专题5.2　人造卫星　宇宙速度 双星模型【练】——2023年高考物理一轮复习讲练测（人教）（解析版）.docx

专题5.2　人造卫星　宇宙速度 双星模型【练】
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． B．
C． D．
【答案】 A
【解析】
根据题意可知，双星之间的万有引力提供各自做圆周运动的向心力，对有
解得
故BCD错误A正确。
故选A。
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
B．火星的第一宇宙速度为
C．天问一号每次日全食持续的时间为
D．天问一号运行的角速度为
【答案】 C
【解析】
A．天问一号相对于火星的张角为α，根据几何关系可得火星半径为
质量为m0的物体在火星表面有
联立解得火星表面的重力加速度为
故A错误；
B．根据质量为m0的物体在火星表面做匀速圆周运动时万有引力提供向心力，有
且
联立解得火星的第一宇宙速度
故B错误；
C．作出天问一号上观察到日全食的示意图，如图所示
日全食持续的时间为天问一号在GE之间运行的时间，如图所示，根据几何关系可得三角形OAB与三角形OED全等，则
∠OED=∠OAB=
DE平行于OA，则
∠AOE=∠OED=
同理可得
∠AOG=
则观察到日全食时天问一号转过的角度为
∠EOG=2×=α
设天问一号的周期为T，根据万有引力提供向心力，有
解得周期
观察到日全食的时间为
故C正确；
D．设天问一号的角速度为ω，根据万有引力提供向心力，有
解得角速度为
故D错误。
故选C。
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． B． C． D．
【答案】 D
【解析】
假设在地球表面和月球表面上分别放置质量为和的两个物体，则在地球和月球表面处，分别有
，
解得
设嫦娥四号卫星的质量为，根据万有引力提供向心力得
解得
故选D。
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、和hc，且，环绕周期分别是、和，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
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
【答案】 C
【解析】
A．由于地球在自转，所以地球卫星不可能地表上空沿某一经度线做匀速圆周运动，故A错误；
B．根据开普勒第三定律有
①
故B错误；
CD．根据
结合
得
由公式①可以用题干中的已知量（其中两个卫星的高度和周期）表示出地球半径，所以可以求出地球的质量和密度，故C正确，D错误。
故选C。
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
【答案】 C
【解析】
A