模型22 天體的追及相遇問題(解析版)-2025版高考物理熱點模型精-品講義_第1頁
模型22 天體的追及相遇問題(解析版)-2025版高考物理熱點模型精-品講義_第2頁
模型22 天體的追及相遇問題(解析版)-2025版高考物理熱點模型精-品講義_第3頁
模型22 天體的追及相遇問題(解析版)-2025版高考物理熱點模型精-品講義_第4頁
模型22 天體的追及相遇問題(解析版)-2025版高考物理熱點模型精-品講義_第5頁
已閱讀5頁,還剩9頁未讀 繼續免費閱讀

下載本文檔

版權說明:本文檔由用戶提供并上傳,收益歸屬內容提供方,若內容存在侵權,請進行舉報或認領

文檔簡介

模型22天體的追及相遇問題01模型概述01模型概述1.相距最近與最遠情況兩同心轉動的衛星(rA<rB)轉動時,位于同一直徑上且在圓心的同側時,相距最近。位于同一直徑上且在圓心的兩側時,相距最遠。2.由相距最近到相距最近兩同心轉動的衛星(rA<rB)同向轉動角度關系:角速度關系:周期關系:兩同心轉動的衛星(rA<rB)反向轉動角度關系:角速度關系:周期關系:2.由相距最近到相距最遠兩同心轉動的衛星(rA<rB)同向轉動角度關系:角速度關系:周期關系:兩同心轉動的衛星(rA<rB)反向轉動角度關系:角速度關系:周期關系:02典題攻破02典題攻破1.天體追及【典型題1】(23-24高一下·甘肅白銀·期末)(多選)火星和地球繞太陽運動的軌道近似在同一個平面內,且二者繞行方向相同。如圖所示,某時刻二者與太陽剛好在一條直線上且相距最近,這個現象叫“火星沖日”。已知火星繞太陽公轉的軌道半徑為地球公轉軌道半徑的1.5倍,忽略地球和火星的自轉,約為,約為0.54,下列說法正確的是()A.火星繞太陽公轉的周期約為0.54年B.火星、地球分別與太陽的連線在相等時間內掃過的面積相等C.相鄰兩次“火星沖日”的時間間隔約為2.2年D.地球和火星出現相對速度最大的最短時間間隔約為1.1年【答案】CD【詳解】A.火星和地球繞太陽運動的周期之比解得火星繞太陽公轉的周期年故A錯誤;B.火星與太陽的連線在相等時間內掃過的面積相等,地球與太陽的連線在相等時間內掃過的面積相等,但兩者不相等,故B錯誤;C.設相鄰兩次“火星沖日”的時間間隔為t,則解得年故C正確;D.火星和地球相對速度最大時,兩者和太陽在同一條直線上且分居太陽兩則,則解得年故D正確。故選CD。03針對訓練03針對訓練1.(23-24高一下·山西長治·期末)如圖所示,土衛一(M)和土衛二(E)是土星(S)的兩個衛星,土衛二繞土星的公轉半徑約為土衛一公轉半徑的2倍,某一時刻兩衛星呈如圖所示位置,且公轉方向均為逆時針方向。則在土衛一公轉一周的時間內,關于兩衛星的位置關系,下列圖像大致正確的是()A. B.C. D.【答案】D【詳解】由開普勒第三定律可知其中解得在土衛一公轉一周的時間內,土衛二公轉了圈故選D。2.(23-24高一下·江蘇南京·階段練習)“日心說”以太陽為參考系,金星和地球運動的軌跡可以視為共面的同心圓;“地心說”以地球為參考系,金星的運動軌跡(實線)和太陽的運動軌跡(虛線)如圖所示。觀測得每隔1.6年金星離地球最近一次,則()A.金星繞太陽轉動的線速度小于地球繞太陽的線速度B.在16年內太陽、地球、金星有20次在一條直線上C.地球和金星繞太陽公轉的周期之比為8:13D.地球和金星繞太陽公轉的半徑之比為【答案】B【詳解】A.根據題意由圖可知,金星繞太陽的軌道半徑比地球較小,根據可得金星繞太陽轉動的線速度大于地球繞太陽的線速度,選項A錯誤;B.由于每隔1.6年金星離地球最近一次,即每隔1.6年金星比地球多轉1圈,則每隔16年金星比地球多轉10圈,即每隔0.8年太陽、地球、金星在一條直線上,則在16年內太陽、地球、金星有20次在一條直線上,故B正確;CD.設金星的公轉周期為T1,地球的公轉周期為T2,則有又有t=1.6年,T2=1年,解得T2:T1=13:8選項C錯誤;D.行星圍繞太陽做勻速圓周運動,根據開普勒第三定律即故D錯誤。故選B。3.(23-24高一下·福建福州·期末)2022年12月8日,地球恰好運行到火星和太陽之間,且三者幾乎排成一條直線,此現象被稱為“火星沖日”?;鹦呛偷厍驇缀踉谕黄矫鎯妊赝环较蚶@太陽做圓周運動,火星與地球的公轉軌道半徑之比約為3∶2,如圖所示。(已知)根據以上信息可以得出()A.火星與地球繞太陽運動的周期之比約為27∶8 B.當火星與地球相距最遠時,兩者的相對速度最小C.過1.80年再次出現“火星沖日” D.過2.25年再次出現“火星沖日”【答案】D【詳解】A.根據開普勒第三定律,火星與地球的公轉軌道半徑之比約為3:2,火星與地球繞太陽運動的周期之比約為故A錯誤;B.火星和地球繞太陽勻速圓周運動,速度大小均不變,當火星與地球相距最遠時,由于兩者的速度方向相反,故此時兩者相對速度最大,故B錯誤;CD.根據火星與地球繞太陽運動的周期之比約為,已知地球的公轉周期為則火星的公轉周期為設經過時間t出現下一次“火星沖日”,則有解得故C錯誤,D正確。故選D。4.(23-24高一下·湖北·期末)太陽系各行星幾乎在同一平面內沿同一方向繞太陽做圓周運動。當地球恰好運行到某地外行星和太陽之間,且三者幾乎排成一條直線的現象,天文學稱為“行星沖日”;當某行星恰好運行到地球和太陽之間,且三者幾乎排成一條直線的現象,天文學稱為“行星凌日”。已知地球及各行星繞太陽運動的軌道半徑如下表所示。行星水星金星地球火星木星土星天王星海王星軌道半徑R/AU0.390.721.01.55.29.51930根據題中信息,下列說法正確的是()A.會發生金星沖日現象B.火星公轉的運行速率大于地球的運行速率C.地外行星中,海王星相鄰兩次沖日的時間間隔最長D.木星相鄰兩次沖日的時間間隔約為1.1年【答案】D【詳解】A.行星處在太陽與地球之間,三者排列成一條直線時會發生凌日現象,由此可知:只有位于地球和太陽之間的行星水星和金星才能發生凌日現象;地球在繞日運行過程中處在太陽與行星之間,三者排列成一條直線時會發生沖日現象,所只有位于地球公轉軌道之外的行星才會發生沖日現象,所以金星會發生凌日現象,木星會發生沖日現象,A錯誤;B.對各行星,由萬有引力提供向心力有解得則火星的運行速率小于地球的運行速率,B錯誤;C.由開普勒第三定律,其軌道半徑的三次方與周期的平方的比值都相等,可知地球的公轉周期最小,海王星的公轉周期最大。設地球外另一行星的周期為,則兩次沖日時間間隔為,則解得則越大,越小,故地外行星中,海王星相鄰兩次沖日的時間間隔最短,C錯誤;D.對木星因其中年代入可得年D正確。故選D。5.(23-24高一下·江西九江·期末)“行星連珠”是指太陽系的多顆行星位于地球與太陽連線上且在太陽的同一側,最壯觀的“九星連珠”極其罕見,但“兩星連珠”較為常見,設某行星的軌道半徑為地球軌道半徑的倍,該行星每過多少年與地球與發生一次兩星連珠?()A. B. C. D.【答案】A【詳解】地球周期年,設地球軌道半徑為,行星軌道半徑為,由開普勒第三定律解得行星周期年設每隔年會發生一次連珠現象,則有可得年故選A。6.(22-23高三上·山東濱州·階段練習)2022年6月23日10時22分,我國在西昌衛星發射中心使用長征二號丁運載火箭,采取一箭三星方式,成功將遙感三十五號02組衛星發射升空,衛星順利進入預定軌道,發射任務獲得圓滿成功。該衛星主要用于科學試驗、國土資源普查、農產品估產及防災減災等領域。假設三顆星某時刻的位置關系如圖所示,其中甲、丙星和地球在同一直線上,甲星和乙星在同一軌道上,三星轉動方向相同,丙星的軌道半徑是甲星的4倍,甲星的運動周期為T,則()A.乙星在該軌道上加速可能追上甲星B.乙星在該軌道上加速不可能追上丙星C.丙星的周期是甲或乙周期的4倍D.至少經過時間,甲、丙星和地球再次在同一直線上【答案】D【詳解】AB.根據,,乙星在該軌道上加速將變軌到高軌道,不可能追上甲星,可能追上丙星,故AB錯誤;C.根據開普勒第三定律,解得故C錯誤;D.根據,解得至少經過時間,甲、丙星和地球再次在同一直線上,故D正確。故選D。7.(2024高二·全國·專題練習)(多選)P、Q兩衛星圍繞地球在相同的軌道平面內運動,地球的半徑為R,P、Q兩衛星的軌道高度分別為R和3R,某時刻兩顆衛星距離最近,下列說法正確的是()A.P、Q兩衛星的線速度之比為B.P、Q兩衛星的周期之比為C.P衛星可能再運動圈兩衛星距離最遠D.Q衛星可能再運動圈兩衛星距離最遠【答案】ACD【詳解】A.由題兩衛星的軌道分別為2R和4R,根據可得衛星的線速度為可知線速度之比為故A正確;B.由開普勒行星運動規律有所以故B錯誤;CD.設經過t時間二者相距最遠,若兩衛星同向運轉,此時P比Q多轉角度,則這段時間P經過的周期數為當n=0時Q經過的周期數為當n=2時故CD正確。故選ACD。8.(23-24高一下·天津河東·期末)(多選)2023年10月26日17時46分,我國發射的神舟十七號載人飛船與已在軌的空間站組合體完成自主快速交會對接,它們在地球上空的對接過程如圖所示,則下列說法中正確的是()A.神舟十七號的發射速度應大于第一宇宙速度B.神舟十七號從軌道Ⅰ進入軌道Ⅱ后周期變長C.“M衛星”若要與空間站對接,可以在軌道Ⅲ上點火加速追上空間站D.神舟十七號在軌道Ⅲ上經過c點的加速度大于其在軌道Ⅱ上經過c點的加速度【答案】AB【詳解】A.第一宇宙速度是飛船的最小發射速度,小于第一宇宙速度飛船將落回地面,所以神舟十七號的發射速度應大于第一宇宙速度,A正確;B.根據開普勒第三定律,半長軸越大,周期越大,所以神舟十七號從軌道Ⅰ進入軌道Ⅱ后周期變長,B正確;C.“M衛星”若要與空間站對接,可以在低于軌道Ⅲ的軌道上點火加速做離心運動追上空間站,C錯誤;D.由萬有引力提供向心力解得到地心的距離相同,神舟十七號在軌道Ⅲ上經過c點的加速度等于其在軌道Ⅱ上經過c點的加速度,D錯誤。故選AB。9.(23-24高一下·安徽滁州·期末)(多選)太陽系各行星幾乎在同一平面內沿同一方向繞太陽做圓周運動。當地球恰好運行到某地外行星和太陽之間,且三者幾乎排成一條直線的現象,稱為“行星沖日”,2023年11月3日觀測到木星沖日現象。已知地球及各地外行星繞太陽運動的軌道半徑如下表:行星名稱地球火星木星土星天王星海王星軌道半徑R/AU1.01.55.29.51930則由上述信息可知()A.木星的公轉周期比火星的公轉周期大B.海王星沖日時間間隔最長C.行星沖日時間間隔可能小于一年D.2024年木星沖日大約在12月7日【答案】AD【詳解】A.根據開普勒第三定律有由于可知,木星的公轉周期比火星的公轉周期大,故A正確;BC.根據開普勒第三定律有解得設相鄰兩次“沖日”時間間隔為t,則有解得可知,行星沖日時間間隔均大于一年,由于海王星的半徑最大,則海王星的沖日時間間隔最短,故BC錯誤;D.2023年11月3日觀測到木星沖日現象,由表格中的數據可得所以2024年木星沖日大約在12月7日,故D正確。故選AD。10.(23-24高一下·重慶·期中)如圖所示,兩顆衛星繞某行星在同一平面內做勻速圓周運動,已知衛星一運行的周期為,行星的半徑為R,衛星一和衛星二到行星中心的距離分別為,,引力常量為G。某時刻兩衛星與行星中心連線之間的夾角為。求:(題干中、R、G已知)(1)行星的質量M;(2)行星的第一宇宙速度;(3)從圖示時刻開始,經過多長時間兩衛星第一次相距最遠?【答案】(1);(2);(3)【詳解】(1)衛星一運行的周期為,由萬有引力提供向心力,則有解得(2)行星的第一宇宙速度等于在行星表面做圓周運動的衛星的環繞速度,則有結合上述解得(3)根據開普勒第三定律有解得從圖示時刻開始,經過時間兩衛星第一次相距最遠,則有解得11.(21-22高一下·江蘇蘇州·階段練習)如圖所示,A是地球的一顆同步衛星,O為地球中心,地球半徑為R,地球自轉周期為T0。另一衛星B的圓形軌道也位于赤道平面內,且距地面的高度h=R,地球表面的重力加速度大小為g。(1)求衛星B所在處的重力加速度;(2)求衛星B的運行周期T1;(3)若衛星B運行方向與地球自轉方向相同,某時刻A、B兩衛星相距最近,求從A、B兩衛星相距最近時刻到緊鄰的相距最遠時刻的時間間隔。(用T0和T1表示)【答案】(1);(2);(3)【詳解】(1)地球表面衛星B處又,解得(2)衛星B向心力公式解得(3)從相距最近到相距最遠即解得12.(23-24高一下·安徽亳州·期末)如圖所示,A、B是地球的兩顆衛星,其中衛星A是地球靜止軌道同步衛星,A、B兩顆

溫馨提示

  • 1. 本站所有資源如無特殊說明,都需要本地電腦安裝OFFICE2007和PDF閱讀器。圖紙軟件為CAD,CAXA,PROE,UG,SolidWorks等.壓縮文件請下載最新的WinRAR軟件解壓。
  • 2. 本站的文檔不包含任何第三方提供的附件圖紙等,如果需要附件,請聯系上傳者。文件的所有權益歸上傳用戶所有。
  • 3. 本站RAR壓縮包中若帶圖紙,網頁內容里面會有圖紙預覽,若沒有圖紙預覽就沒有圖紙。
  • 4. 未經權益所有人同意不得將文件中的內容挪作商業或盈利用途。
  • 5. 人人文庫網僅提供信息存儲空間,僅對用戶上傳內容的表現方式做保護處理,對用戶上傳分享的文檔內容本身不做任何修改或編輯,并不能對任何下載內容負責。
  • 6. 下載文件中如有侵權或不適當內容,請與我們聯系,我們立即糾正。
  • 7. 本站不保證下載資源的準確性、安全性和完整性, 同時也不承擔用戶因使用這些下載資源對自己和他人造成任何形式的傷害或損失。

評論

0/150

提交評論