天體運動之追及變軌.docx

精品文檔天體運動追及和變軌1太陽系中某行星A運行的軌道半徑為R，周期為T，但天文學(xué)家在觀測中發(fā)現(xiàn)，其實際運行的軌道與圓軌道存在一些偏離，且每隔時間t發(fā)生一次最大的偏離形成這種現(xiàn)象的原因可能是A外側(cè)還存在著一顆未知行星B，它對A的萬有引力引起A行星軌道的偏離，假設(shè)其運動軌道與A在同一平面內(nèi)，且與A的繞行方向相同，由此可推測未知行星B繞太陽運行的圓軌道半徑為（ ）A. B. C. D. 2某天體可視為質(zhì)量均勻分布的球體，自轉(zhuǎn)周期為T，“北極點”處的重力加速度是“赤道”處重力加速度的k倍(k1)。若該天體有一顆近地環(huán)繞衛(wèi)星，則近地環(huán)繞衛(wèi)星的周期為A. B. C. D. 32016年10月17日，“神舟十一號”載人飛船發(fā)射升空，運送兩名宇航員前往在2016年9月發(fā)射的“天宮二號”空間實驗室，宇航員計劃在“天宮二號”駐留30天進(jìn)行科學(xué)實驗?！吧裰凼惶枴迸c“天宮二號”的對接變軌過程如圖所示，AC是橢圓軌道II的長軸?！吧裰凼惶枴睆膱A軌道I先變軌到橢圓軌道II，在變軌到圓軌道III，與圓軌道III運行“天宮二號”實施對接，下列描述正確的是 （）A. “神舟十一號”在變軌過程中機械能不變B. 可讓“神舟十一號”先進(jìn)入圓軌道，然后加速追趕“天宮二號”實現(xiàn)對接C. “神舟十一號”從A到C的平均速率比“天宮二號”從B到C的平均速率大D. “神舟十一號”在橢圓軌道上運動的周期與“天宮二號”運行周期相等4如圖（甲）所示， 是地球赤道上的一點，某時刻在的正上方有三顆軌道位于赤道平面的衛(wèi)星、，各衛(wèi)星的運行方向均與地球自轉(zhuǎn)方向相同，圖（甲）中已標(biāo)出，其中是地球同步衛(wèi)星從該時刻起，經(jīng)過一段時間（已知在時間內(nèi)三顆衛(wèi)星都還沒有運行一周），各衛(wèi)星相對的位置最接近實際的是圖（乙）中的. 5嫦娥二號衛(wèi)星預(yù)計將于2010年10月發(fā)射。圖為“嫦娥二號”的姐妹星“嫦娥一號”某次在近地點A由軌道1變軌為軌道2的示意圖，其中B、C分別為兩個軌道的遠(yuǎn)地點。關(guān)于上述變軌過程及“嫦娥一號”在兩個軌道上運動的情況，下列說法中正確的是（ ）A. “嫦娥一號”在軌道1的A點處應(yīng)點火加速B. “嫦娥一號”在軌道1的A點處的速度比在軌道2的A點處的速度大C. “嫦娥一號”在軌道1的B點處的加速度比在軌道2的C點處的加速度大D. “嫦娥一號”在軌道1的B點處的機械能比在軌道2的C點處的機械能大6某行星和地球繞太陽公轉(zhuǎn)的軌道均可視為圓每過N年，該行星會運行到日地連線的延長線上，如圖所示該行星與地球的公轉(zhuǎn)半徑比為（ ）A. B. C. D. 7“北斗”系統(tǒng)中兩顆工作衛(wèi)星1和2在同一軌道上繞地心O沿順時針方向做勻速圓周運動,軌道半徑為r,某時刻它們分別位于軌道上的A、B兩位置,如圖所示,已知地球表面處的重力加速度為g,地球半徑為R，不計衛(wèi)星間的相互作用力,以下判斷正確的是( )A. 這兩顆衛(wèi)星的向心加速度大小為a= B. 發(fā)射衛(wèi)星1時速度要大于11.2km/sC. 衛(wèi)星1由位置A運動至位置B所需時間為t =D. 兩衛(wèi)星受到的萬有引力大小一定相同8如圖所示，A為太陽系中的天王星，它繞太陽O運行的軌道視為圓時，運動的軌道半徑為R0，周期為T0且做勻速圓周運動.天文學(xué)家長期觀測發(fā)現(xiàn)，天王星實際運動的軌道與圓軌道總有一些偏離，且每隔t0時間發(fā)生一次最大偏離，形成這種現(xiàn)象的原因可能是天王星外側(cè)還存在著一顆未知的行星B，假設(shè)行星B與A在同一平面內(nèi)，且與A的繞行方向相同，它對天王星的萬有引力引起天王星軌道的偏離，由此可推測未知行星的運動軌道半徑是()A. B. C. D. 9如圖所示，有A、B兩個行星繞同一恒星O沿不同軌道做勻速圓周運動，旋轉(zhuǎn)方向相同A行星的周期為T1，B行星的周期為T2，在某一時刻兩行星第一次相遇（即兩行星距離最近），則下列說法正確的是（ ）A. 經(jīng)過時間兩行星將第二次相遇B. 經(jīng)過時間兩行星將第四次相遇C. 經(jīng)過時間兩行星將第一次相距最遠(yuǎn)D. 經(jīng)過時間兩行星將第二次相距最遠(yuǎn)10假設(shè)某衛(wèi)星在距地面高度為4200km的赤道上空繞地球做勻速圓周運動，該衛(wèi)星與地球同步衛(wèi)星繞地球同向運動。已知地球半徑約為6400km，地球同步衛(wèi)星距地面高度36000km。每當(dāng)兩者相距最近時，衛(wèi)星向同步衛(wèi)星發(fā)射信號，然后再由同步衛(wèi)星將信號發(fā)送至地面接收站。從某時刻兩者相距最遠(yuǎn)開始計時，在一晝夜的時間內(nèi)，接收站共接收到信號的次數(shù)為（不考慮信號傳輸所需時間） A. 4次 B. 6次 C. 7次 D. 8次11如圖所示，三個質(zhì)點a、b、c質(zhì)量分別為m1、m2、M（Mm1，Mm2）在c的萬有引力作用下，a、b在同一平面內(nèi)繞c沿逆時針方向做勻速圓周運動，它們的周期之比Ta：Tb=1：k；從圖示位置開始，在b運動一周的過程中，則（）A. a、b距離最近的次數(shù)為k+1次B. a、b距離最近的次數(shù)為k-1次C. a、b、c共線的次數(shù)為k+2次D. a、b、c共線的次數(shù)為k-2次122016年10月17日，景海鵬和陳冬搭乘“神舟十一號”飛船飛向太空，于11月18日乘返回艙安全返回。返回艙在A點從圓形軌道進(jìn)入橢圓軌道，如圖所示。關(guān)于返回艙的運動，下列說法中正確的有A. 飛船在軌道上經(jīng)過A時需向運動的反方向噴氣才能進(jìn)入橢圓軌道B. 飛船變軌后機械能不變C. 飛船在軌道上運動的周期大于在軌道上運動的周期D. 飛船在軌道上由A向B運動的過程中地球?qū)︼w船的引力做正功13某航天飛機是在赤道上空飛行，軌道半徑為r，飛行方向與地球的自轉(zhuǎn)方向相同。設(shè)地球的自轉(zhuǎn)角速度為0，地球半徑為R，地球表面重力加速度為g。在某時刻航天飛機通過赤道上某建筑物的上方，則到它下次通過該建筑上方所需時間為A. 2r3gR2+10 B. 2(gR2r3+0) C. 2r3gR2 D. 2(gR2r30)14如圖所示，一飛行器圍繞地球沿半徑為r的圓軌道1運動。經(jīng)P點時，啟動推進(jìn)器短時間向前噴氣使其變軌，2、3是與軌道1相切于P點的可能軌道。則飛行器A. 變軌后將沿軌道3運動B. 相對于變軌前運行周期變長C. 變軌前、后在兩軌道上經(jīng)P點的速度大小相等D. 變軌前、后在兩軌道上經(jīng)P點的加速度大小相等15“嫦娥一號”探月衛(wèi)星沿地月轉(zhuǎn)移軌道直奔月球，在距月球表面200km的P點進(jìn)行第一次變軌后被月球捕獲，先進(jìn)入橢圓軌道繞月飛行，如圖所示之后，衛(wèi)星在P點又經(jīng)過兩次變軌，最后在距月球表面200km的圓形軌道上繞月球做勻速圓周運動對此，下列說法正確的是（）A. 衛(wèi)星在軌道上運動的速度大于月球的第一宇宙速度B. 衛(wèi)星在軌道上運動周期比在軌道上短C. 、三種軌道運行相比較，衛(wèi)星在軌道上運行的機械能最小D. 衛(wèi)星在軌道上運動到P點的加速度大于沿軌道運動到P點的加速度16眾所周知，地球繞日運動其實是一個橢圓，設(shè)其半長軸為。如圖所示，在地上發(fā)射一個繞日做圓周運動的無動力探測器，使其具有與地球相等的繞日運動周期，以便法身一年后與地球相遇而向地球發(fā)回探測資料。已知探測器發(fā)射過程可視為“在地球處給探測器一個很大的初速度，令其直接進(jìn)入繞日軌道”，將地球、探測器、太陽都視為質(zhì)點，且不考慮地球和其他行星對探測器運動的影響，下列說法正確的是A. 探測器繞日運動的軌道半徑等于B. 地球在遠(yuǎn)日點的加速度大于探測器的加速度C. 地球與探測器每次相遇時，地球位于橢圓軌道的短軸端點D. “日地連線”單位時間掃過的面積等于“日器連線” 單位時間掃過的面積172015年12月10日，我國成功將中星1C衛(wèi)星發(fā)射升空，衛(wèi)星順利進(jìn)入預(yù)定轉(zhuǎn)移軌道如圖所示是某衛(wèi)星沿橢圓軌道繞地球運動的示意圖，已知地球半徑為R，地球表面的重力加速度為g，衛(wèi)星遠(yuǎn)地點P距地心O的距離為3R.則（ ）A. 衛(wèi)星在遠(yuǎn)地點的速度大于B. 衛(wèi)星經(jīng)過遠(yuǎn)地點時速度最小C. 衛(wèi)星經(jīng)過遠(yuǎn)地點時的加速度大小為D. 衛(wèi)星經(jīng)過遠(yuǎn)地點時加速，衛(wèi)星將不能再次經(jīng)過遠(yuǎn)地點18如圖所示， A是在地球赤道上隨地球表面一起轉(zhuǎn)動的某物體，B是近地資源衛(wèi)星、C是同步通信衛(wèi)星. 關(guān)于以下判斷正確的是( )A. A、B、C的向心加速度關(guān)系aAaBaCB. 在相同時間內(nèi)B轉(zhuǎn)過的弧長最短C. 在6h內(nèi)C轉(zhuǎn)過的圓心角是/2D. 若衛(wèi)星B加速，可靠近衛(wèi)星C所在軌道19經(jīng)長期觀測，人們在宇宙中已經(jīng)發(fā)現(xiàn)了“雙星系統(tǒng)”“雙星系統(tǒng)”由相距較近的恒星組成，每個恒星的半徑遠(yuǎn)小于兩個恒星之間的距離，而且雙星系統(tǒng)一般遠(yuǎn)離其他天體，它們在相互間的萬有引力作用下，繞某一點做勻速圓周運動，如圖所示為某一雙星系統(tǒng)，A星球的質(zhì)量為m1，B星球的質(zhì)量為m2，它們中心之間的距離為L，引力常量為G，則下列說法正確的是（）A. A星球的軌道半徑為B. B星球的軌道半徑為C. 雙星運行的周期為D. 若近似認(rèn)為B星球繞A星球中心做圓周運動，則B星球的運行周期為20太陽系各行星可近似看成在同一平面內(nèi)沿同一方向繞太陽做勻速圓周運動設(shè)天王星公轉(zhuǎn)周期為T1，公轉(zhuǎn)半徑為R1；地球公轉(zhuǎn)周期為T2，公轉(zhuǎn)半徑為R2不計兩行星之間的引力作用，萬有引力常量為G，當(dāng)?shù)厍蚝吞焱跣沁\行到太陽兩側(cè)，且三者排成一條直線時，下列說法正確的是（）A. 太陽的質(zhì)量為42R22GT22B. 天王星繞太陽公轉(zhuǎn)的周期小于1年C. 地球與天王星相距最近至少需經(jīng)歷T1T22（T1T2）D. 天王星公轉(zhuǎn)的向心加速度與地球公轉(zhuǎn)的向心加速度之比為R22R1221如圖在同一軌道平面上的兩顆人造地球衛(wèi)星A、B同向繞地球做勻速圓周運動，A、B和地球恰好在一條直線上，周期分別為TA、TB，由圖中位置開始A、B和地球再次共線的時間間隔為T，下列說法中正確的是A. A、B衛(wèi)星的線速度vAvBB. A、B衛(wèi)星受到的萬有引力一定有FAFBC. T可能小于TAD. T一定大于22如圖所示，A為靜止于地球赤道上的物體，B為繞地球做勻速圓周運動軌道半徑為r衛(wèi)星，C為繞地球沿橢圓軌道運行的衛(wèi)星，長軸大小為a，P為B、C兩衛(wèi)星軌道的交點，已知A、B、C繞地心運動的周期都相同，下列說法正確的是（）A. 衛(wèi)星B在P點的運行加速度大小與衛(wèi)星C在該點的運行加速度大小相等B. 衛(wèi)星B離地面的高度可以為任意值C. 衛(wèi)星C的運行速度大于物體A的速度D. 若已知物體A的周期和萬有引力常亮，可求出地球的平均密度23已知某衛(wèi)星在半徑為R的圓軌道上繞地球做勻速圓周運動，運動的周期為T，當(dāng)衛(wèi)星運動到軌道上的A處時適當(dāng)調(diào)整速率，衛(wèi)星將沿以地心為焦點的橢圓軌道運行，橢圓與地球表面在B點相切，如圖所示。地球的半徑為R0，地球的質(zhì)量為M，萬有引力常量為G，則下列說法正確的是（ ）A. 衛(wèi)星在A點應(yīng)啟動發(fā)動機減速才能進(jìn)入橢圓軌道B. 衛(wèi)星在A點速度改變進(jìn)入橢圓軌道后加速度立即減小C. 衛(wèi)星沿橢圓軌道由A點運動到B點所需時間為D. 衛(wèi)星在橢圓軌道上的B點和A點的速率之差等于24如圖所示，一顆繞地球做勻速圓周運動的衛(wèi)星，其軌道平面與地球赤道平面重合，離地面的高度等于地球半徑R該衛(wèi)星不斷地向地球發(fā)射微波信號已知地球表面重力加速度為g（1）求衛(wèi)星繞地球做圓周運動的周期T；（2）設(shè)地球自轉(zhuǎn)周期為T0，該衛(wèi)星繞地球轉(zhuǎn)動方向與地球自轉(zhuǎn)方向相同，則在赤道上的任意一點能連續(xù)接收到該衛(wèi)星發(fā)射的微波信號的時間是多少？（圖中A1、B1為開始接收到信號時，衛(wèi)星與接收點的位置關(guān)系）7歡迎下載。精品文檔參考答案1D【解析】試題分析：先根據(jù)多轉(zhuǎn)動一圈時間為t，求出未知行星B的周期；然后再根據(jù)開普勒第三定律解得未知行星B的軌道半徑A、B相距最近時，B對A的影響最大，且每隔時間t發(fā)生一次最大的偏離，說明A、B相距最近，設(shè)B行星的周期為，則有，解得，根據(jù)開普勒第三定律，有，解得，D正確。2D【解析】試題分析：質(zhì)量為m的物體在兩極所受地球的引力等于其所受的重力根據(jù)萬有引力定律和牛頓第二定律，在赤道的物體所受地球的引力可分解為重力和隨地自轉(zhuǎn)的向心力，對該天體的近地衛(wèi)星，根據(jù)萬有引力提供向心力，聯(lián)立即可求出近地環(huán)繞衛(wèi)星的周期質(zhì)量為m的物體在兩極處，萬有引力等于重力，有，質(zhì)量為m的物體在赤道上，萬有引力可分解為重力和隨地自轉(zhuǎn)的向心力，有，根據(jù)題意知， ，聯(lián)立得： ，設(shè)該天體的近地衛(wèi)星的質(zhì)量為，根據(jù)萬有引力提供向心力，有，解得，將代入得，D正確；3C【解析】“神舟十一號”在變軌過程中需要向外噴出氣體，對飛船做功，所以機械能將發(fā)生變化，故A錯誤若“神舟十一號”與“天宮二號”同軌，加速會做離心運動，不會對接，故B錯誤；結(jié)合牛頓第二定律和開普勒第三定律，可以將橢圓軌道的平均速率與半徑等于 的圓軌道類比，根據(jù) 可知，“神舟十一號”從A到C的平均速率比“天宮二號”從B到C的平均速率大，故C正確；由圖可知，A到C的軌道的半長軸小于圓軌道的半徑，根據(jù)開普勒第三定律： k可知，“神舟十一號”在橢圓軌道上運動的周期小于“天宮二號”運行周期，故D錯誤；故選C.點睛：解決衛(wèi)星運行規(guī)律問題的核心原理是萬有引力提供向心力，通過選擇不同的向心力公式，來研究不同的物理量與軌道半徑的關(guān)系該題解答的過程也可以使用排除法排除ABD選項4D【解析】根據(jù)知，軌道半徑越大，周期越大，則角速度越小，所以經(jīng)過相同的時間，三個衛(wèi)星中，b轉(zhuǎn)過的角度最大，c次之，d最小，d為同步衛(wèi)星，與赤道上的a保持相對靜止故A、B、C錯誤，D正確。點睛：根據(jù)萬有引力等于向心力： 知，軌道半徑越大，周期越大，則角速度越小，所以經(jīng)過相同的時間，可以比較出三衛(wèi)星轉(zhuǎn)過的角度，而同步衛(wèi)星又與地球保持相對靜止。5AC【解析】A、要想使“嫦娥一號”在近地點A由軌道1變軌為軌道2，需要加速做離心運動，故應(yīng)在A點加速，A正確；B、“嫦娥一號”在軌道1的A點處的速度比在軌道2的A點處的速度小，加速后才進(jìn)入軌道2，B錯誤；C、根據(jù)牛頓第二定律，加速度： ，由圖知,所以，C正確；D、在做離心運動過程中機械能守恒，“嫦娥一號”在軌道1的B點處的機械能比在軌道2的C點處的機械能小，D錯誤；故選AC。6B【解析】由圖可知行星的軌道半徑大，那么由開普勒第三定律知其周期長每過N年，該行星會運行到日地連線的延長線上，說明從最初在日地連線的延長線上開始，每一年地球都在行星的前面比行星多轉(zhuǎn)圓周的N分之一，N年后地球轉(zhuǎn)了N圈，比行星多轉(zhuǎn)1圈，即行星轉(zhuǎn)了N-1圈，從而再次在日地連線的延長線上所以行星的周期是 年，根據(jù)開普勒第三定律有 ，即： 故選B.點睛：解答此題的關(guān)鍵由題意分析得出每過N年地球比行星多圍繞太陽轉(zhuǎn)一圈，由此求出行星的周期，再由開普勒第三定律求解即可.7C【解析】根據(jù)F合=ma得，對衛(wèi)星有 ，可得 ，取地面一物體由 ，聯(lián)立解得 ，可見A錯誤發(fā)射衛(wèi)星1時速度要大于7.9km/s，選項B錯誤；根據(jù) 得， ，又GM=gR2，t=T，聯(lián)立可解得 ，故C正確由于兩顆衛(wèi)星的質(zhì)量關(guān)系未知，故不能比較兩衛(wèi)星的萬有引力大小，選項D錯誤；故選C.8D【解析】周期每隔t0時間發(fā)生一次最大偏離，知每隔t0時間A、B兩行星相距最近，即每隔t0時間A行星比B行星多運行一圈有： ，則 ，根據(jù)萬有引力提供向心力： ， ，所以 ，故D正確故選D.點睛：解決本題的關(guān)鍵知道每隔t0時間發(fā)生一次最大偏離，知每隔t0時間A、B兩行星相距最近，而得出每隔t0時間A行星比B行星多運行一圈以及會利用萬有引力提供向心力：9BD【解析】A、B、多轉(zhuǎn)動一圈時，第二次追上，有： 解得： ，第二次追上用時2t,第四次相遇用時3t，即第四次相遇經(jīng)過時間，A錯誤；B正確；C、D、多轉(zhuǎn)動半圈時，第一次相距最遠(yuǎn)，有： 解得： 再次相距最遠(yuǎn)，又經(jīng)歷的時間為t，則共用時，C錯誤；D正確；故選BD10C【解析】據(jù)開普勒第三定律 （1） R1=4200km+6400km R2=36000km+6400km（2） 可知載人宇宙飛船的運行周期T1與地球同步衛(wèi)星的運行周期T2之比為 ，又已知地球同步衛(wèi)星的運行周期為一天即24h，因而載人宇宙飛船的運行周期T1=h=3h；由勻速圓周運動的角速度 ，所以宇宙飛船的角速度為 ，同步衛(wèi)星的角速度為 ；當(dāng)兩者與太陽的連線是一條直線且位于地球異側(cè)時，相距最遠(yuǎn)，此時追擊距離為即一個半圓，追擊時間為 ；此后，追擊距離變?yōu)?即一個圓周，同理，追擊時間為 可以得到24h內(nèi)共用時 h完成追擊7次，即七次距離最近，因而發(fā)射了七次信號點睛：從相距最近再次相距最近，它們轉(zhuǎn)動的角度相差360度；當(dāng)從相距最近到再次相距最遠(yuǎn)時，它們轉(zhuǎn)動的角度相差180度11B【解析】設(shè)每隔時間T，a、b相距最近，則，則，故b運動一周的過程中，a、b相距最近的次數(shù)為： ，即a、b距離最近的次數(shù)為k-1次，故B正確，A錯誤；設(shè)每隔時間t，a、b共線一次，則， 所以，故b運動一周的過程中，a、b、c共線的次數(shù)為： ，故CD錯誤。所以B正確，ACD錯誤。12D【解析】在軌道上經(jīng)過A點，由于萬有引力大于向心力，會靠近地球運動，在軌道I上經(jīng)過A點時，萬有引力等于向心力，做圓周運動，根據(jù)萬有引力相同可知在軌道II上經(jīng)過A的速度小于在軌道I上經(jīng)過A的速度，飛船變軌后機械能減小，所以飛船在軌道上經(jīng)過A時需向運動的運動的方向噴氣才能進(jìn)入橢圓軌道故AB錯誤；根據(jù)開普勒第三定律，有：r3T2=k，所以飛船在軌道上運動的周期小于在軌道上運動的周期故C錯誤；飛船在軌道上由A向B運動的過程中地球?qū)c睛：知道飛船做圓周運動時萬有引力提供圓周運動向心力，熟悉飛船運行時的變軌原理是解決本題的主要入手點.13D【解析】人造衛(wèi)星繞地球做勻速圓周運動，根據(jù)萬有引力提供向心力，設(shè)衛(wèi)星的質(zhì)量為m、軌道半徑為r、地球質(zhì)量為M，有：F=F向F=GMmr2，F(xiàn)向=m2r，因而GMmr2=m2r解得：=GMr3衛(wèi)星再次經(jīng)過某建筑物的上空，衛(wèi)星多轉(zhuǎn)動一圈，有：(0)t=2 地球表面的重力加速度為：g=GMR2聯(lián)立后，解得：t=2gR2r30 ，故選項D正確。點睛：本題關(guān)鍵：根據(jù)萬有引力提供向心力求解出角速度；根據(jù)地球表面重力等于萬有引力得到重力加速度表達(dá)式；根據(jù)多轉(zhuǎn)動一圈后再次到達(dá)某建筑物上空列式。14AD【解析】試題分析：由于在P點推進(jìn)器向前噴氣，故飛行器將做減速運動，受到v減小，飛行器做圓周運動需要的向心力：減小，小于在P點受到的萬有引力：，則飛行器將開始做近心運動，軌道半徑r減小因為飛行器做近心運動，軌道半徑減小，故將沿軌道3運動，故A正確； 根據(jù)開普勒行星運動定律知，衛(wèi)星軌道半徑減小，則周期減小，故B錯誤；因為變軌過程是飛行器向前噴氣過程，故是減速過程，所以變軌前后經(jīng)過P點的速度大小不相等，故C錯誤；飛行器在軌道P點都是由萬有引力產(chǎn)生加速度，因為在同一點P，萬有引力產(chǎn)生的加速度大小相等，故D正確故選AD。考點：萬有引力定律的應(yīng)用【名師點睛】此題是萬有引力定律的應(yīng)用問題；解題時能根據(jù)飛行器向前噴氣判斷飛行器速度的變化，再根據(jù)做勻速圓周運動的條件求確定物體做近心運動，熟知飛行器變軌原理是解決本題的關(guān)鍵。15BC【解析】根據(jù)萬有引力提供向心力，得，軌道半徑越大，線速度越小月球第一宇宙速度的軌道半徑為月球的半徑，所以第一宇宙速度是繞月球作圓周運動最大的環(huán)繞速度，所以衛(wèi)星在軌道上運動的速度小于第一宇宙速度，故A錯誤；根據(jù)開普勒第三定律，半長軸越長，周期越大，所以衛(wèi)星在軌道運動的周期最長，故B正確；從軌道進(jìn)入軌道和從軌道進(jìn)入軌道，都要減速做近心運動，故其機械能要減小，故衛(wèi)星在軌道上運行的機械能最小，故C正確衛(wèi)星在軌道上在P點和在軌道在P點的萬有引力大小相等，根據(jù)牛頓第二定律，加速度相等，故D錯誤16AC【解析】根據(jù)開普勒第三定律，兩者繞太陽的周期相同，故探測器繞日運動的軌道半徑等于，A正確；根據(jù)可得，地球在遠(yuǎn)日點的軌道半徑大于探測器的軌道半徑，故地球在遠(yuǎn)日點的加速度小于探測器的加速度，B錯誤；探測器離太陽的距離剛好也是長軸的一半的，換一句話說，探測器的圓形軌道與地球的橢圓軌道交點就在橢圓的短軸的端點，故兩者相遇必在球位于橢圓軌道的短軸端點，C正確；根據(jù)開普勒第二定律，同一個行星在相同時間內(nèi)，與太陽的連線掃過的面積相同，不同行星，相同時間內(nèi)掃過的面積不同，D錯誤。17BC【解析】若衛(wèi)星以半徑為3R做勻速圓周運動，則，在根據(jù)，整理可以得到，由于衛(wèi)星到達(dá)遠(yuǎn)地點P后做近心橢圓運動，故在P點速度小于，故A錯誤；根據(jù)半徑與速度的關(guān)系可以知道，半徑越大則速度越小，故遠(yuǎn)地點速度最小，故B正確；根據(jù)，則在遠(yuǎn)地點， ，故C正確；衛(wèi)星經(jīng)過遠(yuǎn)地點時加速，則可以以半徑為3R做勻速圓周運動，則可以再次經(jīng)過遠(yuǎn)地點，故D錯誤【點睛】解決本題的關(guān)鍵掌握萬有引力提供向心力這一重要理論，并能靈活運用，以及知道變軌的原理，當(dāng)萬有引力小于向心力，做離心運動，當(dāng)萬有引力大于向心力，做近心運動18CD【解析】A、物體A與同步通信衛(wèi)星C轉(zhuǎn)動周期相等，根據(jù)，由于物體A的軌道半徑小于同步通信衛(wèi)星C的軌道半徑，故物體A的軌道加速度小于同步通信衛(wèi)星C的加速度，即；根據(jù)加速度公式，由于近地衛(wèi)星B的軌道半徑小于同步通信衛(wèi)星C的軌道半徑，故近地衛(wèi)星的加速度小于同步通信衛(wèi)星的加速度，即，故 ，故A錯誤；B、由，解得： ，衛(wèi)星的半徑r越大，速度v越小，所以B的速度最大，在相同時間內(nèi)轉(zhuǎn)過的弧長最長，故B錯誤；C、C是地球同步衛(wèi)星，周期是，則C在 內(nèi)轉(zhuǎn)過的圓心角是，故C正確；D、若衛(wèi)星B要靠近C所在軌道，需要先加速，做離心運動，故D正確。點睛：本題抓住同步衛(wèi)星為參考量，同步衛(wèi)星與地球自轉(zhuǎn)同步，可以比較AC的參量關(guān)系，再根據(jù)萬有引力提供圓周運動向心力比較BC參量關(guān)系，掌握相關(guān)規(guī)律是解決問題的關(guān)鍵。19CD【解析】雙星靠他們之間的萬有引力提供向心力，A星球的軌道半徑為R，B星球的軌道半徑為r，根據(jù)萬有引力提供向心力有： ，又因為： ，解得： ， ，故AB錯誤；將代入，聯(lián)立，可解得： ，故C正確；若近似認(rèn)為B星球繞A星球中心做圓周運動，則根據(jù)萬有引力提供向心力有: ，解得： ，故D正確。所以CD正確，AB錯誤。20CD【解析】試題分析：根據(jù)萬有引力提供向心力，結(jié)合天王星的軌道半徑和周期求出太陽的質(zhì)量根據(jù)軌道半徑的大小比較周期的大小以及向心加速度之比地球與天王星相距最近，兩者轉(zhuǎn)過的角度相差，根據(jù)周期的大小求出經(jīng)歷的時間根據(jù)GMmR22=m42T22R2得，太陽的質(zhì)量M=42R23GT22，故A錯誤；根據(jù)GMmr2=m42T2r，解得T=2r3GM，因為天王星的軌道半徑較大，則周期較大，大于1年，故B錯誤；當(dāng)?shù)厍蚝吞焱跣沁\行到太陽兩側(cè)，三者排成一條直線，到地球與天王星相距最近，兩者轉(zhuǎn)過的角度相差，所以2T2t2T1t=，解得t=T1T22(T1T2)，故C正確；根據(jù)GMmr2=mv2r=ma，解得a=GMr2，天王星和地球的向心加速度之比為R22R12，故D正確21ACD【解析】設(shè)衛(wèi)星的質(zhì)量為m、軌道半徑為r、地球的質(zhì)量為M，根據(jù)萬有引力提供向心力，得： 可得： 可知，衛(wèi)星的軌道半徑越