 < 0 。
19、（2022·山东·高考真题）“羲和号”是我国首颗太阳探测科学技术试验卫星。如图所示，该卫星围绕地球的运动视为匀速圆周运动，轨道平面与赤道平面接近垂直。卫星每天在相同时刻，沿相同方向经过地球表面A点正上方，恰好绕地球运行n圈。已知地球半径为地轴R，自转周期为T，地球表面重力加速度为g，则“羲和号”卫星轨道距地面高度为（ ）
A． SKIPIF 1 < 0 B． SKIPIF 1 < 0
C． SKIPIF 1 < 0 D． SKIPIF 1 < 0
20、（2022·全国·高考真题）2022年3月，中国航天员翟志刚、王亚平、叶光富在离地球表面约 SKIPIF 1 < 0 的“天宫二号”空间站上通过天地连线，为同学们上了一堂精彩的科学课。通过直播画面可以看到，在近地圆轨道上飞行的“天宫二号”中，航天员可以自由地漂浮，这表明他们（ ）
A．所受地球引力的大小近似为零
B．所受地球引力与飞船对其作用力两者的合力近似为零
C．所受地球引力的大小与其随飞船运动所需向心力的大小近似相等
D．在地球表面上所受引力的大小小于其随飞船运动所需向心力的大小
21、（2021·江苏·高考真题）我国航天人发扬“两弹一星”精神砥砺前行，从“东方红一号”到“北斗”不断创造奇迹。“北斗”第49颗卫星的发射迈出组网的关键一步。该卫星绕地球做圆周运动，运动周期与地球自转周期相同，轨道平面与地球赤道平面成一定夹角。该卫星（ ）
A．运动速度大于第一宇宙速度
B．运动速度小于第一宇宙速度
C．轨道半径大于“静止”在赤道上空的同步卫星
D．轨道半径小于“静止”在赤道上空的同步卫星
22、（2020·天津·高考真题）北斗问天，国之夙愿。我国北斗三号系统的收官之星是地球静止轨道卫星，其轨道半径约为地球半径的7倍。与近地轨道卫星相比，地球静止轨道卫星（ ）
A．周期大B．线速度大C．角速度大D．加速度大