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海淀区高一物理试卷—天体运动

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第1页，总5

页一、单选题

1．我国自行研制发射的“风云一号”“风云二号”气象卫星的运行轨道是不同的。“风云一号”

是极地圆形轨道卫星，其轨道平面与赤道平面垂直，周期为T

1=12h；“风云二号”是地球高一物理试卷（4）——天体运动

同

步轨道卫星，其轨道平面就是赤道平面。两颗卫星相比（）

A．“风云一号”离地面较高

B．“风云一号”每个时刻可观察到的地球表面范围较大

C．“风云一号”的向心力加速度较小

D．“风云一号”线速度较大

2．2021年5月15日，“天问一号”着陆巡视器成功着陆于火星，我国首次火星探测任务着

陆成功。“天问一号”探测器着陆前曾绕火星飞行，某段时间可认为绕火星做匀速圆周运动，

轨道半径为火星半径的k倍。已知火星质量约为地球质量的10%，半径约为地球半径的50%，

地球表面重力加速度大小为g

。设地球半径为R，则“天问一号”绕火星做圆周运动的速率

约为（）

A．gRB

．

5gR

C

．

5kgR

D

．

5gR

k

3．银河系中有两黑洞A、B，它们以二者连线上的O点为圆心做匀速圆周运动，测得黑洞A、

B到O点的距离分别为r和2r。黑洞A和黑洞B均可看成质量分布均匀的球体，不考虑其

他星体对黑洞的引力，两黑洞的半径均远小于它们之间的距离。下列说法正确的是（）

A．黑洞A、B的质量之比为2∶1

B．黑洞A、B的线速度之比为2∶1

C．黑洞A、B的周期之比为2∶1

D．黑洞A、B的周期之比为1∶2

4．2021年4月29日中国空间站“天和”核心舱发射成功，进人预定轨道。据报道，“天和”

核心舱重达22吨，轨道离地高度为400公里至450公里。下列说法正确的

是（）

A．轨道高度越高，核心舱运动的向心加速度越小

B．轨道高度越高，核心舱运动的周期越小

C．核心舱运动的线速度一定大于7.9km/s

第2页，总5

页D．轨道高度越高，核心舱的发射速度越小

5．如图所示，a为放在赤道上随地球一起自转的物体，b为同步卫星，c为一般卫星，d为

极地卫星。设b、c、d三卫星距地心的距离均为r，做匀速圆周运动。则下列说法正确的是

（）

A．

bcda

B．

bcdavvvv

C．a、b、c、d向心力大小相等D．b、c、d向心加速度相同

6．如图所示，A是静止在赤道上的物体，随地球自转而做匀速圆周运动；B、C是同一平

面内两颗人造卫星，B位于离地高度等于地球半径的圆形轨道上，C是地球同步卫星。已知

第一宇宙速度为v，物体A和卫星B、C的线速度大小分别为

Av

，

Bv，

Cv

，周期大小分别

为

AT

，

BT

，

CT

，则下列关系正确的是（）

A．

ACvvv

B．

ACBvvvv

C．

AT

CBTT

D．

ABCTTT

7．2020年5月5日，长征五号B搭载新一代载人飞船试验船的首次飞行任务取得成功。长

征五号B是目前我国近地轨道运载能力最大的火箭。载人飞船在近地圆轨道运

行时，其（）

A．角速度大于地球自转角速度

B．线速度小于同步卫星线速度

C．周期大于地球自转周期

D．向心加速度小于同步卫星向心加速度

8．火星的质量和半径分别约为地球的1

10和1

2，地球的第一宇宙速度为v，则火星的第一宇

宙速度约为（）

A．5

5vB．5vC．2vD．2

2v

二、多选题

9．大约每隔26个月，地球与火星的距离会达到最近，即发生一次“火星冲日”现象，在此期

间可以用较小的成本将探测器送往火星。火星探测器“天问一号”就是巧妙地利用“火星冲日”

现象成功发射的。如图所示的虚线为火星探测器飞往火星的轨道示意图，若地球、火星的公

转轨道半径分别为R

1、R

2，公转周期分别为T

1、T

2，引力常量为G，下列说法正确的是

第3页，总5

页（）

A．探测器在飞往火星的过程中，不需要持续的动力，但需要多次调整其飞行姿态

B．火星的质量为22

2

2

24R

GT

C．21

21TT

TT的数值大约为26个月

D．如果错过了2020年7月的最佳发射时机，下次最佳发射时机最早也需等到2022年5月

10．2021年2月10日，我国首次火星探测任务“天问一号”火星探测卫星顺利实施近火制动，

完成火星捕获，正式踏入环绕火星轨道。假设火星可视为半径为R的均匀球体，探测卫星

沿椭圆轨道绕火星运动，如图所示。椭圆轨道的“近火点”P离火星表面的距离为2R，“远火

点”Q离火星表面的距离为4R，万有引力常量为G。下列说法正确的是（）

A．若已知探测卫星在椭圆轨道运行的周期为T，可以计算得出火星的质量

B．若已知探测卫星在椭圆轨道运行的周期为T，可以计算得出火星的第一宇

宙速度

C．探测卫星在“近火点”P和“远火点”Q

的速率之比为2:1

D．探测卫星在“近火点”P和“远火点”Q

的加速度大小之比为25:9

11．在某行星和地球上相对于各自的水平地面附近相同的高度处以相同的速率平抛一物体，

它们在水平方向运动的距离之比为2

∶8

，已知该行星质量约为地球的8倍，地球的半径

为R，地球表面的重力加速度为g。由此可知（）

A．该行星表面的重力加速度为2g

B．该行星表面的重力加速度为2g

C．该行星的半径约为2R

D．该行星的半径约为2R

12．为了探索未知星体的奥秘，科学家们发射飞行器携带探测工具进行探测。如图所示，飞

行器P绕某星球做匀速圆周运动，已知该星球的半径为R，星球相对飞行器的张角为θ，飞

行器的运动周期为T，下列说法正确的是（）

A．飞行器P的轨道半径为

sinR

B．飞行器P的线速度为2R

T

第4页，总5页C．飞行器P的向心加速度为2

24

sin

2R

T

D

．此星球的平均密度为

233

sin

2GT

三、解答题

13．若宇航员登上月球后，在月球表面做了一个实验：将一片羽毛和一个铁锤从同一高度由

静止同时释放，二者几乎同时落地。若羽毛和铁锤是从高度为h处下落，经时间t落到月球

表面。已知引力常量为G，月球的半径为R。求：（不考虑月球自转的影响）

(1)月球表面的自由落体加速度大小g

月；

(2)月球的质量M；

14．某天体约是地球质量的16倍，半径越是地球半径的2倍，已知地球表面的重力加速度

为10m/s2.。求：

（1）该天体表面的重力加速度为多大；

（2）如果在该天体表面40m高的位置，以20m/s的速度水平抛出一物体，求物体落到地面

上时水平运动的距离。

15．我国自主研发的天问一号火星探测器于2021年5月15日顺利降落到火星表面。按照设

计思路，天问一号在火星表面着陆前的最后两个运动阶段分别为动力减速阶段和着陆缓冲阶

段。在动力减速阶段，探测器发动机打开，经80s速度由84m/s减至4m/s。将天问一号在动

力减速阶段的运动看做竖直方向的匀变速直线运动，已知天问一号的质量约为5.0×103kg，

火星半径约为地球半径的二分之一，火星质量约为地球质量的十分之一，地球表面的重力加

4第5页，总5页速度g=10m/s2。求：

（1）火星表面的重力加速度g

火的大小；

（2）动力减速阶段发动机提供的力为多大。

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高一物理天体运动测试题

高一物理天体运动测试题

第1页 共6页 高一物理天体运动测试题

一．选择题

1． 人造卫星在运行中因受高空稀薄空气的阻力作用，绕地球运转的轨道半径会慢慢减小，在半径缓慢变化过程中，卫星的运动还可近似当作匀速圆周运动。当它在较大的轨道半径r1上时运行线速度为v1，周期为T1，后来在较小的轨道半径r2上时运行线速度为v2，周期为T2，则它们的关系是 （ ）

A．v1﹤v2，T1﹤T2 B．v1﹥v2，T1﹥T2 C．v1﹤v2，T1﹥T2 D．v1﹥v2，T1﹤T2

2. 两个质量均为M的星体，其连线的垂直平分线为AB。O为两星体连线的中点，如图，一个质量为M的物体从O沿OA方向运动，则它受到的万有引力大小变化情况是（ ）

A.一直增大 B.一直减小 C.先减小，后增大 D.先增大，后减小

3. 土星外层上有一个土星环,为了判断它是土星的一部分还是土星的卫星群,可以测量环中各层的线速度v与该层到土星中心的距离R之间的关系来判断

① 若vR,则该层是土星的一部分 ②2vR,则该层是土星的卫星群.

② ③若1vR,则该层是土星的一部分 ④若21vR,则该层是土星的卫星群.以上说法正确的是

A. ①② B. ①④ C. ②③ D. ②④

4. 假如地球自转速度增大,关于物体重力的下列说法中不正确的是 ( )

A放在赤道地面上的物体的万有引力不变 B.放在两极地面上的物体的重力不变

C赤道上的物体重力减小 D放在两极地面上的物体的重力增大

5．在太阳黑子的活动期，地球大气受太阳风的影响而扩张，这样使一些在大气层外绕地球飞行的太空垃圾被大气包围，而开始下落。大部分垃圾在落地前烧成灰烬，但体积较大的则会落到地面上给我们造成威胁和危害．那么太空垃圾下落的原因是

高一物理必修二天体运动公式应用教案及练习有答案)

高一物理必修二天体运动公式应用教案及练习有答案)

天体运动公式应用

【知识点整理】

一.开普勒运动定律（轨道、面积、比值）

二.万有引力定律

(1)内容：宇宙间的一切物体都是互相吸引的，两个物体间的引力大小，跟它们的质量的乘积成正比，跟它们的距离

的平方成反比。

(2)公式：F＝G221rmm,其中2211/1067.6kgmNG，（称为为有引力恒量，由卡文特许扭称实验测出）。

(3)适用条件：严格地说公式只适用于质点间的相互作用，当两个物体间的距离远远大于物体本身的大小时，公式也可近似使用，但此时r应为两物体重心间的距离．对于均匀的球体,r是两球心间的距离．

说明:

(1)对万有引力定律公式中各量的意义一定要准确理解，尤其是距离r的取值，一定要搞清它是两质点之间的距离. 质量分布均匀的球体间的相互作用力，用万有引力公式计算，式中的r是两个球体球心间的距离．

(2)不能将公式中r作纯数学处理而违背物理事实，如认为r→0时，引力F→∞，这是错误的，因为当物体间的距离r→0时，物体不可以视为质点，所以公式F＝Gm1m2r2就不能直接应用计算．

(3)物体间的万有引力是一对作用力和反作用力，总是大小相等、方向相反的，遵循牛顿第三定律，因此谈不上质量大的物体对质量小的物体的引力大于质量小的物体对质量大的物体的引力，更谈不上相互作用的一对物体间的引力是一对平衡力．

注意：万有引力定律把地面上的运动与天体运动统一起来，是自然界中最普遍的规律之一，式中引力恒量G的物理意义是：G在数值上等于质量均为1千克的两个质点相距1米时相互作用的万有引力．

【例题分析】

1．下列说法符合史实的是 （ C ）

A．牛顿发现了行星的运动规律 B．开普勒发现了万有引力定律

C．卡文迪许第一次在实验室里测出了万有引力常量 D．牛顿发现了海王星和冥王星

2．关于开普勒行星运动的公式23TR＝k，以下理解正确的是 （ AD ）

A．k是一个与行星无关的常量

(完整版)高一物理天体运动

(完整版)高一物理天体运动

1 题型一 卫星变轨的问题

1 卫星绕天体稳定运行时，万有引力来提供向心力，这时，2rGMv。当速度v突然变化时这时，F和rvm2不再相等，因此不能根据2rGMv来确定v的大小。应根据离心运动和向心运动来确定v的大小。加速度可以根据marGMmF2来确定。

2对接问题

同一轨道上的飞行器，预使后面的追上前面的，需将后面的飞行器减速，使其变轨到更低的轨道上从而获得更大的速度，然后再在适当的位置加速恢复到原来的轨道上。

卫星变轨时一般都是先加速做离心运动，然后再减速做匀速圆周运动。

典型例题

1 将卫星发射至近地圆轨道1（如图所示），然后再次点火，将卫星送入同步轨道3。轨道1、2相切于Q点，2、3相切于P点，则当卫星分别在1、2、3轨道上正常运行时，以下说法正确的是：

A．卫星在轨道3上的速率大于轨道1上的速率。

B．卫星在轨道3上的角速度大于在轨道1上的角速度。

C．卫星在轨道1上经过Q点时的加速度大于它在轨道2上经过Q点时的加速度。

D．卫星在轨道2上经过P点的加速度等于它在轨道3上经过P点时的加速度。

2

课堂练习： P

1 2 3

••Q 2

知识点二双星模型

注意几点

1 万有引力中的R和匀速圆周运动的r是不同的

2 注意双星模型相同的是周期和角速度

模型推导的思维方法

3

典型例题：

1 两个星球组成双星，它们在相互之间的万有引力作用下，绕连线上某点做周期相同的匀速圆周运动。现测得两星中心距离为R，其运动周期为T，求两星的总质量。

练习：

1 ．两个靠近的天体称为双星，它们以两者连线上某点O为圆心做匀速圆周运动，其质量分别为m1、m2，如右图所示，以下说法正确的是 ( ）

A．它们的角速度相同

B．线速度与质量成反比

C．向心力与质量的乘积成正比

D．轨道半径与质量成正比

2

3 在天体运动中，将两颗彼此距离较近的恒星称为双星．它们围绕两球连线上的某一点作圆周运动．由于两星间的引力而使它们在运动中距离保持不变．已知两星质量分别为M1和M2，相距L，求它们的角速度．

高一物理天体运动复习试题

高一物理天体运动复习试题

1 高一物理天体运动复习试题

一、选择题（本题包括15小题，每小题中至少有一个选项正确，全选对的得4分，选对但不全的得2分，有选错的得0分，合计60分）

1.关于功和能，下列说法正确的是（ ）

A.功有正负，因此功是矢量 B.功是能量转化的量度

C.能量的单位是焦耳，功的单位是瓦特

D.物体发生1 m位移过程中，作用在物体上大小为1 N的力对物体做的功一定为1 J

2．下列关于万有引力定律的说法正确的是( )

A．万有引力定律是卡文迪许发现的

B．万有引力定律适用于自然界中的任何两个物体之间

C．万有引力定律公式F＝Gm1m2r2中的G是一个比例常数，是没有单位的

D．万有引力定律公式表明当r等于零时，万有引力为无穷大

3．关于地球的第一宇宙速度，下列说法中正确的是( )

A．它是人造地球卫星环绕地球运转的最小速度 B．它是近地圆形轨道上人造卫星的运行速度

C．它是能使卫星进入近地轨道的最小发射速度 D．它是能使卫星进入近地轨道的最大发射速度

4.以下说法正确的是（ ）

A．经典力学理论普遍适用，大到天体，小到微观粒子的运动均适用

B．经典力学理论具有一定的局限性

C.在经典力学中，物理质量不随运动状态而改变

D.相对论与量子力学否定了经典力学

5.卫星靠近某星球的表面运转过程中，要计算该星球的密度，只需要知道下面哪一个物理量( )

A、卫星的质量 B、卫星运行的线速度

C、卫星运行的周期 D、星球的半径

6.人造地球卫星进入轨道做匀速圆周运动，下面说法中正确的是 ( ) A．卫星内的物体失重，卫星本身没失重 B．卫星内的物体不再受万有引力作用

C．卫星内物体仍受万有引力作用 D．卫星内的物体不受万有引力作用而受向心力作用

7．我国已于2011年年底发射“天宫一号”目标飞行器．“天宫一号”既是交会对接目标飞行器，也是一个空间实验室，将以此为平台开展空间实验室的有关技术验证．假设“天宫一号”绕地球做半径为r1、周期为T1的匀速圆周运动，地球绕太阳做半径为r2、周期为T2的匀速圆周运动，已知万有引力常量为G，则根据题中的条件，可以求得 ( )