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2017高考选择专题训练(天体运动)


2013 年高考物理专题训练---选择题 1(天体运动)
一、知识链接:
(一) 、开普勒行星运动三大定律: 1.轨道定律: ;2.周期定律: ;3.面积定律: 。 (二) 、万有引力定律: 1.表达式: 2.适用条件:两质点间、两匀质球体、质点与匀质球体间的引力。 3.解决天体运动的两大思路: ⑴在行星表面上,重力近似等于万有引力。 ⑵匀速圆周运动时,万有引

力提供向心力。 4.三大宇宙速度: ⑴第一宇宙速度(7.9km/s) :又称最小发射速度,最大环绕速度。计算公式: ⑵第二宇宙速度(11.2km/s):又称脱离速度。⑶第三宇宙速度(16.7km/s):又称逃逸速度。 5.地球同步卫星: (若为地球不同轨道的卫星的特点: “越高越慢” ) ⑴周期一定:T=24 小时 ⑵轨道一定:在赤道上空 ⑶高度一定 ⑷运行速度一定 6.体积公式和双星运动: ⑴体积公式: ⑵双星运动:向心力 F、周期 T 和角速度相等。

二、专题训练:
1.自 1957 年世界上发射第一颗人造卫星以来,人类的活动范围逐步扩展,现在已经能成功 地把探测器送到火星上。 我国已实现了载人航天飞行, 成功发射了探月卫星并着手实施登月 计划。下列有关卫星的说法正确的是 A.若卫星的轨道越高,其运行速度越小,周期也越小 B.地球同步卫星距地面的高度是一定值,可以定点在北京上空运行 C.在做匀速圆周运动的载人空间站中,宇航员不能用弹簧测力计测量物体的重力 D.在做匀速圆周运动的载人空间站中,宇航员受到力的作用,其所受合外力为零 2.科学家在望远镜中看到太阳系外某一恒星有一行星,并测得它围绕该恒星运行一周所用 的时间为 1200 年,它与该恒星的距离为地球到太阳距离的 100 倍。 假定该行星绕恒星运 行的轨道和地球绕太阳运行的轨道都是圆周, 仅利用以上两个数据可以求出的量有 ( ) A.恒星质量与太阳质量之比 B.恒星密度与太阳密度之比 C.行星质量与地球质量之比 D.行星运行速度与地球自转速度之比 3.已知神舟九号飞船在离地球表面 h 高处的轨道上做周期为 T 的匀速圆周运动,地球的半 径 R ,万有引力常量为 G 。在该轨道上,神舟九号航天飞船 ( ) A.运行的线速度大小为

2?R T

B.运行的线速度大于第一宇宙速度

4? 2 ( R ? h) C.运行时的向心加速度大小 T
D.地球表面的重力加速度大小为

4? 2 ( R ? h) 3 T 2R2
1

4.为纪念伽利略将望远镜用于天文观测 400 周年,2009 年被定为以“探索我的宇宙”为主 题的国际天文年, 我国发射的 “嫦娥一号” 卫星绕月球经过一年多的运行, 完成了规定任务, 于 2009 年 3 月 1 日 16 时 13 分成功撞月.如图所示为“嫦娥一号”卫星撞月的模拟图,卫星 在控制点①开始进入撞月轨道,假设卫星绕月球做圆周运动的轨道半径为 R,周期为 T,引 力常量为 G.根据题中信息,以下说法正确的是 A.可以求出月球的质量 B.可以求出月球对“嫦娥一号”卫星的引力 C. “嫦娥一号”卫星在控制点①处应加速 D. “嫦娥一号”在地面的发射速度大于 11.2km/s 5.2012 年 6 月 18 日,搭载着 3 位航天员的神舟九号飞船与在轨运行的天宫一号顺利“牵 手”.对接前天宫一号进入高度约为 343km的圆形对接轨道,等待与神舟九号飞船交 会对接. 对接成功后, 组合体以 7.8km/s 的速度绕地球飞行. 航天员圆满完成各项任务后, 神舟九号飞船返回地面着陆场,天宫一号变轨至高度为 370km 的圆形自主飞行轨道长 期运行.则 A.3 位航天员从神舟九号飞船进入天宫一号过程中处于超重状态 B.天宫一号在对接轨道上的周期小于在自主飞行轨道上的周期 C.神舟九号飞船与天宫一号分离后,要返回地面,必须点火加速 D.天宫一号在对接轨道上的机械能和在自主飞行轨道上的机械能相等 6.2012 年 6 月 18 日,“神舟九号 ” 飞船与 “ 天宫一号 ” 目标飞行器成功实现自动交会对 接。设地球半径为 R,地面重力加速度为 g 。对接成功后“神州九号”和“天宫一号”一起绕地 球运行的轨道可视为圆轨道,轨道离地面高度约为 R/19,运行周期为 T,则 A.对接成功后,“神舟九号”飞船里的宇航员受到的重力为零

19 g 20 40?R C.对接成功后,“神舟九号”飞船的线速度为 19T
B.对接成功后,“神舟九号”飞船的加速度为

( D.地球质量为

20 2 4? 2 3 ) R 19 GT 2

7. 质量为 m 的探月航天器在接近月球表面的轨道上做匀速圆周运动. 已知月球质量为 M, 月球半径为 R,引力常量为 G,不考虑月球自转的影响,则 A. 航天器的线速度 v ?
GM R

B. 航天器的角速度 ? ? GMR

GM Gm D. 月球表面重力加速度 g ? 2 R R3 8.在地球表面上,除了两极以外,任何物体都要随地球的自转而做匀速圆周运动,当同一 物体先后位于 a 和 b 两地时,下列表述正确的是 a A.该物体在 a、b 两地所受合力都指向地心 b B.该物体在 a、b 两地时角速度 a 地较大 a C.该物体在 b 时线速度较大 D.该物体在 b 时的向心加速度较小 9.2012 年 10 月 25 日,我国成功发射第 16 颗北斗导航卫星,第 16 颗卫星与先期发射的 15 颗北斗导航卫星组网运行,该系统包含多颗地球同步卫星,这有助于减少我国对美国 GPS 导航系统的依赖。GPS 是由运行周期为 12 小时的卫星群组成,则北斗导航系统的同步卫星 与 GPS 导航卫星比较
C. 航天器的向心加速度 a ?
2

A. 同步、卫星的线速度比 GPS 卫星的线速度大 B. 同步卫星的角速度比 GPS 卫星的角速度小 C. 同步卫星的向心加速度比 GPS 卫星的向心加速度大 D. 同步卫星受地球的引力比 GPS 卫星受地球的引力小 10.宇航员在地球表面以一定初速度竖起上抛一小球,经过时间 t 小球落回原处;若他在 某星球表面以相同的初速度竖直上抛同一小球,需经过时间 5t 小球落回原处. 已知该星 球的半径与地球半径之比为 R星 : R地 ? 1: 4 ,地球表面重力加速度为 g, 设该星球表面附近的 重力加速度为 g ? ,地球的质量为 M 地,该星球的质量为 M 星. 空气阻力不计。 则 A. g ? : g ? 5 :1 B. g ? : g ? 1: 5 C. M 星 : M 地 ? 1: 20 D. M 星:M 地=20:1

11.“嫦娥二号”卫星发射后通过自带的小型火箭多次变轨,进入地月转移轨道,于 2010 年 10 月 11 日上午 11 时 32 分,在北京航天飞行控制中心的精确控制下,嫦娥二号卫星成功实 施第三次近月制动, 顺利进入轨道高度为 100 公里的圆形环月工作轨道。 已知“嫦娥二号” 绕月运动的周期约为 118 分钟, 月球绕地球运动的轨道半径与“嫦娥二号”绕月球运动的轨 道半径之比约为 220。利用上述数据以及日常的天文知识,可估算出地球对“嫦娥二号”绕 月运动时的万有引力与此时月球对它的万有引力的比值约为 ( ) .2 .0.2 .2×10 2 .2×10 3 12. 2011 年 3 月 24 日美国《大众科学》网站披露,“星尘”慧星探测器自 1999 年发射以来, 火箭引擎已经启动 200 多万次,在当晚最后一次点火启动完成后,已耗尽燃料的“星尘”飞船 失去高度控制,合上太阳板,默默滑向远方。此探测器上个月靠近坦普尔 1 号慧星,从离它 很近的旁边掠过并发回了一些漂亮的照片。 若已知探测器的质量为 m, 测量出掠过处的重力 加速度为 g(可认为是慧星表面的重力加速度) ,已知万有引力常量 G,根据以上信息及日 常天文学知识,则可计算出( )
- -

.慧星对探测器的引力大小 .慧星的半径 .慧星的质量 .慧星的密度 13.2011 年 3 月 25 日英国《每日邮报》载文披露,N S (美国航天局)计划在 2025 年 载人登小行星,届时,宇航员将在为期六个月的任务中登陆一幢楼那么大的岩石小行星(小 行星的半径为 10 米) , 从那里取回样品将帮助我们了解太阳系的起源, 若此小行星和地球都 看作均匀球体,且小行星的密度为地球密度的 1000 倍,地球半径为 6400km,地球表面的重 力加速度为 g,则这个小行星表面的重力加速度为( ) . 1 g 640 . 1 g 6400 . 640g .64g

14.德新社华盛顿 2011 年 3 月 23 日电,天文学家们今日宣布,他们发现了据认为可能是迄 今为止被确认的最寒冷恒星,这颗褐矮星的温度仅有 100℃,为了估算这颗褐矮星的质量, 需要发射一艘宇宙飞船, 则需要知道该宇宙飞船绕褐矮星做匀速圆周运动的哪些条件, 才能 估算出这颗最寒冷恒星的质量。 ( ) .质量和运转周期 .轨道半径和质量 题 号 答 案 .运动周期和轨道半径 .环绕速度和质量

1 C

2 A

3 D

4 A

5 B

6 C

7 A
3

8 C

9 B

10 B

11 D

12 A

13 A

14 B

近四年高考和省质检题:
(2009 年高考)14. “嫦娥一号”月球探测器在环绕月球运行过程中,设探测器运行的轨道 半径为 r,运行速率为 v,当探测器在飞越月球上一些环形山中的质量密集区上空时 A.r、v 都将略为减小 B.r、v 都将保持不变 C.r 将略为减小,v 将略为增大 D. r 将略为增大,v 将略为减小 (2010 年高考)14.火星探测项目是我国继神舟载人航天工程、嫦娥探月工程之后又一个重 大太空探索项目。 假设火星探测器在火星表面附近圆轨道运行的周期为 T1 , 神舟飞船在地 球表面附近的圆形轨道运行周期为 T2 ,火星质量与地球质量之比为 p ,火星半径与地球 半径之比为 q ,则 T1 与 T2 之比为 A.

pq 3

B.

1 pq3

C.

p q3

D.

q3 p

(2011 年高考)13.“嫦娥二号”是我国月球探测第二期工程的先导星。若测得“嫦娥二号” 在月球(可视为密度均匀的球体)表面附近圆形轨道运行的周期 T,已知引力常数 G,半径 为 R 的球体体积公式 V ?

3 ? R 3 ,则可估算月球的 4

A.密度 B.质量 C.半径 D.自转周期 (2012 年省质检)17. 设某人造卫星绕地球做匀速圆周运动,轨道半径为 r0。已知地球的 质量为 M,万有引力常激为 G, 该人造卫星与地心的连线在单位时间内所扫过的面积是

(2012 年高考)16.一卫星绕某一行星表面附近做匀速圆周运动,其线速度大小为

v

0

假设

宇航员在该行星表面上用弹簧测力计测量一质量为 m 的物体重力,物体静止时,弹簧测力 计的示数为

N

0

,已知引力常量为 G,则这颗行星的质量为

A.

mv2
GN

B.

mv4
GN 4 Nv D. Gm

2 Nv C. Gm

(2013 年省质检)18.某飞船在距地面 4200 km 高处的赤道平面内做匀遽圆周运动,以图示 位置为计时起点, 每当飞船与同步卫星相距最近时向其传送信号一次, 24 h 内同步卫星 接 N 收到信号的次数为 0 已知地球半径约为 6400 km,同步卫星距地 面的高度约为 36000 km, 飞船与同步卫星转动方向相同。则 N 的取值正确的是 A. 6 次 B. 7 次 C. 8 次 D. 9 次 13.(2013 年高考)设太阳质量为 M,某行星绕太阳公转周期为 T,轨 道可视为 r 的圆。已知万有引力常量为 G,则描述该行星运动的上述
4

物理量满足 A. GM ?

4? 2 r 3 T2

B. GM ?

4? 2 r 2 T2

C. GM ?

4? 2 r 2 T3

D. GM ?

4? r 3 T2

5


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