第七章 专题强化练11　卫星的变轨和双星问题-物理人教版必修第二册

专题强化练11卫星的变轨和双星问题训练1卫星的变轨问题1．(2019·江苏卷)1970年成功发射的“东方红一号”是我国第一颗人造地球卫星，该卫星至今仍沿椭圆轨道绕地球运动．如图所示，设卫星在近地点、远地点的速度分别为v1、v2，近地点到地心的距离为r，地球质量为M，引力常量为G.则()A．v1＞v2，v1＝eq\r(\f(GM,r))B．v1＞v2，v1＞eq\r(\f(GM,r))C．v1＜v2，v1＝eq\r(\f(GM,r))D．v1＜v2，v1＞eq\r(\f(GM,r))2.(多选)(2021·哈尔滨市第五十八中学校高一期末)“嫦娥一号”探月卫星沿地月转移轨道到达月球，在距月球表面200km的P点进行第一次“刹车制动”后被月球捕获，进入椭圆轨的圆形轨道Ⅲ上绕月球做匀速圆周运动．用T1、T2、T3分别表示卫星在椭圆轨道Ⅰ、Ⅱ和圆形轨道Ⅲ上运行的周期，用a1、a2、a3分别表示卫星运动到P点的加速度，则下列说法正确的是()A．T1>T2>T3 B．T1<T2<T3C．a1>a2>a3 D．a1＝a2＝a33.2020年我国实施“天问一号”计划，将通过一次发射，实现“环绕、降落、巡视”三大任务．如图所示，探测器经历椭圆轨道Ⅰ→椭圆轨道Ⅱ→圆轨道Ⅲ的变轨过程．Q为轨道Ⅰ远火点，P为轨道Ⅰ近火点，探测器在三个轨道运行时都经过P点．则探测器()A．沿轨道Ⅰ运行至P点速度大于运行至Q点速度B．沿轨道Ⅱ运行至P点的加速度大于沿轨道Ⅲ运行至P点加速度C．沿轨道Ⅱ运行的周期小于沿轨道Ⅲ运行的周期D．从轨道Ⅰ进入轨道Ⅱ时需在P点加速4.(多选)如图是我国发射“神舟七号”载人飞船的入轨过程．飞船先沿椭圆轨道飞行，后在远地点343千米处点火加速，由椭圆轨道变成高度为343千米的圆轨道，在此圆轨道上飞船运行的周期约为90分钟．下列判断正确的是()A．飞船变轨前后的线速度相等B．飞船在圆轨道上时航天员出舱前后都处于失重状态C．飞船在此圆轨道上运动的角速度大于同步卫星运动的角速度D．飞船变轨前通过椭圆轨道远地点时的加速度大于变轨后沿圆轨道运动的加速度5.2019年春节期间，中国科幻电影里程碑的作品《流浪地球》热映，影片中为了让地球逃离太阳系，人们在地球上建造特大功率发动机，使地球完成一系列变轨操作，其逃离过程如图所示，地球在椭圆轨道Ⅰ上运行到远日点B变轨，进入圆形轨道Ⅱ.在圆形轨道Ⅱ上运行到B点时再次加速变轨，从而最终摆脱太阳束缚．对于该过程，下列说法正确的是(图中A点为近日点)()A．沿轨道Ⅰ运动至B点时，需向前喷气减速才能进入轨道ⅡB．沿轨道Ⅰ运行的周期小于沿轨道Ⅱ运行的周期C．沿轨道Ⅰ运行时，在A点的加速度小于在B点的加速度D．在轨道Ⅰ上由A点运行到B点的过程，速度逐渐增大6．(多选)“嫦娥五号”从地球发射到月球过程的路线示意图如图所示．关于“嫦娥五号”的说法正确的是()A．在P点由a轨道转变到b轨道时，速度必须变小B．在Q点由d轨道转变到c轨道时，要加速才能实现(不计“嫦娥五号”的质量变化)C．在b轨道上，“嫦娥五号”在P点的速度比在R点的速度大D．“嫦娥五号”在a、b轨道上正常运行时，通过同一点P时，加速度相等7．(多选)2021年5月15日，我国自主研制的火星探测器“天问一号”成功着陆火星．如图所示，着陆火星前探测器成功进入环火星半长轴为R1的椭圆轨道，然后实施近火星制动，顺利完成“太空刹车”，被火星捕获，进入环火星半径为R2、周期为T的圆轨道．则关于“天问一号”探测器，下列说法正确的是()A．探测器由椭圆轨道进入圆轨道应该在P点加速B．探测器沿椭圆轨道从P点运动到Q点速度减小C．探测器在P点变轨前后，加速度将增大D．探测器沿椭圆轨道由P点运动到Q点所需的最短时间为eq\r(\f(R13,R23))·eq\f(T,2)训练2双星及多星问题1.如图所示，两颗星球组成的双星，在相互之间的万有引力作用下，绕连线上的O点做周期相同的匀速圆周运动．现测得两颗星中心之间的距离为L，质量之比为m1∶m2＝3∶2，下列说法中正确的是()A．m1、m2做圆周运动的线速度之比为3∶2B．m1、m2做圆周运动的角速度之比为3∶2C．m1做圆周运动的半径为eq\f(2,5)LD．m2做圆周运动的半径为eq\f(2,5)L2.(多选)(2021·重庆市永川北山中学校高二开学考试)宇宙中两颗相距较近、相互绕转的天体称为“双星”，它们以二者连线上的某一点为圆心做匀速圆周运动，不至于因为万有引力的作用而吸引到一起．如图所示，某双星系统中A、B两颗天体绕O点做匀速圆周运动，它们的轨道半径之比rA∶rB＝1∶2，则两颗天体的()A．质量之比mA∶mB＝2∶1B．角速度之比ωA∶ωB＝1∶1C．线速度大小之比vA∶vB＝2∶1D．向心力大小之比FA∶FB＝2∶13．“开普勒－47”系统位于天鹅座内，距离地球大约4900光年．这一系统有一对互相围绕运行的恒星，运行周期为T，其中大恒星的质量为M，小恒星的质量只有大恒星质量的三分之一．已知引力常量为G，则下列判断正确的是()A．小恒星、大恒星的转动半径之比为1∶1B．小恒星、大恒星的转动半径之比为1∶2C．两颗恒星相距eq\r(3,\f(GMT2,3π2))D．两颗恒星相距eq\r(3,\f(GMT2,4π2))4.(2021·杭州第二中学月考)天文学家们推测，超大质量黑洞由另外两个超大质量黑洞融合时产生的引力波推射出该星系核心区域．两个黑洞逐渐融入到新合并的星系中央并绕对方旋转，这种富含能量的运动产生了引力波．假设在合并前，两个黑洞互相绕转形成一个双星系统，如图所示，若黑洞A、B的总质量为1.3×1032kg，两黑洞中心间的距离为2×105m，产生的引力波的周期和黑洞做圆周运动的周期相当，则估算该引力波周期的数量级为(G＝6.67×10－11N·m2/kg2)()A．10－7s B．10－5sC．10－3s D．10－1s5.如图所示，由恒星A与恒星B组成的双星系统绕其连线上的O点各自做匀速圆周运动，经观测可知恒星B的运行周期为T.若恒星A的质量为m，恒星B的质量为2m，引力常量为G，则恒星A与O点间的距离为()A.eq\r(3,\f(2GmT2,9π2)) B.eq\r(3,\f(9GmT2,32π2))C.eq\r(3,\f(GmT2,108π2)) D.eq\r(3,\f(27GmT2,4π2))6．(多选)2017年，人类第一次直接探测到来自双中子星合并的引力波．根据科学家们复原的过程，在两颗中子星合并前约100s时，它们相距约400km，绕二者连线上的某点每秒转动12圈．将两颗中子星都看作是质量均匀分布的球体，由这些数据、引力常量并利用牛顿力学知识，可以估算出这一时刻两颗中子星()A．质量之积 B．质量之和C．速率之和 D．各自的自转角速度7．双星系统由两颗恒星组成，两恒星在相互引力的作用下，分别围绕其连线上的某一点做周期相同的匀速圆周运动．研究发现，双星系统演化过程中，两星的总质量、距离和周期均可能发生变化．若某双星系统中两星做匀速圆周运动的周期为T，经过一段时间演化后，两星总质量变为原来的k倍，两星之间的距离变为原来的n倍，则此时两星做匀速圆周运动的周期为()A.eq\r(\f(n3,k2))TB.eq\r(\f(n3,k))TC.eq\r(\f(n2,k))TD.eq\r(\f(n,k))T8.(多选)国际研究小组借助于智利的甚大望远镜，观测到了一组双星系统，它们绕两者连线上的某点O做匀速圆周运动，如图所示，此双星系统中体积较小成员能“吸食”另一颗体积较大星体表面物质，达到质量转移的目的，被吸食星体的质量远大于吸食星体的质量．假设在演变的过程中两者球心之间的距离保持不变，则在最初演变的过程中()A．它们做圆周运动的万有引力保持不变B．它们做圆周运动的角速度不断变大C．体积较大星体圆周运动轨道半径变大D．体积较大星体圆周运动的线速度变大9.(多选)如图所示，三颗质量均为M的星球位于边长为L的等边三角形的三个顶点上．如果它们中的每一颗都在相互的引