天体运动习题及答案(最新整理)

============================================================================富顺一中高一星期天辅导( 7)——物理试卷1、一个卫星绕着某一星球作匀速圆周运动，轨道半径为 R1 ，因在运动过程中与宇宙尘埃和小陨石的摩擦和碰撞，导致该卫星发生跃迁，轨道半径减小为 R2 ，如图所示，则卫星的线速度、角速度，周期的变化情况是 [ ]A. 增大，增大，减小；B. 减小，增大，增大；C. 增大，减小，增大；D. 减小，减小，减小。

2、科学家们推测，太阳系的第十颗行星就在地球的轨道上 .从地球上看，它永远在太阳背面，人类一直未能发现它，可以说是“隐居”着的地球的“孪生兄弟” .由以上信息可以推知( )A.这颗行星的公转周期与地球相等B.这颗行星的自转周期与地球相等C.这颗行星的质量与地球质量相等D.这颗行星的密度与地球密度相等3、 2012 年 10 月 25 日，我国在西昌卫星发射中心成功将一颗北斗导航卫星发射升空并送入预定转移轨道。

这是一颗地球静止轨道卫星，将与先期发射的 15 颗北斗导航卫星组网运行，形成区域服务能力。

关于这颗地球静止轨道卫星的说法正确的是A．它的周期与月球绕地球运动的周期相同 B．它在轨道上运动时可能经过北京的上空C．它运动时的向心加速度大于重力加速度 D．它运动的线速度比地球第一宇宙速度小4、(2013 浙江省嘉兴市质检)某同学设想驾驶一辆由火箭提供动力的陆地太空两用汽车，沿赤道行驶并且汽车相对于地球的速度可以任意增加，不计空气阻力。

当汽车速度增加到某一值时，汽车将离开地球成为绕地球做圆周运动的“航天汽车”，下列相关说法正确的是(已知地球半径 R=6400km, g 取9.8m/s2)A. 汽车在地面上速度增加时对地面的压力增大B. 汽车速度达到 7.9km/s 时将离开地球C. 此“航天汽车”环绕地球做匀速圆周运动的最小周期为 24hD . 此“航天汽车”内可用弹簧测力计测重力的大小5、 ( 2013 陕西省西安市五校联考)如图所示， a、b 、c、d 是在地球大气层外的圆形轨道上运行的四颗人造卫星。

1.天体运动基础巩固1.(多选)下列说法正确的是()A.地心说认为:地球是宇宙的中心,太阳、月亮以及其他星球都绕地球运动B.哥白尼的日心说认为:宇宙的中心是太阳,所有行星都绕太阳做匀速圆周运动C.太阳是静止不动的,地球由西向东自转,使得太阳看起来自东向西运动D.地心说是错误的,日心说是正确的答案：AB解析：由物理学史可知,地心说认为地球是宇宙的中心,日心说认为太阳是宇宙的中心,日心说和地心说都有一定的局限性,可见A、B正确,C、D错误。

2.(多选)关于开普勒第三定律r 3T2=k ,下列说法正确的是()A.k值对所有的天体都相同B.该公式适用于围绕太阳运行的所有行星C.该公式也适用于围绕地球运行的所有卫星D.以上说法都不对答案：BC解析：开普勒第三定律r 3T2=k中的k只与中心天体有关,对于不同的中心天体,k不同,A 错。

此公式虽由行星运动规律总结所得,但它也适用于其他天体的运动,包括卫星绕地球的运动,B、C对,D错。

3.某行星绕太阳运行的椭圆轨道如图所示,F1和F2是椭圆轨道的两个焦点,行星在A点的速率比在B点的大,则太阳位于()A.F2B.AC.F1D.B答案：A解析：根据开普勒第二定律:太阳和行星的连线在相等的时间内扫过相同的面积,因为行星在A点的速率比在B点的速率大,所以太阳和行星的连线必然是行星与F2的连线,故太阳位于F2。

4.已知两颗行星的质量m1=2m2,公转周期T1=2T2,则它们绕太阳运转轨道的半长轴之比为()A.a1a2=12B.a1a2=21C.a1a2=√43 D.a1a2=√43答案：C解析：由a 3T2=k知,a13a23=T12T22,则a1a2=√43,与行星质量无关。

5.太阳系有八大行星,八大行星离地球的远近不同,绕太阳运转的周期也不相同。

下列图像能反映周期与轨道半径关系的是()答案：D解析：由开普勒第三定律知R 3T2=k,所以R3=kT2,D正确。

6.行星A、B的质量分别为m1和m2,绕太阳运行的轨道半长轴分别为r1和r2,则A、B的公转周期之比为()A.√r1r2B.r13r23C.√r13r23D.无法确定答案：C解析：由开普勒第三定律r 3T2=k,得r13T12=r23T22,所以T12T22=r13r23,T1T2=√r13r23,C正确。

3．已知地球的同步卫星的轨道半径约为地球半径的6．0倍，根据你知道的常识，可以估算出地球到月球的距离，这个距离最接近（ ） A ．地球半径的40倍 B ．地球半径的60倍 C ．地球半径的80倍 D ．地球半径的100倍10据报道,我国数据中继卫星“天链一号01星”于2008年4月25日在西昌卫星发射中心发射升空,经过4次变轨控制后,于5月1日成功定点在东经77°赤道上空的同步轨道.关于成功定点后的“天链一号01星”,下列说法正确的是A.运行速度大于7.9 km/sB.离地面高度一定,相对地面静止C.绕地球运行的角速度比月球绕地球运行的角速度大D.向心加速度与静止在赤道上物体的向心加速度大小相等4．宇航员在月球表面完成下面实验：在一固定的竖直光滑圆弧轨道内部的最低点，静止一质量为m 的小球（可视为质点），如图所示，当给小球水平初速度υ0时，刚好能使小球在竖直平面内做完整的圆周运动。

已知圆弧轨道半径为r ，月球的半径为R ，万有引力常量为G 。

若在月球表面上发射一颗环月卫星，所需最小发射速度为（ ） A ．Rr r550υB ．Rr r520υC ．Rr r50υD ．Rr r5520υ3．（6分）（红河州模拟）“神舟”五号载人飞船在绕地球飞行的第五圈进行变轨，由原来的椭圆轨道变为距地面高度为h 的圆形轨道．已知飞船的质量为m ，地球半径为R ，地面处的重力加速度为g ．则飞船在上述圆轨道上运行的动能E k （ ） A ． 等于mg （R+h ） B ． 小于mg （R+h ） C ． 大于mg （R+h ） D ． 等于mgh7(沈阳质量检测 )．为了探测x 星球，总质量为1m 的探测飞船载着登陆舱在以该星球中心为圆心的圆轨道上运动，轨道半径为1r ，运动周期为1T 。

随后质量为2m 的登陆舱脱离飞船，变 轨到离星球更近的半径为2r 的圆轨道上运动，则A ．x 星球表面的重力加速度211214T r g π= B ．x 星球的质量213124GT r M π= C ．登陆舱在1r 与2r 轨道上运动时的速度大小之比122121r m r m v v = D ．登陆舱在半径为2r 轨道上做圆周运动的周期131322T r r T = 答案：BD5. （北京房山期末） GPS 导航系统可以为陆、海、空三大领域提供实时、全天候和全球性的导航服务，它是由周期约为12h 的卫星群组成。

天体运动试题及答案1. 请简述开普勒第一定律的内容。

答案：开普勒第一定律，也称为椭圆定律，指出所有行星围绕太阳运动的轨道都是椭圆形状，太阳位于椭圆的一个焦点上。

2. 根据开普勒第三定律，行星公转周期与其轨道半长轴的关系是怎样的？答案：开普勒第三定律，也称为调和定律，表明所有行星绕太阳公转周期的平方与它们轨道半长轴的立方成正比。

3. 描述牛顿万有引力定律的主要内容。

答案：牛顿万有引力定律指出，宇宙中任何两个物体之间都存在引力，其大小与两物体的质量的乘积成正比，与它们之间的距离的平方成反比。

4. 请解释什么是地球的公转和自转。

答案：地球的公转是指地球围绕太阳的运动，周期大约为一年。

地球的自转是指地球围绕自己的轴线旋转，周期大约为一天。

5. 简述潮汐现象是如何产生的。

答案：潮汐现象是由于地球、月球和太阳的引力作用，导致地球上的海水周期性地涨落。

6. 为什么我们通常看不到月球的背面？答案：月球的自转周期与公转周期相同，这种现象称为潮汐锁定，因此我们总是看到月球的同一面。

7. 描述地球在太阳系中的位置。

答案：地球是太阳系中的第三颗行星，位于金星和火星之间。

8. 请解释什么是日食和月食。

答案：日食是指月球位于地球和太阳之间，遮挡住太阳的现象；月食是指地球位于太阳和月球之间，地球的阴影遮挡住月球的现象。

9. 简述恒星和行星的区别。

答案：恒星是能够通过核聚变产生能量的天体，而行星是围绕恒星运行的较小天体，不能产生能量。

10. 请解释什么是黑洞。

答案：黑洞是一种天体，其质量极大，引力极强，以至于连光都无法逃逸，因此无法直接观测到。

高一物理天体运动试题答案及解析1.16世纪，哥白尼根据天文观测的大量资料，经过40多年的天文观测和潜心研究，提出了“日心说”的如下四个基本观点，目前看来这四个观点中存在缺陷的是 ()．A．宇宙的中心是太阳，所有行星都在绕太阳做匀速圆周运动B．地球是绕太阳做匀速圆周运动的行星，月球是绕地球做匀速圆周运动的卫星，它绕地球运转的同时还跟地球一起绕太阳运动C．天穹不转动，因为地球每天自西向东自转一周，造成天体每天东升西落的现象D．与日地距离相比，恒星离地球都十分遥远，比日地间的距离大得多【答案】ABC【解析】行星围绕太阳运动的轨道都是椭圆，太阳处在所有椭圆的一个焦点上；行星在椭圆轨道上运动的周期T和轨道半长轴满足＝恒量，故所有行星实际并不是在做匀速圆周运动．太阳不是宇宙的中心，整个宇宙在不停地运动．2.设行星绕恒星运动轨道为圆形，则它运动的周期平方与轨道半径的三次方之比T2/R3=K为常数，此常数的大小：（）A．只与恒星质量有关,恒星质量越大，K值越小B．与恒星质量和行星质量均有关，二者质量乘积越大，K值越大C．只与行星质量有关D．与恒星和行星的速度有关【答案】A【解析】开普勒第三定律中的公式，可知半长轴的三次方与公转周期的二次方成正比．A、式中的k只与恒星的质量有关，与行星质量无关，故A正确；B、式中的k只与恒星的质量有关，与行星质量无关，故B错误；C、式中的k只与恒星的质量有关，故C错误；D、式中的k只与恒星的质量有关，与行星质量无关，故D错误；故选：A【考点】万有引力定律及其应用．点评：行星绕太阳虽然是椭圆运动，但我们可以当作圆来处理，同时值得注意是周期是公转周期3.关于公式R3／T2=k，下列说法中正确的是：（）A．公式只适用于围绕太阳运行的行星B．不同星球的行星或卫星，k值均相等C．围绕同一星球运行的行星或卫星，k值不相等D．以上说法均错【答案】D【解析】适合一切天体的运动，A错误，k值和中心天体的质量有关，所以不同星球的行星或者卫星的k值不同，同一中心天体的k值相同，BC错误，D正确故选D【考点】考查了对开普勒第三定律的理解点评：关键是知道公式中的k值与中心天体有关，不同中心天体k值不同，同一中心天体k值相同4.某行星绕太阳运行的椭圆轨道如图所示，F1和F2是椭圆轨道的两个焦点，行星在A点的速率比在B点的大，则太阳是位于( )A．F2B．A C．F1D．B【答案】A【解析】开普勒第二定律的内容，对任意一个行星来说，它与太阳的连线在相等时间内扫过相等的面积．如图所示，行星沿着椭圆轨道运行，太阳位于椭圆的一个焦点上．如果时间间隔相等，即t2-t1=t4-t3，那么面积t2F1t1=面积t4F2t3由此可知行星在远日点B的速率最小，在近日点A的速率最大。

高一物理专题训练：天体运动一、单选题1．如图所示，有两个绕地球做匀速圆周运动的卫星．一个轨道半径为，对应的线速度，角速度，向心加速度，周期分别为，，，；另一个轨道半径为，对应的线速度，角速度，向心加速度，周期分别为，，，．关于这些物理量的比例关系正确的是（）A．B．C．D．【答案】D2．设在地球上和某天体上以相同的初速度竖直上抛一物体的最大高度比为k(均不计阻力)，且已知地球与该天体的半径之比也为k，则地球与此天体的质量之比为() A．1B．k2C．kD．【答案】C3．假设火星和地球都是球体，火星的质量与地球质量之比，火星的半径与地球半径之比，那么火星表面的引力加速度与地球表面处的重力加速度之比等于（忽略行星自转影响）A．B．C．D．【答案】B4．土星最大的卫星叫“泰坦”（如图），每16天绕土星一周，其公转轨道半径约1.2×106 km，土星的质量约为A ．5×1017 kgB ．5×1026 kgC ．7×1033 kgD ．4×1036 kg【答案】B5．有一质量为M 、半径为R 、密度均匀的球体，在距离球心O 为2R 的地方有一质量为m 的质点．现从M 中挖去半径为12R 的球体，如图所示，则剩余部分对m 的万有引力F 为（ ）A ．2736GMm R B ．278GMm R C ．218GMm R D ．2732GMm R 【答案】A6．已知地球的质量是月球质量的81倍，地球半径大约是月球半径的4倍，不考虑地球、月球自转的影响，以上数据可推算出 [ ]A ．地球表面的重力加速度与月球表面重力加速度之比为9：16B ．地球的平均密度与月球的平均密度之比为9：8C ．靠近地球表面沿圆轨道运动的航天器的周期与靠近月球表面沿圆轨道运行的航天器的周期之比约为8：9D ．靠近地球表面沿圆轨道运行的航天器的线速度与靠近月球表面沿圆轨道运行的航天器的线速度之比约为81：4【答案】C7．中新网2018年3月4日电：据外媒报道，美国航空航天局（NASA)日前发现一颗名为WASP-39b 的地外行星，该行星距离地球约700光年，质量与土星相当，它白天温度为776.6摄氏度，夜间也几乎同样热，因此被科研人员称为“热土星”。

物理试题天体运动及答案一、选择题（每题2分，共10分）1. 以下哪项不是开普勒描述的行星运动定律？A. 行星沿椭圆轨道绕太阳运动B. 行星绕太阳运动的角速度是恒定的C. 行星绕太阳运动的周期的平方与轨道半长轴的立方成正比D. 行星与太阳的连线在相等时间内扫过的面积相等2. 根据牛顿的万有引力定律，两个物体之间的引力大小与它们的质量的乘积成正比，与它们之间的距离的平方成反比。

以下哪个选项正确描述了这一定律？A. 引力与两物体质量的乘积成正比，与距离的平方成正比B. 引力与两物体质量的乘积成反比，与距离的平方成反比C. 引力与两物体质量的乘积成正比，与距离的平方成反比D. 引力与两物体质量的乘积成反比，与距离的平方成正比3. 地球的自转周期大约是24小时，这导致了什么现象？A. 季节变化B. 潮汐现象C. 昼夜交替D. 地球的公转4. 月球绕地球公转的周期大约是27.3天，这与地球自转周期的不同步导致了什么现象？A. 季节变化B. 潮汐现象C. 月食D. 日食5. 根据牛顿的第二定律，以下哪个选项正确描述了力与加速度的关系？A. 力与加速度成正比B. 力与加速度成反比C. 力与加速度成正比，与质量成反比D. 力与加速度成反比，与质量成正比二、填空题（每题2分，共10分）1. 地球绕太阳公转的轨道近似为_________。

2. 根据开普勒第三定律，行星绕太阳运动的周期的平方与轨道半长轴的立方成正比，这个定律也被称为_________定律。

3. 牛顿的万有引力定律公式为_________，其中G是引力常数，m1和m2是两个物体的质量，r是它们之间的距离。

4. 地球的自转轴与公转轨道平面的夹角称为_________，其大小约为23.5°。

5. 潮汐现象是由于_________和_________之间的引力作用造成的。

三、简答题（每题5分，共10分）1. 简述牛顿的万有引力定律及其在天体运动中的应用。

人教版物理必修二天体运动测试题(含参考答案)人教版物理必修二天体运动测试题（含参考答案）总分：100分时间：60min一、选择题（除特殊说明外，本题仅有一个正确选项，每小题4分，共计40分）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 < T2B．v1.v2，T1.T2C．v1.T2D．v1.v2，T1 < T22.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v∝R，则该层是土星的一部分；②v2∝R，则该层是土星的卫星群；③若v∝1/R，则该层是土星的一部分；④若v2∝1/R，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。

②④3.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4.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（）A。

大气的扩张使垃圾受到的万有引力增大而导致的B。

太空垃圾在燃烧过程中质量不断减小，根据牛顿第二定律，向心加速度就会不断增大，所以垃圾落向地面C。

太空垃圾在大气阻力的作用下速度减小，那么它做圆运动所需的向心力就小于实际受到的万有引力，因此过大的万有引力将垃圾拉向了地面D。

太空垃圾上表面受到的大气压力大于下表面受到的大气压力，所以是大气的力量将它推向地面的5.用m表示地球通讯卫星（同步卫星）的质量，h表示它离地面的高度，R表示地球的半径，g表示地球表面处的重力加速度，ω表示地球自转的角速度，则通讯卫星所受万有引力的大小为（）A。

物理天体运动试题及答案一、选择题1. 以下哪项是描述天体运动的物理定律？A. 牛顿第一定律B. 牛顿第二定律C. 牛顿第三定律D. 牛顿万有引力定律答案：D2. 地球绕太阳公转的周期大约是：A. 24小时B. 365天C. 1年D. 12个月答案：B3. 以下哪项不是开普勒行星运动定律的内容？A. 行星沿椭圆轨道绕太阳运动B. 行星公转周期的平方与轨道半长轴的立方成正比C. 行星公转速度与轨道半径成反比D. 行星公转速度与轨道半径成正比答案：D二、填空题4. 地球的自转周期是____小时。

答案：245. 地球绕太阳公转的轨道形状是____。

答案：椭圆三、简答题6. 简述牛顿万有引力定律的主要内容。

答案：牛顿万有引力定律指出，任何两个物体之间都存在引力，其大小与两物体质量的乘积成正比，与两物体间距离的平方成反比。

7. 描述一下地球的自转和公转对我们的生活有什么影响。

答案：地球的自转导致了昼夜交替和时间的差异，而地球的公转则导致了季节的变化和太阳高度角的变化。

四、计算题8. 已知地球质量为5.97×10^24千克，月球质量为7.34×10^22千克，地月平均距离为3.84×10^8米。

根据万有引力定律，计算地月之间的引力大小。

答案：根据万有引力定律，F = G * (m1 * m2) / r^2，其中G为万有引力常数，取值6.674×10^-11 N(m/kg)^2。

代入数值计算得：F = 6.674×10^-11 * (5.97×10^24 * 7.34×10^22) /(3.84×10^8)^2F ≈ 2×10^20 N五、论述题9. 论述开普勒行星运动定律对天文学和物理学的影响。

答案：开普勒行星运动定律揭示了行星运动的规律，不仅为天文学提供了精确的行星位置预测方法，也为牛顿后来提出万有引力定律奠定了基础。

GT 2 4π 1. 若知道太阳的某一颗行星绕太阳运转的轨道半径为 r ，周期为 T ，引力常量为 G ，则可求得( B)A. 该行星的质量B ．太阳的质量C ．该行星的平均密度D ．太阳的平均密度2. 有一星球的密度与地球的密度相同，但它表面处的重力加速度是地面表面处重力加 速度的 4 倍，则该星球的质量将是地球质量的(D )1 A . B ．4 倍 4C ．16 倍D ．64 倍3. 火星直径约为地球直径的一半，质量约为地球质量的十分之一，它绕太阳公转的轨 道半径约为地球绕太阳公转半径的 1.5 倍．根据以上数据，下列说法中正确的是(AB )A ．火星表面重力加速度的数值比地球表面小B ．火星公转的周期比地球的长C ．火星公转的线速度比地球的大D ．火星公转的向心加速度比地球的大4. 若有一艘宇宙飞船在某一行星表面做匀速圆周运动，设其周期为 T ，引力常量为 G ， 那么该行星的平均密度为(B )GT 2 A. 3π 3π B. 2C. 5. 2011 年 10 月发射第一颗火 星探测器“萤火一号”．假设探测器在离火星表面高度分别为h 1 和 h 2 的圆轨道上运动时，周期分别为 T 1 和 T 2.火星可视为质量分布均匀的球体，且忽略火星的自转影响，引力常量为 G.仅利用以上数据，可以计算出( A )A ．火星的密度和火星表面的重力加速度B ．火星的质量和火星对“萤火一号”的引力C ．火星的半径和“萤火一号”的质量D ．火星表面的重力加速度和火星对“萤火一号”的引力6. 设地球半径为 R ，a 为静止在地球赤道上的一个物体，b 为一颗近地绕地球做匀速圆周运动的人造卫星，c 为地球的一颗同步卫星，其轨道半径为 r.下列说法中正确的是(D )A ．a 与 cB ．a 与 c rC ．b 与 c 的周期之比为 R R RD ．b 与 c 的周期之比为r r7．2008 年 9 月 27 日“神舟七号”宇航员翟志刚顺利完成出舱活动任务，他的第一次 太空行走标志着中国航天事业全新时代的到来．“神舟七号”绕地球做近似匀速圆周运动，其轨道半径为 r ，若另有一颗卫星绕地球做匀速圆周运动的轨道半径为 2r ，则可以确定2 GM r 地 ( AB )A ．卫星与“神舟七号”的加速度大小之比为 1∶4B ．卫星与“神舟七号”的线速度大小之比为 1∶C ．翟志刚出舱后不再受地球引力D ．翟志刚出舱任务之一是取回外挂的实验样品，假如不小心实验样品脱手，则它将做自由落体运动8. 一物体静置在平均密度为 ρ 的球形天体表面的赤道上．已知万有引力常量为 G ，若由于天体自转使物体对天体表面压力恰好为零，则天体自转周期为( ．D ) 4π 1 3 1 π 13π 1 A .(3Gρ)2 9. 如图 1 所示， B .(4πGρ)2 C .(Gρ)2 D .(Gρ)2图 1a 、b 是两颗绕地球做匀速圆周运动的人造卫星，它们距地面的高度分别是 R 和 2R(R 为地球半径)．下列说法中正确的是(CD )A. a 、b 的线速度大小之比是B. a 、b 的周期之比是 1∶2 22∶1C. a 、b 的角速度大小之比是 3 6∶4D. a 、b 的向心加速度大小之比是 9∶410. 一个半径是地球 3 倍、质量是地球 36 倍的行星，它表面的重力加速度是地面重力加速度的( A ).【1.5】(A )4 倍 (B )6 倍 (C )13.5 倍 (D )18 倍11. 两颗人造地球卫星，它们质量的比 m 1:m 2=1:2，它们运行的线速度的比是 v 1:v 2=1:2，那么( ABCD ).【1.5】(A )它们运行的周期比为 8:1 (B )它们运行的轨道半径之比为 4:1(C )它们所受向心力的比为 1:32(D )它们运动的向心加速度的比为 1:1612. 土星周围有许多大小不等的岩石颗粒，其绕土星的运动可视为圆周运动．其中有两个岩石颗粒 A 和 B 与土星中心的距离分别为 r A ＝8.0×104 km 和 r B ＝1.2×105 km ，忽略所有岩石颗粒间的相互作用．(结果可用根式表示)(1) 求岩石颗粒 A 和 B 的线速度之比．(2) 土星探测器上有一物体，在地球上重为 10 N ，推算出它在距土星中心 3.2×105 km 处 受到土星的引力为 0.38 N ．已知地球半径为 6.4×103 km ，请估算土星质量是地球质量的多少倍？． Mm v A (1) 万有引力提供岩石颗粒做圆周运动的向心力，所以有 G r 2 ＝m v 2/r .故 v ＝ 所以v r B 1.2 × 105 km 6 ＝ rA ＝ 8.0 × 104 km ＝ 2 . (2) 设物体在地球上重为 G 地，在土星上重为 G 土，则由万有引力定律知： M 地m M 土mG 地＝G R 地2 ，G 土＝G R 土2 M 土m 又 F 万＝G ，故 G 土R 土2 ＝F 万r 2 r 2 M 土 G 土R 土2 F 万r 2 0.38 × (3.2 × 105)2 所以 ＝ M G 地R 地2 ＝ G 地R 地2 ＝ ＝95. 10 × (6.4 × 103)2BT ＝ ＝13. 中子星是恒星演化过程中的一种可能结果，它的密度很大．现有一中子星，观测到1 它的自转周期为 T ＝ s ．问该中子星的最小密度应是多少才能维持该星体的稳定，不 30致因自转而瓦解？ (计算时星体可视为均匀球体， 万有引力常量 G ＝ 6.67×10－ 11m 3/(kg ·s 2))设中子星的密度为 ρ，质量为 M ，半径为 R ，自转角速度为 ω，位于赤道处的小块物体质量为 m ，则有 GMm R 2 ＝mω2R ，ω 2π，M 4πR 3ρ 3 由以上各式得 ρ＝ 3π GT 2 代入数据解得 ρ＝1.27×1014 kg/m 3。

天体运动练习题一、选择题1. 下列关于天体运动的说法，正确的是：A. 地球自转的方向是自西向东B. 地球公转的方向是自东向西C. 月球绕地球转动的周期为24小时D. 太阳系共有九大行星2. 在开普勒定律中，第一定律描述的是：A. 行星轨道为圆形B. 行星轨道为椭圆形，太阳位于椭圆的一个焦点上C. 行星轨道速度恒定D. 行星轨道半径与公转周期成正比二、填空题1. 地球自转的周期约为____小时，地球公转的周期约为____天。

2. 太阳系中，距离太阳最近的行星是____，距离太阳最远的行星是____。

3. 开普勒第三定律表明，行星公转周期的平方与其轨道半长轴的立方成____比。

三、判断题1. 地球自转产生的现象是昼夜更替。

（）2. 所有行星的轨道都是完全相同的椭圆。

（）3. 月球绕地球转动的速度始终不变。

（）四、简答题1. 简述地球自转和公转的方向。

2. 请列举开普勒定律的三个主要内容。

3. 为什么地球上有季节变化？五、计算题1. 已知地球公转周期为365天，轨道半长轴为1个天文单位，求地球轨道的偏心率。

2. 一颗行星的轨道半长轴为2个天文单位，公转周期为1440天，求该行星的轨道偏心率。

3. 月球绕地球转动的周期为27.3天，求月球轨道的平均半径。

六、综合题1. 分析地球自转和公转产生的地理现象。

2. 试述太阳系八大行星的排列顺序及其特点。

3. 结合实际，解释为什么地球上的昼夜温差较大。

七、应用题1. 假设地球公转速度突然增加一倍，会对地球的气候和生态系统产生哪些影响？2. 如果月球停止绕地球转动，地球上的潮汐现象会发生哪些变化？3. 请设计一个实验方案，验证开普勒第二定律（面积定律）。

八、分析题1. 分析太阳系中行星轨道的形状与太阳的位置关系，并解释其原因。

2. 试比较地球自转和公转速度的变化对地球表面温度的影响。

3. 从天体运动的角度，分析地球极地地区和赤道地区气候差异的原因。

九、论述题1. 论述地球自转和公转在天文学和地理学中的意义。

物理天体试题及答案一、选择题（每题5分，共30分）1. 以下哪个选项是描述天体运动的定律？A. 牛顿第一定律B. 牛顿第二定律C. 牛顿第三定律D. 牛顿万有引力定律答案：D2. 地球绕太阳公转的周期大约是多长时间？A. 24小时B. 365天C. 1年D. 10年答案：B3. 以下哪个天体是太阳系中最大的行星？A. 地球B. 木星C. 火星D. 土星答案：B4. 光年是用来测量什么的单位？A. 光的亮度B. 光的波长C. 距离D. 时间答案：C5. 以下哪个选项是描述黑洞的特征？A. 巨大的质量B. 极高的温度C. 强烈的辐射D. 所有选项答案：A6. 太阳系中，地球的卫星是？A. 火星B. 月球C. 金星D. 水星答案：B二、填空题（每题5分，共20分）1. 太阳系中，距离太阳最近的行星是________。

答案：水星2. 地球的自转周期是________小时。

答案：243. 一颗恒星的绝对星等是5，其视星等是2，那么它的距离是10的________次方光年。

答案：34. 根据开普勒第三定律，一个天体绕太阳公转的周期的平方与其轨道半长轴的立方成正比，这个比例常数称为________。

答案：开普勒常数三、简答题（每题10分，共20分）1. 简述恒星的演化过程。

答案：恒星的演化过程通常包括：原恒星阶段、主序星阶段、红巨星阶段、白矮星阶段、中子星或黑洞阶段。

2. 描述一下什么是超新星爆发。

答案：超新星爆发是恒星生命周期中的一个阶段，当一颗恒星耗尽了其核心的核燃料，无法再通过核聚变产生能量，其核心塌缩，外层物质爆炸性地抛射出去，形成极为明亮的爆炸现象。

四、计算题（每题10分，共30分）1. 已知一颗恒星的质量是太阳质量的2倍，距离地球100光年，求这颗恒星的绝对星等。

答案：假设太阳的绝对星等是4.83，那么这颗恒星的绝对星等为4.83 - 5*log10(100) = 4.83 - 50 = -45.17。

一、单选题(选择题)1. 关于行星绕太阳的运动，下列说法中正确的是（）A．离太阳越近的行星公转周期越小B．所有行星都在同一椭圆轨道上绕太阳运动C．行星绕太阳运动时太阳位于行星轨道的中心处D．离太阳越近的行星公转周期越大2. 行星绕恒星的运动轨道近似为圆形，行星的运行周期T的平方与轨道半径R的三次方的比为常数后，则常数的大小（）A．只跟行星的质量有关B．只跟恒星的质量有关C．跟恒星的质量及行量的质量都有关系D．跟恒星的质量及行星的质量都没关系3. 下列关于行星运动的叙述中正确的是（）①由行星运动规律可知，值与成正比②由行星运动规律可知，与成正比③行星运动规律中的值是由a与T共同决定的④行星运动规律中的值与a和T均无关A．①②B．③④C．①③D．②④4. 2022年9月11日晚，月亮与木星相伴出现在夜空，上演了星月争辉的浪漫天象。

关于天体运动，下列说法正确的是（）A．木星与月亮均绕地球转动B．地球和木星绕太阳运动的半长轴立方与周期平方之比不相同C．月亮绕地球和木星绕太阳的半长轴立方与周期平方之比不相同D．木星运行的方向始终与它和太阳的连线垂直5. 2021年10月16 日，神舟十三号飞船搭载三名航天员进驻到我国自己的“天和”空间站，开启了为期六个月的在轨驻留之旅。

“天和”空间站的轨道近似为圆轨道，轨道半径约为 6600km，地球同步卫星轨道半径约为42000km。

则宇航员在空间站中一天能看到日出的次数最多为（）A．8 次B．12 次C．16 次D．24 次6. 根据开普勒第一定律，行星围绕恒星运动的轨迹是椭圆。

如果某一行星的椭圆轨迹距离中央天体中心最近为4×106km，最远为3×107km，那么与之周期相同的另一行星绕该中央天体做圆周运动时的运动半径为（）A．3.4×107km B．1.7×107kmC．3.4×106km D．1.7×106km7. 假设地球同步卫星、月球绕地球的公转和地球绕太阳的公转均可近似看成匀速圆周运动，下列说法正确的是（）A．在相等时间内月球与地心的连线扫过的面积和地球与太阳中心的连线扫过的面积相等B．在相等时间内地球同步卫星与地心的连线扫过的面积和月球与地心的连线扫过的面积相等C．月球公转半径的三次方与周期平方的比值等于地球公转半径的三次方与周期平方的比值D．地球同步卫星运动半径的三次方与周期平方的比值等于月球公转半径的三次方与周期平方的比值8. 黄道（ecliptic），天文学术语，是从地球上来看太阳（视太阳）一年“走”过的路线，是由于地球绕太阳公转而产生的，该轨道平面称为黄道面。

天体运动一、关于重力加速度1. 地球半径为R0，地面处重力加速度为g0,那么在离地面高h处的重力加速度是（）A. R hR h g2220 ++() B. RR hg220()+C. hR hg220()+D. R hR hg20()+二、求中心天体的质量2.已知引力常数G和下列各组数据，能计算出地球质量的是（）A．地球绕太阳运行的周期及地球离太阳的距离 B．月球绕地球运行的周期及月球离地球的距离C. 人造地球卫星在地面附近绕行的速度及运行周期D．若不考虑地球自转，己知地球的半径及重力加速度三、求中心天体的密度3.中子星是恒星演化过程的一种可能结果，它的密度很大，，现有一中子星，观测到它的自转周期为T，问：该中子星的最小密度应是多少才能维持该星体的稳定，不致因自转而瓦解。

计算时星体可视为均匀球体。

四、卫星中的超失重(求卫星的高度)4. m = 9kg 的物体在以a = 5m/s2 加速上升的火箭中视重为85N， ,则火箭此时离地面的高度是地球半径的_________倍（地面物体的重力加速度取10m/s2)5.地球同步卫星到地心的距离可由r 3 = a 2b2c / 4π2求出，已知a 的单位是m， b 的单位是s， c 的单位是m/ s2，请确定a、b、c 的意义？五、求卫星的运行速度、周期、角速度、加速度等物理量6.两颗人造地球卫星的质量之比为1：2，轨道半径之比为3：1，求其运行的周期之比为（）；线速度之比为（），角速度之比为（）；向心加速度之比为（）；向心力之比为（）。

7.地球的第一宇宙速度为v1，若某行星质量是地球质量的4倍，半径是地球半径的1/2倍，求该行星的第一宇宙速度。

8.同步卫星离地心距离r，运行速率为V1，加速度为a1,地球赤道上的物体随地球自转的向心加速度为a2,线速度为V2，第一宇宙速度为V3，以第一宇宙速度运行的卫星向星加速度为a3，地球半径为R，则（）A.a1/a2=r/RB.a3>a1>a2C.V1/V2=R/rD. V3>V1>V2六、双星问题9.两个星球组成双星。

新编《天体运动》计算题1.宇航员站在一星球表面上的某高处，沿水平方向抛出一个小球，经过时间t, 小球落到星球表面，测得抛出点与落地点之间的距离为L．若抛出时的初速增大到2倍，则抛出点与落地点之间的距离为3L．已知两落地点在同一水平面上，该星球的半径为R，万有引力常数为G，求该星球的质量M．解：设抛出点的高度为h，第一次抛出时水平射程为x；当初速度变为原来2倍时，水平射程为2x，如图所示由几何关系可知：L2＝h2＋x2①(L)2＝h2＋(2x)2②①②联立，得：h＝L设该星球表面的重力加速度为g则竖直方向h＝gt2③又因为＝mg(或GM＝gR2) ④由③④联立，得M＝2.在地球某处海平面上测得物体自由下落高度h所需的时间为t，到某高山顶测得物体自由落体下落相同高度所需时间增加了t ，已知地球半径为R，求山的高度。

解析:有（1）（ 3）（2）（4）由以上各式可以得出3.人类对宇宙的探索是无止境的。

随着科学技术的发展，人类可以运送宇航员到遥远的星球去探索宇宙奥秘。

假设宇航员到达了一个遥远的星球，此星球上没有任何气体。

此前，宇航员乘坐的飞船绕该星球表面运行的周期为T ，着陆后宇航员在该星球表面附近从h 高处以初速度0v 水平抛出一个小球，测出小球的水平射程为L ，已知万有引力常量为G 。

（1）求该星球的密度；（2）若在该星球表面发射一颗卫星，那么发射速度至少为多大？【解析】（1）在星球表面 2224GMm m R R T π= 又 mg R GMm=2343R M πρ= 解得 23GT πρ=另得到：224gT R π=（2）设星球表面的重力加速度为g ，小球的质量为m ，小球做平抛运动， 故有 221gt h =w t v L 0=_ 解得 222Lhv g = 该星球表面处的最小发射速度即为该星球的第一宇宙速度，设为为v ，设卫星的质量为1m ，则在星球表面 2112m M v G m R R =又 112m M G m g R= 则 v gR =代入（1）问中的R 解得22L hTv v π= 。

高一物理专题训练：天体运动二1．我国的“天宫一号”航天器绕地球运动可看作匀速圆周运动．若其运动周期为T，线速度为v，引力常量为G，则下列说法正确的是（）A．飞船运动的轨道半径为B．飞船运动的加速度为C．地球的质量为D．飞船的质量为【答案】A2．使物体脱离行星的引力束缚，不再绕该行星运行，从行星表面发射所需的最小速度称为第二宇宙速度，行星的第二宇宙速度与第一宇宙速度的关系是．已知某行星的半径为地球半径的三倍，它表面的重力加速度为地球表面重力加速度的，不计其它行星的影响和地球自转对其表面重力加速度的影响。

已知地球的第一宇宙速度为8 km/s，则该行星的第二宇宙速度为（）A．4 km/s B．8 km/s C．D．【答案】B3．2016年10月19日凌晨，“神舟十一号”载人飞船与距离地面393km的圆轨道上的“天宫二号”交会对接。

已知地球半径为R=6400km，万有引力常量，“天宫二号”绕地球飞行的周期为90分钟，地球表面的重力加速度为，则A．由题中数据可以求得地球的平均密度B．“天宫二号”的发射速度应小于7.9 km/sC．“天宫二号”的向心加速度小于同步卫星的向心加速度D．“神舟十一号”与“天宫二号”对接前处于同一轨道上【答案】A4．随着“嫦娥奔月”梦想的实现，我国不断刷新深空探测的“中国高度”。

嫦娥卫星整个飞行过程可分为三个轨道段：绕地飞行调相轨道段、地月转移轨道段、绕月飞行轨道段。

我们用图所示的模型来简化描绘嫦娥卫星飞行过程，假设调相轨道和绕月轨道的半长轴分别为a、b，公转周期分别为T1、T2。

关于嫦娥卫星飞行过程，下列说法正确的是（）A．嫦娥卫星在地月转移轨道上运行的速度应不小于11.2km/sB．C．从调相轨道切入到地月转移轨道时，卫星在P点必须加速D．从地月转移轨道切入到绕月轨道时，卫星在Q点必须加速【答案】C5．1916年爱因斯坦建立广义相对论后预言了引力波的存在，2017年引力波的直接探测获得了诺贝尔物理学奖。

高二物理天体运动试题答案及解析1.均匀分布在地球赤道平面上空的三颗同步通信卫星能够实现除地球南北极等少数地区外的“全球通信”。

已知地球半径为R，地球表面的重力加速度为g，地球自转周期为T，三颗卫星中任意两，下面列出的是同步卫星所在位置处的重力加速度，其中正确的是（）颗卫星间距离为sA．B．C．D．【答案】AC【解析】由三颗卫星的距离及角度关系可求得卫星半径为，卫星所在位置的万有引力等于该位置的重力，由可求得重力加速度为，AC正确2.（专题卷）发射地球同步卫星时，先将卫星发射至近地圆轨道1，然后经点火，使其沿椭圆轨道2运行，最后再次点火，将卫星送入同步圆轨道3，轨道1、2相切于Q点，轨道2、3相切于P点，如图所示。

则在卫星分别在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上的速率大于在轨道1上的速率。

B．卫星在轨道3上的角速度小于在轨道1上的角速度。

C．卫星在轨道1上运动一周的时间小于于它在轨道2上运动一周的时间。

D．卫星在轨道2上经过P点时的加速度等于它在轨道3上经过P点时的加速度。

【答案】BCD【解析】轨道1和轨道3都是圆周运动轨道，半径越大线速度越小，A错；由角速度公式可知B对；从轨道1在Q点进行点火加速度才能进入轨道2,所以轨道1在q点的速度小于轨道2的速度， D对；由开普勒第三定律可知轨迹2的半长轴较大，周期较大，C对；3.在圆轨道上运动的质量为m的人造地球卫星,它到地面的距离等于地球半径R.地面上的重力加速度为g,则A．卫星运动的速度为B．卫星运动的周期为C．卫星运动的加速度为D．卫星的动能为【答案】BD【解析】本题考查的是天体运动问题。

由，，，可以计算出：只有BD答案正确。

4.（9分）“嫦娥一号”的成功发射，为实现中华民族几千年的奔月梦想迈出了重要的一步。

已知“嫦娥一号”绕月飞行轨道近似圆周，距月球表面高度为H，飞行周期为T，月球的半径为R，已知引力常量G，试求：月球的质量M是多少？【答案】【解析】设“嫦娥一号”质量为m1，圆周运动时，万有引力提供向心力，则① 5分② 3分本题考查万有引力定律提供向心力，其中半径r为距离球心间的距离5.两颗质量相等的人造地球卫星，绕地球运动的轨道半径r1=2r2.下面说法正确的是（）A．由公式F=m知道，轨道半径为r1的卫星的向心力为另一颗卫星的一半B．由公式F=mω2r知道，轨道半径为r1的卫星的向心力为另一颗卫星的两倍C．由公式F=G知道，轨道半径为r1的卫星的向心力为另一颗卫星的四分之一D．因不知地球质量和卫星质量，无法比较两卫星所受向心力的大小【答案】C【解析】由公式F=G知道，轨道半径为r1的卫星的向心力为另一颗卫星的四分之一，所以C正确。

天体运动习题及答案 Document number【AA80KGB-AA98YT-AAT8CB-2A6UT-A18GG】1．若知道太阳的某一颗行星绕太阳运转的轨道半径为r，周期为T，引力常量为G，则可求得( B)A．该行星的质量B．太阳的质量C．该行星的平均密度D．太阳的平均密度2．有一星球的密度与地球的密度相同，但它表面处的重力加速度是地面表面处重力加速度的4倍，则该星球的质量将是地球质量的(D )A.14B．4倍C．16倍D．64倍3．火星直径约为地球直径的一半，质量约为地球质量的十分之一，它绕太阳公转的轨道半径约为地球绕太阳公转半径的1.5倍．根据以上数据，下列说法中正确的是(AB ) A．火星表面重力加速度的数值比地球表面小B．火星公转的周期比地球的长C．火星公转的线速度比地球的大D．火星公转的向心加速度比地球的大4．若有一艘宇宙飞船在某一行星表面做匀速圆周运动，设其周期为T，引力常量为G，那么该行星的平均密度为(B )A.GT23πB.3πGT2C.GT24πD.4πGT25．为了对火星及其周围的空间环境进行监测，我国预计于2011年10月发射第一颗火星探测器“萤火一号”．假设探测器在离火星表面高度分别为h1和h2的圆轨道上运动时，周期分别为T1和T2.火星可视为质量分布均匀的球体，且忽略火星的自转影响，引力常量为G.仅利用以上数据，可以计算出( A )A．火星的密度和火星表面的重力加速度B．火星的质量和火星对“萤火一号”的引力C．火星的半径和“萤火一号”的质量D．火星表面的重力加速度和火星对“萤火一号”的引力6．设地球半径为R，a为静止在地球赤道上的一个物体，b为一颗近地绕地球做匀速圆周运动的人造卫星，c为地球的一颗同步卫星，其轨道半径为r.下列说法中正确的是( D )A．a与c的线速度大小之比为r RB．a与c的线速度大小之比为R rC．b与c的周期之比为r RD ．b 与c 的周期之比为R r R r7．2008年9月27日“神舟七号”宇航员翟志刚顺利完成出舱活动任务，他的第一次太空行走标志着中国航天事业全新时代的到来．“神舟七号”绕地球做近似匀速圆周运动，其轨道半径为r ，若另有一颗卫星绕地球做匀速圆周运动的轨道半径为2r ，则可以确定( AB ) A ．卫星与“神舟七号”的加速度大小之比为1∶4B ．卫星与“神舟七号”的线速度大小之比为1∶2C ．翟志刚出舱后不再受地球引力D ．翟志刚出舱任务之一是取回外挂的实验样品，假如不小心实验样品脱手，则它将做 自由落体运动8．一物体静置在平均密度为ρ的球形天体表面的赤道上．已知万有引力常量为G ，若由于天体自转使物体对天体表面压力恰好为零，则天体自转周期为( ．D )A .⎝ ⎛⎭⎪⎫4π3Gρ12B .⎝ ⎛⎭⎪⎫34πGρ12C .⎝ ⎛⎭⎪⎫πGρ12 D .⎝ ⎛⎭⎪⎫3πGρ12 9．如图1所示，图1a 、b 是两颗绕地球做匀速圆周运动的人造卫星，它们距地面的高度分别是R 和2R(R 为地球半径)．下列说法中正确的是(CD )A ．a 、b 的线速度大小之比是2∶1B ．a 、b 的周期之比是1∶22C ．a 、b 的角速度大小之比是36∶4D ．a 、b 的向心加速度大小之比是9∶410.一个半径是地球3倍、质量是地球36倍的行星，它表面的重力加速度是地面重力加速度的( A ).【1.5】(A)4倍 (B)6倍 (C)13.5倍 (D)18倍11.两颗人造地球卫星，它们质量的比m 1:m 2=1:2，它们运行的线速度的比是v 1:v 2=1:2，那么( ABCD).【1.5】(A)它们运行的周期比为8:1 (B)它们运行的轨道半径之比为4:1(C)它们所受向心力的比为1:32 (D)它们运动的向心加速度的比为1:1612.土星周围有许多大小不等的岩石颗粒，其绕土星的运动可视为圆周运动．其中有两个岩石颗粒A 和B 与土星中心的距离分别为r A ＝8.0×104 km 和r B ＝1.2×105 km ，忽略所有岩石颗粒间的相互作用．(结果可用根式表示)(1)求岩石颗粒A 和B 的线速度之比．(2)土星探测器上有一物体，在地球上重为10 N ，推算出它在距土星中心3.2×105 km处受到土星的引力为0.38 N ．已知地球半径为 6.4×103 km ，请估算土星质量是地球质量的多少倍．(1)万有引力提供岩石颗粒做圆周运动的向心力，所以有G Mmr 2＝mv 2/r .故v ＝GM r 所以v A v B ＝r B r A ＝ 1.2×105km 8.0×104 km ＝62.(2)设物体在地球上重为G 地，在土星上重为G 土，则由万有引力定律知：G 地＝G M 地m R 2地，G 土＝G M 土m R 2土又F 万＝G M 土m r 2，故G 土R 2土＝F 万r 2 所以M 土M 地＝G 土R 2土G 地R 2地＝F 万r 2G 地R 2地＝0.38×3.2×105210×6.4×1032＝95. 13．中子星是恒星演化过程中的一种可能结果，它的密度很大．现有一中子星，观测到它的自转周期为T ＝130 s ．问该中子星的最小密度应是多少才能维持该星体的稳定，不致因自转而瓦解(计算时星体可视为均匀球体，万有引力常量G ＝6.67×10－11m 3/(kg ·s 2))设中子星的密度为ρ，质量为M ，半径为R ，自转角速度为ω，位于赤道处的小块物体质量为m ，则有GMm R 2＝mω2R ，ω＝2πT ，M ＝43πR 3ρ 由以上各式得ρ＝3πGT 2 代入数据解得ρ＝1.27×1014 kg/m 3。