高三物理一轮复习课时跟踪训练-卫星的追及与相遇问题

1、2022高考一轮复习课时跟踪训练卫星的追及与相遇问题一、单项选择题（下列选项中只有一个选项满足题意）12020年7月31日上午，北斗三号全球卫星导航系统正式开通，它是中国自主建设，独立运行的卫星导航系统。如图所示，是北斗卫星导航系统中的3颗卫星，其运行方向如图中箭头所示，质量分别为，且。下列说法中正确的是（）A卫星与卫星受到地球的万有引力相同B卫星加速可以追上卫星C三颗卫星的运行周期关系为D卫星的运行速度大于卫星的运行速度，卫星与卫星的运行速度相同2如图所示，在地球赤道上有一建筑物，赤道所在的平面内有一颗卫星B绕地球做匀速圆周运动，其周期为，与地球自转方向相同；已知地球的质量为，地球的自转周期

2、为，万有引力常量为，当B在的正上方计时开始，下列说法正确的是（）A卫星离地的高度大于同步卫星离地的高度B由题中的条件不能求出卫星做匀速圆周运动的向心加速度C至少经过时间，B仍在的正上方D至少经过时间，与B相距最远3如图所示，2020年7月21日发生土星冲日现象，土星冲日是指土星、地球和太阳几乎排列成一条直线的状态，地球位于太阳与土星之间。“冲日”前后，土星离地球最近，亮度也最高，是观测的最佳时机。地球和土星绕太阳公转的方向相同，轨道都可近似为圆轨道，地球一年绕太阳一周，土星约29.5年绕太阳一周。则（）A土星和地球的公转轨道半径之比约为B土星绕太阳公转的线速度大于地球绕太阳公转的线速度C土星“

3、冲日”的现象下一次出现的时间是2021年7月21日D土星绕太阳公转的向心加速度大于地球绕太阳公转的向心加速度4天文研究发现在2020年9月11日出现了海王星冲日现象，届时地球位于太阳和海王星之间，海王星被太阳照射的一面完全朝向地球，便于地面观测。已知地球和海王星绕太阳公转的方向相同，轨道均可近似视为圆轨道，地球一年绕太阳一周，海王星约164.8年绕太阳一周，则下列说法正确的是（）A海王星绕太阳运行的线速度比地球绕太阳运行的线速度大B海王星绕太阳运行的加速度比地球绕太阳运行的加速度大C2021年还会出现海王星冲日现象D根据题中信息可求出海王星的公转轨道半径52020年7月23日12时41分，我国

4、在海南岛东北海岸中国文昌航天发射场，用长征五号遥四运载火箭将“天问一号”探测器发射升空，飞行2000多秒后，成功将探测器送入预定轨道，开启火星探测之旅，迈出了我国自主开展行星探测的第一步，预计经过10个月的飞行到达火星。其后，计划在2028年左右进行第二次火星探测任务，采集火星土壤返回地球。已知火星与地球相距最近时发射火星探测器为最佳发射窗口，火星绕太阳的公转周期约为23个月，火星的直径相当于地球的半径，质量是地球的，地球表面重力加速度为g，下列说法不正确的是（）A火星探测器的发射速度应大于11.2km/sB火星探测器的发射窗口是大约每25个月一次C地球和火星公转加速度之比为D火星表面的重力加

5、速度为6三颗人造卫星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的周期为，则下列说法正确的是（）AA加速可追上同一轨道上的CB经过时间，A、B相距最远CA、C向心加速度大小相等，且大于B的向心加速度DA、B与地心连线在相同时间内扫过的面积相等72020年7月23日，我国首次火星探测任务“天问一号”探测器成功发射，这标志着我国已经迈出主行星探测的第一步。已知火星的质量是地球质量的，火星半径是地球半径的，火星中心到太阳中心的距离是地球中心到太阳中心距离的，忽略火星和地球的自转及行星间的引力干扰，根据提供的数据可知（

6、）A在火星表面附近发射卫星的速度至少为B地球位于太阳和火星之间，且三者在一条直线上的时间间隔最少约为1年C火星表面的重力加速度与地球表面的重力加速度之比为52D火星运行的加速度与地球运行的加速度之比为498如图所示，卫星a距地球表面的距离为R，卫星b为地球同步卫星，两者都可视为绕地球沿同一方向做匀速圆周运动，某时刻卫星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，引力常量为G，则下列说法正确的是（）A卫星b的速度大于卫星a的速度B卫星a和卫星b下一次相距最近还需经过C卫星b距地球表面的高度为D卫星a、b的发射速度都等于9如图所示，地球和某小行星绕太阳做匀速圆周运动，地球和

7、小行星做匀速圆周运动的半径在之比为1：4，不计地球和小行星之间的相互影响以及其它天体对该系统的影响。此时地球和小行星距离最近，下列说法错误的是（）A小行星绕太阳做圆周运动的周期为8年B地球和小行星的线速度大小之比为2：1C至少经过年，地球和小行星距离再次最近D经过相同时间，地球、小行星圆周运动半径扫过的面积之比为2：110天文观测发现某行星A绕恒星做圆周运动，轨道半径为R，周期为T，但在观测中发现，其实际运行的轨道与圆轨道存在一些偏离，且每隔时间9T发生一次最大的偏离，天文学家认为形成这种现象的可能原因是该行星外侧还存在着一颗未知行星B。它对A的万有引力引起A行星轨道的偏离，假设其运行轨道与A

8、在同一平面内，且与A的绕行方向相同，由此可推测未知行星B绕太阳运行的圆轨道半径为（）ABCD11中国首个火星探测器“天问一号”，已于2021年2月10。日成功环绕火星运动。若火星和地球可认为在同一平面内绕太阳同方向做圆周运动，运行过程中火星与地球最近时相距R0、最远时相距5R0，则两者从相距最近到相距最远需经过的最短时间约为（）A365天B400天C670天D800天12物理必修二的P49页中介绍 ：亚当斯通过对行星“天王星”的长期观察发现，其实际运行的轨道与圆轨道存在一些偏离，且每隔时间t发生一次最大的偏离。亚当斯认为形成这种现象的原因可能是天王星外侧还存在着一颗未知行星（后命名为海王星）对

9、天王星的万有引力引起的。由于课本没有阐述其计算的原理，这极大的激发了射洪中学天文爱好社团同学的探索热情，通过集体研究，最终掌握了亚当斯当时的计算方法：设其（海王星）运动轨道与天王星在同一平面内，且与天王星的绕行方向相同，天王星的运行轨道半径为R，周期为T，并认为上述最大偏离间隔时间t就是两个行星相邻两次相距最近的时间间隔，并利用此三个物理量推导出了海王星绕太阳运行的圆轨道半径，则下述是海王星绕太阳运行的圆轨道半径表达式正确的是（）A BC D 二、多项选择题（下列选项中有多个选项满足题意）13我国发射的高分九号04地球卫星做圆周运动的速度是另一颗人造地球卫星的2倍。已知04卫星的周期为，下列说

10、法正确的是（）A地球对04卫星和卫星的万有引力大小之比为B04卫星和卫星到地面的高度之比为C若增大04卫星的速度，04卫星有可能运动到卫星所在高度D若某时刻这两个卫星相距最近，经过两卫星再次相距最近14如图所示，有A、B两颗卫星绕地心O做圆周运动，旋转方向相同。A卫星的周期为T1，B卫星的周期为T2，在某一时刻两卫星相距最近，则（引力常量为G）（）A两卫星经过时间t=T1+T2再次相距最近B两卫星经过时间再次相距最近C两卫星经过时间第一次距最远D两颗卫星的轨道半径之比：15假设在赤道平面内有一颗侦察卫星绕地球做匀速圆周运动，某一时刻恰好处在一颗同步卫星的正下方。已知地球半径为R，同步卫星的离地

11、高度，侦察卫星的离地高度，则有（）A同步卫星和侦察卫星的线速度之比为2：1B同步卫星和侦察卫星的周期之比为8：1C再经过两颗卫星距离最远D再经过两颗卫星距离最远16某行星和地球绕太阳公转的轨道均可视为圆，每过N年，该行星会运行到日地连线的延长线上，如图所示，下列分析正确的是（）A太阳对该行星的引力小于太阳对地球的引力B行星、地球、太阳三者共线的时间间隔为年C该行星的公转周期为年D该行星和地球的线速度之比为17北京时间2020年12月3日23时10分，嫦娥五号上升器从月面起飞，携带月球样品成功进入预定环月轨道，这是中国首次实现地外天体起飞。假设嫦娥五号进入预定环月轨道后半径为R1，周期为T1，能

12、直接观测到月球部分的张角为1，另外有一颗探月高轨卫星，在半径为9R1的轨道上围绕月球旋转，高轨卫星能直接观测到月球部分的张角为2，已知嫦娥五号和高轨卫星轨道平面重合，且运行方向相同。下列说法正确的是（）A高轨卫星周期为27T1B嫦娥五号与高轨卫星每次“不见面”的时间为C嫦娥五号与高轨卫星每次“不见面”的时间为D嫦娥五号与高轨卫星能直接观测月球部分的张角关系为18太阳系各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地外行星和太阳之间，且三者几乎排成一条直线的现象，天文学称为“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所示，天文单位用符号AU表示。下列说法正确

13、的是（）行星地球火星木星土星天王星海王星轨道半径r/AU1.01.55.29.51930A火星相邻两次冲日的时间间隔约为2.2年B火星相邻两次冲日的时间间隔约为1.1年C海王星相邻两次冲日的时间间隔最短D海王星相邻两次冲日的时间间隔最长19P、Q两卫星围绕地球在相同的轨道平面内运动，地球的半径为R，P、Q两卫星的轨道高度分别为R和，某时刻两颗卫星距离最近，下列说法正确的是（）AP、Q两卫星的线速度之比为BP、Q两卫星的周期之比为CP卫星可能再运动圈两卫星距离最远DQ卫星可能再运动圈两卫星距离最远202021年2月10日，天问一号近火制动准时开始，并被火星成功捕获后，其“绕、着、巡”的三步计划也

14、顺利开启，发射卫星登上火星一般是利用火星与地球距离最近的机会。若已知地球和火星绕太阳公转的方向相同，轨道都近似为圆，火星公转轨道半径为地球的1.5倍，已知地球公转周期为1年。则下列说法正确的是（）A火星公转周期约为地球公转周期的1.8倍B火星公转周期约为地球公转周期的3.4倍C下一次发射良机需隔约2.2年D下一次发射良机需隔约6.2年三、综合计算题（要求写出必要的计算过程）21太阳系八大行星几乎是在同一平面内沿同方向绕太阳做圆周运动，当地球恰好运行到土星和太阳之间，且三者几乎成一条直线的现象，天文学称为“土星冲日”。已知地球公转轨道半径，地球公转周期年，土星公转轨道半径。（1）求土星绕日的公转

15、周期T2计算结果保留到整数，可能用到的数，；（2）估算两次“土星冲日”的最短时间间隔（用T1和T2表示）。22如图所示，A是地球的一颗同步卫星，O为地球中心，地球半径为R，地球自转周期为。另一卫星B的圆形轨道也位于赤道平面内，且距地面的高度，地球表面的重力加速度大小为g。（1）求卫星A距地面的高度h；（2）求卫星B的运行周期；（3）某时刻A、B两卫星相距最近（O、B、A三点在同一直线上），若卫星B运行方向与地球自转方向相同，求A、B两卫星两次相距最近的最短时间间隔。（用和表示）23已知月球半径为R，月球表面的重力加速度为g0，飞船在绕月球的圆形轨道上运动，A点距月球表面的高度为月球半径的3倍，飞船到达轨道的A点时点火变轨进入椭圆轨道，到达轨道的近月点B时再次点火进入近月轨道绕月球