新高考物理专题复习双星问题和变轨问题练习(含解析).docx

专题37双星问题和变轨问题12021·江西师大附中模拟经长期观测，人们在宇宙中已经发现了“双星系统”“双星系统”由两颗相距较近的恒星组成，每颗恒星的线度远小于两颗星体之间的距离，而且双星系统一般远离其他天体如图所示，两颗星体组成的双星，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体之间的距离为L，质量之比m1m232，则可知()A.m1、m2做圆周运动的线速度之比为32Bm1、m2做圆周运动的角速度之比为32Cm1做圆周运动的半径为LDm2做圆周运动的半径为L22021·五省名校联考某双星系统，它们绕二者连线上的某点做匀速圆周运动，双星系统中质量较大的星球不断“吸食”质量较小的星球的表面物质(总质量不变)，且双星间的距离在缓慢减小，假设星体的轨道近似为圆，则在该过程中()A双星做圆周运动的角速度不断增大B双星做圆周运动的角速度不断减小C质量较小的星球做圆周运动的轨道半径增大D质量较大的星球做圆周运动的轨道半径增大3(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、万有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42021·吉林省长春市质量检测2016年2月11日，美国科学家宣布探测到引力波，证实了爱因斯坦100年前的预测，弥补了爱因斯坦广义相对论中最后一块缺失的“拼图”双星的运动是产生引力波的来源之一，假设宇宙中有一双星系统由a、b两颗星体组成，这两颗星绕它们连线的某一点在万有引力作用下作匀速圆周运动，测得a星的周期为T，a、b两颗星的距离为l，a、b两颗星的轨道半径之差为r，(a星的轨道半径大于b星的半径)，则()Ab星的周期为TBa星的线速度大小为Ca、b两颗星的半径之比为Da、b两颗星的质量之比为52021·长春质检若某双星系统A和B各自绕其连线上的O点做匀速圆周运动已知A星和B星的质量分别为m1和m2，相距为d.下列说法正确的是()A.A星的轨道半径为dBA星和B星的线速度之比为m1m2C若在O点放一个质点，它受到的合力一定为零D若A星所受B星的引力可等效为位于O点处质量为m的星体对它的引力，则m62021·邯郸市摸底(多选)在1802年，科学家威廉·赫歇尔首次提出了“双星”这个名词现有由两颗中子星A、B组成的双星系统，可抽象为如图所示绕O点做匀速圆周运动的模型，已知A的轨道半径小于B的轨道半径，若A、B的总质量为M，A、B间的距离为L，其运动周期为T，则()A中子星B的线速度一定小于中子星A的线速度B中子星B的质量一定小于中子星A的质量CL一定，M越大，T越小DM一定，L越大，T越小7(多选)探月工程中，“嫦娥三号”探测器的发射可以简化如下：卫星由地面发射后，进入地月转移轨道，经过P点时变轨进入距离月球表面100公里的圆形轨道，在轨道上经过Q点时变轨进入椭圆轨道，月球车将在M点着陆月球表面，正确的是()A.“嫦娥三号”在轨道上的速度比月球的第一宇宙速度小B“嫦娥三号”在地月转移轨道上经过P点的速度比在轨道上经过P点时大C“嫦娥三号”在轨道上运动周期比在轨道上小D“嫦娥三号”在轨道上经过Q点时的加速度小于在轨道上经过Q点时的加速度82021·洛阳市联考假设将来一艘飞船靠近火星时，经历如图所示的变轨过程，则下列说法中正确的是()A.飞船在轨道上运动到P点时的速度小于在轨道上运动到P点时的速度B若轨道贴近火星表面，测出飞船在轨道上运动的周期，就可以推知火星的密度C飞船在轨道上运动到P点时的加速度大于飞船在轨道上运动到P点时的加速度D飞船在轨道上运动时的周期小于在轨道上运动时的周期92021·人大附中测试(多选)如图所示是同步地球卫星发射过程的运行轨道示意图，图中实心黑圈代表地球发射卫星时首先用火箭将卫星送入近地轨道1，当通过轨道的A点时点燃喷气发动机改变卫星的速度，进入椭圆形转移轨道2，当卫星通过轨道2远端的B点时再次点燃喷气发动机改变卫星的速度，进入同步轨道3，即可开始正常工作以下说法中正确的是()A.卫星在轨道1运动时的线速度比在轨道3运动时的线速度大B卫星在轨道1运动时的机械能比在轨道3运动时的机械能小C卫星在轨道1上运动通过A点时，需要卫星减速才能进入轨道2运动D卫星在轨道2上运动通过B点时的加速度比在轨道3上通过B点时的加速度小102021·沈阳市质检“嫦娥一号”探月卫星沿地月转移轨道飞向月球，在距月球表面200km的P点进行第一次“刹车制动”后被月球俘获，进入椭圆轨道绕月飞行然后卫星在P点又经过两次“刹车制动”，最终在距月球表面200km的圆形轨道上绕月球做匀速圆周运动，如图所示，则下列说法正确的是()A.卫星在三个轨道上运动的周期T>T>TB不考虑卫星质量变化，卫星在三个轨道上的机械能E>E>EC卫星在不同轨道运动到P点(尚未制动)时的加速度都相等D不同轨道的半长轴(或者半径)的二次方与周期的三次方的比值都相等11(多选)2016年10月19日，“神舟十一号”与“天宫二号”空间实验室成功实现自动交会对接如图所示为“神舟十一号”飞船(用A表示)与“天宫二号”空间实验室(用B表示)对接前在轨道上的运行图，若不计飞船发动机喷气的质量损耗关于A和B的对接，下列说法正确的是()A减小A的质量，可实现对接B使A的速度减小，变轨从而实现对接CA与B对接后在高轨道的运行速度比A在原轨道的运行速度小D在A与B对接的变轨过程中，A的引力势能逐渐增加专题37双星问题和变轨问题1C“双星系统”的两颗星周期、角速度、向心力均相等，B错误；由m12·r1m22·r2得m1m2r2r132，r1r2L，得r1L，r2L，C正确，D错误；由vr得v1v2r1r223，A错误2A设质量较大的星为m1，质量较小的星为m2，两星间距离为L，轨道半径分别为r1、r2，角速度为，每一颗的向心力均为两星间的万有引力，m12·r1m22·r2，得m1，m2，m1m2，m1m2不变，L减小，G不变，变大，A正确，B错误；又由r1，r2，r1变小，r2无法确定，故C、D错误3BC4.B5.D6.BC7.AB8.B9AB卫星在1、3轨道时绕地球匀速圆周运动，由知r大、v小，v1>v3，A正确；在A、B点改变轨道时需加速，机械能在变大，E1<E3，B正确，C错误；由ma知a，r、M相同，a相同，D错误10C根据开普勒第三定律，对于同一个中心天体，卫星在不同轨道上运动时半长轴(或者半径)的三次方跟周期的平方的比值都相等，选项D错误；轨道半径越长，周期也越长，选项A错误；卫星在半长轴越大的轨道上运动，其机械能总量越大，选项B错误；卫星在不同轨道上的P点到月心的距离都相等，其所受月球的万有引力相等，故加速度相等，选项C正确11CD要使A与B对接，需要增大A的速度，使A做离心运动，减小A的质量，A的轨道半径不变，无法实现对接，选项AB错误；根据万有引力提供向心力，Gm，解得v，由此可知，A与B对接后在高轨道的运行速度比A在原轨道的运行速度小，选项C正确；在A与B对接的变轨过程中，A的轨道半径增大，需要克服万有引力做功，所以A的引力势能逐渐增加，选项D正确