高考物理一轮复习 微专题3 天体运动中的“三类热点”问题高效演练（含解析）-人教版高三物理试题

天体运动中的“三类热点”问题1．(多选)如图，地球赤道上的山丘e、近地资源卫星p和同步通信卫星q均在赤道平面上绕地心做匀速圆周运动．设e、p、q的圆周运动速率分别为v1、v2、v3，向心加速度分别为a1、a2、a3，则()A．v1>v2>v3 B．v1<v3<v2C．a1>a2>a3 D．a1<a3<a2BD[由题意可知：山丘与同步卫星角速度、周期相同，由v＝ωr，a＝ω2r可知v1<v3、a1<a3；对同步卫星和近地资源卫星来说，满足v＝eq\r(\f(GM,r))、a＝eq\f(GM,r2)，可知v3<v2、a3<a2.故选项B、D正确．]2．2017年，中国航天最大的看点应属嫦娥五号探测器，其由轨道器、返回器、着陆器、上升器四个部分组成．根据计划，我国发射的嫦娥五号探测器将进行月球软着陆及采样返回．其中采样返回是上升器携带样品从月球表面升空，先在近月圆轨道Ⅰ上运行，从P点经调整轨道Ⅱ在Q点与较高轨道Ⅲ上的轨道器对接，最后由轨道器携带样品返回地球，如图所示．已知P、Q分别是轨道Ⅱ与轨道Ⅰ、Ⅲ的切点，下列关于此过程的说法正确的是()A．轨道器在轨道Ⅲ上的环绕速度必定大于上升器在轨道Ⅰ上的环绕速度B．上升器应在轨道Ⅰ上的P点通过减速进入轨道ⅡC．上升器与轨道器对接后，组合体速度比上升器在轨道Ⅱ上P点的速度小D．若在Q点对接未成功，两者均在轨道Ⅲ上运行，只要上升器向前加速，就可追上轨道器C[由万有引力提供向心力有eq\f(GMm,r2)＝meq\f(v2,r)，解得v＝eq\r(\f(GM,r))，轨道半径越大，速度越小，则轨道器在轨道Ⅲ上的环绕速度必定小于上升器在轨道Ⅰ上的环绕速度，故A错误；上升器在轨道Ⅰ上P点加速做离心运动进入轨道Ⅱ，故B错误；依据以上分析，可知上升器与轨道器对接后，组合体速度比上升器在轨道Ⅱ上P点的速度小，故C正确；若在Q点对接未成功，两者均在轨道Ⅲ上运行，若上升器向前加速，它将做离心运动，不可能追上轨道器实现对接，故D错误．]3．(2018·湖南张家界三模)(多选)2018年7月27日将发生火星冲日现象，我国整夜可见，火星冲日是指火星、地球和太阳几乎排列在同一条直线上，地球位于太阳与火星之间，此时火星被太阳照亮的一面完全朝向地球，所以明亮且易于观察．地球和火星绕太阳公转的方向相同，轨迹都可近似为圆，火星公转轨道半径为地球公转轨道半径的1.5倍，则()A．地球的公转周期比火星的公转周期小B．地球的运行速度比火星的运行速度小C．火星冲日现象每年都会出现D．地球与火星的公转周期之比为eq\r(8)∶eq\r(27)AD[已知火星公转轨道半径为地球的1.5倍，则由Geq\f(Mm,r2)＝meq\f(4π2,T2)r得，T＝2πeq\r(\f(r3,GM))，可知轨道半径越大，周期越大，故火星的公转周期比地球的大，选项A正确；又由Geq\f(Mm,r2)＝meq\f(v2,r)可得v＝eq\r(\f(GM,r))，则轨道半径越大，线速度(即运行速度)越小，故火星的运行速度比地球的小，选项B错误；根据开普勒第三定律得，eq\f(T火,T地)＝eq\f(\r(r\o\al(3,火)),\r(r\o\al(3,地)))＝eq\f(\r(27),\r(8))，因为地球的公转周期为1年，所以火星的公转周期大于1年，不是每年都出现火星冲日现象，故选项C错误，D正确．]4．(2019·陕西西安联考)(多选)如图所示，甲、乙、丙是位于同一直线上的离其他恒星较远的三颗恒星，甲、丙围绕乙在半径为R的圆轨道上运行，若三颗星质量均为M，万有引力常量为G，则()A．甲星所受合外力为eq\f(5GM2,4R2) B．乙星所受合外力为eq\f(GM2,R2)C．甲星和丙星的线速度相同 D．甲星和丙星的角速度相同AD[由万有引力定律可知，甲、乙和乙、丙之间的万有引力为F1＝Geq\f(M·M,R2)，甲、丙之间的万有引力为F2＝Geq\f(M·M,2R2)＝eq\f(GM2,4R2)，甲星所受两个引力的方向相同，故合力为F1＋F2＝eq\f(5GM2