专题提升练8　卫星变轨问题　双星模型-2026版大一轮高中物理（原卷版）

专题提升练8卫星变轨问题双星模型梯级Ⅰ基础练1.如图所示，一飞行器围绕地球沿半径为r的圆轨道1运动。经P点时，启动推进器短时间向前喷气使其变轨，2、3是与轨道1相切于P点的可能轨道，则飞行器()A.相对于变轨前运行周期变长B.变轨后可能沿轨道2运动C.变轨前、后在两轨道上经过P点的速度大小相等D.变轨前、后在两轨道上经过P点的加速度大小相等2.(多选)(2025·深圳模拟)如图所示，为一个较高轨道卫星发射所经历的理想过程，卫星在较低的圆轨道上运行时，线速度为v1、加速度大小为a1;加速后在椭圆轨道上运行，近地点的速度为v2、加速度大小为a2，远地点时速度为v3、加速度大小为a3;在椭圆轨道的远地点再次加速进入较高的圆轨道上运行，线速度为v4、加速度大小为a4，则()A.v2>v4 B.v1>v3C.a1>a2 D.a4>a33.(多选)(2025·泉州模拟)中国天眼FAST观测某脉冲双星系统如图所示。该双星系统由两颗相距较近的天体组成，并远离其他天体，它们在相互之间的万有引力作用下，绕连线上的一点做匀速圆周运动。若较大天体质量为M、运动轨道半径为R，较小天体质量为m、运动轨道半径为r，引力常量为G，则()A.两天体质量与半径之间的关系式为Mr=mRB.两天体质量与半径之间的关系式为MR=mrC.天体运动的角速度为GMD.天体运动的角速度为GM4.(2024·湖北卷)太空碎片会对航天器带来危害。设空间站在地球附近沿逆时针方向做匀速圆周运动，如图中实线所示。为了避开碎片，空间站在P点向图中箭头所指径向方向极短时间喷射气体，使空间站获得一定的反冲速度，从而实现变轨。变轨后的轨道如图中虚线所示，其半长轴大于原轨道半径。则()A.空间站变轨前、后在P点的加速度相同B.空间站变轨后的运动周期比变轨前的小C.空间站变轨后在P点的速度比变轨前的小D.空间站变轨前的速度比变轨后在近地点的大5.中国计划2025年发射天舟九号货运飞船，此次任务将上行航天员驻留和消耗物资、维修备件、推进剂和应用任务载荷样品，并下行在轨废弃物。飞船发射后会在停泊轨道(Ⅰ)上进行数据确认，后择机经转移轨道(Ⅱ)完成与中国空间站的交会对接，其变轨过程可简化如图所示，已知停泊轨道半径近似为地球半径R，中国空间站轨道距地面的平均高度为h，飞船在停泊轨道上的周期为T1，则()A.飞船在停泊轨道上的速度小于在空间站轨道上运行的速度B.飞船应提前T12(1+h2RC.因为飞船在P点加速进入转移轨道，相比于停泊轨道其在转移轨道上的速度越来越大D.中国空间站的物品或航天员可以漂浮，说明此时地球对他们的引力消失了6.(2025·成都模拟)如图所示，甲、乙、丙分别为单星、双星、三星模型图，轨迹圆半径都为R，中心天体质量为M，环绕天体质量均为m，已知M≫m，则()A.乙、丙两图中环绕天体的周期之比为2∶3B.乙图中环绕天体的角速度大于丙图中环绕天体的角速度C.甲图中m的角速度大于丙图中m的角速度D.乙、丙两图中环绕天体的线速度之比为2∶4梯级Ⅱ能力练7.(2025·吕梁模拟)洛希极限是指在双星系统中，两个天体之间的最近距离。如果两个天体之间的距离小于洛希极限，则质量较小的天体就会在质量较大的天体引力下被撕碎。洛希极限的计算公式为r=2.44R3Mm，其中r为洛希极限，M、m分别为质量较大和较小的天体质量，R为质量较大的天体半径。如图甲所示，某脉冲双星系统由两颗相距较近的天体组成，并远离其他天体，它们在彼此间的万有引力作用下，绕连线上的一点做匀速圆周运动。简化为如图乙所示，测得A、B两恒星间的距离为L，A、B两恒星的半径分别为RA、RB，恒星A做圆周运动的向心加速度是恒星B的8倍，该双星系统的洛希极限为(A.4.88RA B.2.44RAC.4.88RB D.2.44RB8.宇宙中存在两个质量均为m的星球A和星球B，两星球之间的距离为L，引力常量为G。(1)如图甲所示，若将A、B星球视为远离其他天体的双星模型，请用L、G、m等参数表示两行星做匀速圆周运动的周期T0;(2)天文观测发现A、B星球实际的运行周期T1=T02，某天文学家认为导致该现象的原因可能是在A、B星球连线的中点处存在一颗暗星(由暗物质构成的天体)C，如图乙所示，请根据上述信息计算暗星C的质量M与A星球的质量梯级Ⅲ创新练9.(2025·岳阳模拟)如图所示，虚线Ⅰ、Ⅱ分别表示地球卫星的两条轨道，其中轨道Ⅰ为近地环绕圆轨道，轨道Ⅱ为椭圆轨道。起初卫星在轨道Ⅰ上运行，经过a点成功变轨进入轨道Ⅱ，b点为轨道Ⅱ的远地点，b点与地心的距离为轨道Ⅰ半径的2倍，卫星在轨道Ⅱ上运行时经过a点的速率为va