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物理竞赛资料天体运动

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高一物理竞赛辅导作业—天体运动

姓名

1。 如图，某行星质量为M,半径为R，若在距该行星中心10R处有一物体正沿着它与行星中心连线夹角为α=30°的方向向行星靠拢。问此物体的速度至少要多大，才能避免该物体落在行星上与行星发生碰撞。

2。要发射一艘探测太阳的宇宙飞船,使其具有与地球相等的绕日运动周期,以便发射1年后又将与地球相遇而发回探测资料。由地球发射这一艘飞船时，应使其具有多大的绕日速度？已知地球绕日公转的速度为v0

3。有一颗恒星，质量为M,现有一质量为m的行星绕它作半径为r0的匀速圆周运动。假设恒星质量突然减少1/3,试描述此后行星的运动情况，并求出运动轨道的参数，设恒星质量突变瞬间，行星动能未变.

4。 如图所示，某彗星绕日做椭圆轨道运动,其近日点速度v1=80km/s，远日点速度v2=10km/s。已知地球绕日做圆运动的速度v=30km/s,圆轨道半径R=1。5×108km,试求该彗星远日点和近日点的距离r1和r2。

R 5。从地球上看太阳时，对太阳直径的张角θ=0。53°。取地球表面上纬度为1°的长度l=110km，地球表面处的重力加速度g=10m/s2，地球公转的周期T=365天。试仅用以上数据计算地球和太阳密度之比。假设太阳和地球都是质量均匀分布的球体。

8．宇航员从空间站（绕地球运行)上释放了一颗质量m=500kg的探测卫星．该卫星通过一条柔软的细轻绳与空间站连接,稳定时卫星始终在空间站的正下方，到空间站的距离l=20km．已知空间站的轨道为圆形,周期T = 92 min(分）．

i．忽略卫星拉力对空间站轨道的影响，求卫星所受轻绳拉力的大小．

ii．假设某一时刻卫星突然脱离轻绳．试计算此后卫星轨道的近地点到地面的高度、远地点到地面的高度和卫星运行周期．

9．一个质量为m1的废弃人造地球卫星在离地面h=800km高空作圆周运动，在某处和一个质量为m2=91m1的太空碎片发生迎头正碰，碰撞时间极短,碰后二者结合成一个物体并作椭圆运动。碰撞前太空碎片作椭圆运动，椭圆轨道的半长轴为7500km，其轨道和卫星轨道在同一平面内。已知质量为m的物体绕地球作椭圆运动时，其总能量即动能与引力势能之和E=-GaMm2，式中G是引力常量,M是地球的质量,a为椭圆轨道的半长轴.设地球是半径R=6371km的质量均匀分布的球体，不计空气阻力。

（1）试定量论证碰后二者结合成的物体会不会落在地球上。

（2）如果此事件是发生在北极上空(地心和北极的连线方向上），碰后二者结合成的物体与地球相碰处的纬度是多少？

10、从赤道上的 C 点发射洲际导弹，使之精确地击中北极点 N，要求发射所用的能量最少。假定地球是一质量均匀分布的半径为 R 的球体,R＝6400 km.已知质量为 m 的物体在地球引力作用下作椭圆运动时,其能量 E 与椭圆半长轴 a 的关系为2MmEGa,式中 M 为地球质量，G 为引力常量。

1。 假定地球没有自转,求最小发射速度的大小和方向(用速度方向与地心 O 到发射点 C 的连线之间的夹角表示）。

2。 若考虑地球的自转，则最小发射速度的大小为多少？

3。 试导出 2MmEGa 。

11．一质量为m＝3000kg的人造卫星在离地面的高度为H＝180 km的高空绕地球作圆周运动，那里的重力加速度g＝9．3m·s－2．由于受到空气阻力的作用,在一年时间内，人造卫星的高度要下降△H＝0．50km．已知物体在密度为ρ的流体中以速度v运动时受到的阻力F可表示为

F＝21ρACv2,式中A是物体的最大横截面积，C是拖曳系数,与物体的形状有关．当卫星在高空中运行时,可以认为卫星的拖曳系数C＝l，取卫星的最大横截面积A＝6．0m2．已知地球的半径为R0＝6400km．试由以上数据估算卫星所在处的大气密度．

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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

高中物理【天体运动的三类典型问题】专题训练

高中物理【天体运动的三类典型问题】专题训练

高中物理【天体运动的三类典型问题】专题训练

[A组 基础达标练]

1．(多选)2021年10月19日至23日，美国星链2305持续轨道变化，对中国空间站产生安全影响。中国空间站于10月21日3点16分进行变轨规避风险。图示为10月20日至23日期间星链2303和中国空间站的轨道距离地面高度数据图。假设除变轨过程，中国空间站在不同高度轨道上都是绕地球进行匀速圆周运动，则下列说法正确的是( )

A．10月21日3点16分，发动机向后喷气使得中国空间站速度增加

B．10月21日3点16分，发动机向前喷气使得中国空间站速度减小

C．中国空间站在10月22日运行的线速度大于其在10月20日运行的线速度

D．中国空间站在10月22日运行的线速度小于其在10月20日运行的线速度

解析：由题图可知，中国空间站从低轨道调整到高轨道运行，则空间站需做离心运动，根据GMmR2＝mv2R可知，空间站做离心运动，需要发动机向后喷气使得中国空间站速度增加，使得该位置处万有引力小于空间站所需要的向心力，故B错误，A正确；根据GMmR2＝mv2R，可得v＝ GMR，空间站运行轨道半径越大，线速度越小，由题图可知，中国空间站在10月22日运行的半径大于其在10月20日运行的半径，则中国空间站在10月22日运行的线速度小于其在10月20日运行的线速度，故C错误，D正确。

答案：AD

2．(多选)“神舟十一号”飞船曾与“天宫二号”目标飞行器顺利完成自动交会对接。关于交会对接，以下说法正确的是( )

A．飞船在同轨道上加速直到追上“天宫二号”完成对接

B．飞船从较低轨道，通过加速追上“天宫二号”完成对接

C．在同一轨道上的“天宫二号”通过减速完成与飞船的对接

D．若“神舟十一号”与“天宫二号”原来在同一轨道上运动，则不能通过直接加速或减速某飞行器的方式完成对接

解析：“神舟十一号”飞船与“天宫二号”目标飞行器正确对接的方法是处于较低轨道的“神舟十一号”飞船在适当位置通过适当加速，恰好提升到“天宫二号”目标飞行器所在高度并与之交会对接。若“神舟十一号”与“天宫二号”原来在同一轨道上运动，后面的飞行器加速会上升到较高轨道，前面的飞行器减速会下降到较低的轨道，都不会完成交会对接。综上所述，选项A、C错误，B、D正确。

高中物理竞赛知识点

高中物理竞赛知识点

博学笃行 自强不息

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高中物理竞赛知识点

摘要：

在高中物理竞赛中，掌握一定的物理知识点对于取得好成绩至关重要。本文将介绍一些高中物理竞赛中常见的知识点，包括力学、热学、电磁学和光学等方面的内容。通过学习和理解这些知识点，同学们可以更好地准备和应对物理竞赛。

一、力学

1. 牛顿三定律：牛顿第一定律（惯性定律）、牛顿第二定律（力与加速度的关系）、牛顿第三定律（作用力和反作用力）。

2. 运动学：匀速直线运动、匀加速直线运动、曲线运动、圆周运动等基本概念和计算方法。

3. 力学中的几个关键概念：作用力、质量、重力、摩擦力、弹力、弹性势能、动能、功和功率等。

4. 牛顿运动定律的应用：通过具体问题的分析和计算，掌握牛顿运动定律在实际运动中的应用，如斜面运动、谐振运动等。 博学笃行 自强不息

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5. 天体运动：了解行星运动和开普勒定律，理解宇宙中的引力作用。

二、热学

1. 温度和热量：热学基本概念，包括温度、热量、热平衡、比热容等。

2. 热传导和传热：热传导的基本原理和计算，了解传热的三种方式：导热、对流和辐射。

3. 热力学定律：热力学第一定律（能量守恒定律）、热力学第二定律（热不可逆过程、熵增原理）等。

4. 热力学循环和功率：热力学循环的工作原理与效率计算，了解功率的概念和计算方法。

三、电磁学

1. 电荷和电场：电荷的性质和基本单位，电场的概念和计算方法。

博学笃行 自强不息

3

2. 电位差和电势：电场中两点之间的电位差和电势差的概念和计算。

3. 电流和电阻：电流的定义和计算，欧姆定律及其在电路中的应用。

4. 电路分析和电路图：串联、并联、混联电路的分析，理解电路图的符号和组成。

5. 磁场和电磁感应：磁场的产生和性质，电磁感应的基本原理和应用，包括法拉第电磁感应定律等。

四、光学

1. 光的直线传播和折射：光的直线传播和折射的基本规律与计算方法，了解光的折射定律和斯涅尔定律。

高中物理奥赛复赛专项训练(全12套)每日两题

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[益民工作室]高中物理奥赛

真题演练【专项冲刺】

第 1 页 共 48 页 姓名： 物理竞赛真题专项(1) 静力学平衡

1．〔26届复赛〕二、（20分）图示正方形轻质刚性水平桌面由四条完全相同的轻质细桌腿1、2、3、4支撑于桌角A、B、C、D处，桌腿竖直立在水平粗糙刚性地面上。已知桌腿受力后将产生弹性微小形变。现于桌面中心点O至角A的连线OA上某点P施加一竖直向下的力F，令cOAOP，求桌面对桌腿1的压力F1。

【思路与心得】

A B

C D 1 2

3 4 O P F

[益民工作室]高中物理奥赛 真题演练【专项冲刺】

第 2 页 共 48 页 二、参考解答：

设桌面对四条腿的作用力皆为压力，分别为1F、2F、3F、4F．因轻质刚性的桌面处在平衡状态，可推得1234FFFFF (1)由于对称性，24FF． (2)

考察对桌面对角线BD的力矩，由力矩平衡条件可得13FcFF． (3)

根据题意， 10c，c=0对应于力F的作用点在O点，c=1对应于F作用点在A点.

设桌腿的劲度系数为k, 在力F的作用下，腿1的形变为1Fk，腿2和4的形变均为2Fk，腿3的形变为3Fk．依题意，桌面上四个角在同一平面上，因此满足13212FFFkkk, 即 1322FFF． (4)

由(1)、(2)、(3)、(4)式，可得 1214cFF， (5) 3124cFF， (6)

当12c时，03F.30F，表示腿3无形变；30F，表示腿3受到桌面的作用力为拉力，这是不可能的，故应视30F．此时(2)式(3)式仍成立．由(3)式，可得1FcF (7)

综合以上讨论得FcF4121, 102c . (8) cFF1，121c . (9)