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【高中物理】2019年高考物理一轮复习专题5.13天体的自转问题千题精练.doc

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专题5.13 天体的自转问题一．选择题1.(2018·广东第二次大联考)已知一质量为m 的物体分别静止在北极与赤道时对地面的压力差为ΔN ，假设地球是质量分布均匀的球体，半径为R 。

则地球的自转周期为( ) A ．T ＝2πmRΔN B ．T ＝2πΔNmRC ．T ＝2π m ΔNRD ．T ＝2πRm ΔN【参考答案】A2．(2016·全国卷Ⅰ，17)利用三颗位置适当的地球同步卫星，可使地球赤道上任意两点之间保持无线电通讯，目前地球同步卫星的轨道半径约为地球半径的6.6倍，假设地球的自转周期变小，若仍仅用三颗同步卫星来实现上述目的，则地球自转周期的最小值约为( ) A.1 h B.4 hC.8 hD.16 h【参考答案】B【名师解析】地球自转周期变小，卫星要与地球保持同步，则卫星的公转周期也应随之变小，由开普勒第三定律r 3T 2＝k 可知卫星离地球的高度应变小，要实现三颗卫星覆盖全球的目的，则卫星周期最小时，由数学几何关系可作出他们间的位置关系如图所示。

卫星的轨道半径为r ＝Rsin 30°＝2R ，由r 31T 21＝r 32T 22得（6.6R ）3242＝（2R ）3T 22。

解得T 2≈4 h 。

选项B 正确。

3．（2018福建质检）位于贵州的“中国天眼”是目前世界上口径最大的单天线射电望远镜（FAST）。

通过FAST测得水星与太阳的视角为θ（水星、太阳分别与观察者的连线所夹的角），如图所示。

若最大视角的正弦值为k，地球和水星绕太阳的运动视为匀速圆周运动，则水星的公转周期为A年B年C年D年【参考答案】C【考查内容】本题以利用“中国天眼”观察水星为载体，主要考查万有引力定律及其应用。

侧重考查推理能力，要求考生理解视角的定义，运用天体运动规律结合三角函数推理解决实际问题。

体现运动观念、科学推理、STSE等物理核心素养的考查，彰显中国正能量，渗透爱国主义教育，增强民族自豪感。

4．（2017广西五市考前冲刺）金星和地球在同一平面内绕太阳公转，且公转轨道均视为圆形，如图所示，在地球上观测，发现金星与太阳可呈现的视角（太阳与金星均视为质点，它们与眼睛连线的夹角）有最大值，最大视角的正弦值为n ，则金星的公转周期为A ．322(1)n -年 B ．324(1)n - 年C ．3n 年D 年 【参考答案】D【命题意图】本题考查开普勒定律及其相关的知识点。

5．(2016贵州黔南州三校联考)组成星球的物质是靠引力吸引在一起的，这样的星球有一个最大的自转速率，如果超出了该速率，星球的万有引力将不足以维持其赤道附近的物体随星球做圆周运动。

假设地球可视为质量均匀分布的星球，地球半径为R 、地球北极表面附近的重力加速度为g 、引力常量为G 、地球质量为M ，则地球的最大自转角速度ω为：( )A ．32RGMπω= B ．ωC ．Rg=ω D ．g R πω2=【参考答案】BC【名师解析】取地球赤道上一质量很小的质元，设其质量为m ，由要维持其该质元随地球一起转动，则质元与地球之间的万有引力等于向心力，有G2Mm R =mR ω2，解得：ω,选项A 错误B 正确。

在地球北极表面附近，G 2'Mm R =m ’g ，则有mg=mR ω2，解得：ω选项c 正确D 错误。

6．（2015·江苏）过去几千年来，人类对行星的认识与研究仅限于太阳系内，行星“51 peg b ”的发现拉开了研究太阳系外行星的序幕。

“51 peg b ”绕其中心恒星做匀速圆周运动，周期约为4天，轨道半径约为地球绕太阳运动半径为120，该中心恒星与太阳的质量比约为（ ） （A ）．110（B ）．1 （C ）．5 （D ）．10 【参考答案】B7、（2016洛阳联考）采用不同的方法来估算银河系的质量，会得出不同的结果。

例如按照目侧估算，在离恨河系中心距离R=3⨯109R 0的范围内聚集的质量M=1.5⨯1011M 0，其中R 0是地球轨道半径，M 0是太阳质量。

假设银河系的质量聚集在中心，如果观测到离银河系中心距离R 处的一颗恒星的周期为T=3. 75⨯108年，那么银河系中半径为R 的球体内部未被发现的天体的质量约为( )A 、4.0⨯1010 M 0B 、1.9⨯1011M 0C 、4.0⨯1011 M 0D 、5.5⨯1011 M 0【参考答案】A【名师解析】地球围绕太阳圆周运动，由万有引力定律，G 020mM R =mR 0(02T π)2，即M 0=2324R GT π ；恒星围绕银河系中心运动，由万有引力定律，G2'mM R =mR (2Tπ)2，即M ’=2324RGT π=()()39283103.7510⨯⨯ 230204R GT π=()()39283103.7510⨯⨯ M 0=1.92×1011 M 0，银河系中半径为R 的球体内部未被发现的天体的质量约为1.92×1011 M 0-1.5×1011 M 0=0.42×1011 M 0。

选项A 正确。

8. 最近美国宇航局公布了开普勒探测器最新发现的一个奇特的行星系统，命名为“开普勒-11行星系统”，该系统拥有6颗由岩石和气体构成的行星围绕一颗叫做“kepler-11”的类太阳恒星运行。

经观测，其中被称为“kepler-11b ”的行星与“kepler-11”之间的距离是地日距离的N1，“kepler-11”的质量是太阳质量的k 倍，则“kepler-11b ”的公转周期和地球公转周期的比值是：（ ） A ．13--k N B ．k N 3 C ．2123--kN D ．2123k N【参考答案】C 【名师解析】对于日地系统，由2224Mm G m r r T π=得T =对于“开普勒-11行星系统”， 由222''4''M m G m R R T π=，R=r/N ，M ’=kM得'T =所以'T T = C 正确。

9. （2016·海南）通过观察冥王星的卫星，可以推算出冥王星的质量。

假设卫星绕冥王星做匀速圆周运动，除了引力常量外，至少还需要两个物理量才能计算出冥王星的质量。

这两个物理量可以是 A.卫星的速度和角速度 B.卫星的质量和轨道半径 C.卫星的质量和角速度 D.卫星的运行周期和轨道半径 【参考答案】AD10．(2016武汉汉阳一中模拟)据每日邮报2014年4月18日报道，美国国家航空航天局（NASA ）目前宣布首次在太阳系外发现“类地”行星Kepler-186f 。

假如宇航员乘坐宇宙飞船到达该行星，进行科学观测：该行星自转周期为T;宇航员在该行星“北极”距该行星地面附近h 处自由释放—个小球（引力视为恒力），落地时间为t 1；宇航员在该行星“赤道”距该行星地面附近h 处自由释放—个小球（引力视为恒力），落地时间为t 2。

则行星的半径R 的值 （ ）A ．22212221224)(t t hT t t R π+=B ．22212221222)(t t hT t t R π+= C ．22212221222)(t t hT t t R π-= D.22212221224)(t t hT t t R π-= 【参考答案】C11．(2016·河北邯郸市高三一调)已知某半径为r 0的质量分布均匀的天体，测得它的一个卫星的圆轨道的半径为r ，卫星运行的周期为T 。

假设在该天体表面沿竖直方向以初速度v 0向上抛出一个物体，不计阻力，求它可以到达的最大高度h 是( )A.v 20T 2（r －r 0）24π2r 3B.v 20T 2（r －r 0）28π2r 3C.v 20T 2r 204π2r 3D.v 20T 2r 208π2r 3【参考答案】D【名师解析】由万有引力提供向心力得：GMm r 2＝m ·4π2r T 2，GMm r 20＝mg ′，所以g ′＝4π2r 3T 2r 20，在该天体表面沿竖直方向以初速度v 0向上抛出一个物体，不计阻力，物体上升的过程中的机械能守恒，mg ′h ＝12mv 20，它可以到达的最大高度h ＝v 20T 2r 28π2r 3，D 正确。

12．(2016贵州黔南州三校联考)组成星球的物质是靠引力吸引在一起的，这样的星球有一个最大的自转速率，如果超出了该速率，星球的万有引力将不足以维持其赤道附近的物体随星球做圆周运动。

假设地球可视为质量均匀分布的星球，地球半径为R 、地球北极表面附近的重力加速度为g 、引力常量为G 、地球质量为M ，则地球的最大自转角速度ω为：( )A ．32R GMπω= B ．ωC ．Rg=ω D ．g R πω2=【参考答案】BC13．(2016·华中师大附中一模)地球赤道上的物体重力加速度为g，物体在赤道上随地球自转的向心加速度为a，要使赤道上的物体“飘”起来，则地球的转速就应为原来的( )A.ga倍 B.g＋aa倍C.g－aa倍 D.ga倍【参考答案】B【名师解析】赤道上的物体随地球自转时：G MmR2－F N＝mR0ω2＝ma，其中F N＝mg。

要使赤道上的物体“飘”起来，即变为近地卫星，则应有F N＝0，于是G MmR2＝mR0ω′2，所以ω′ω＝g＋aa，故B选项正确。

二．计算题1.（2016石家庄一模）由于地球自转的影响，地球表面的重力加速度会随纬度的变化而有所不同：若地球表面两极处的重力加速度大小为g，在赤道处的重力加速度大小为g，地球自转的周期为T，引力常量为G，地球可视为质量均匀分布的球体。

求：(1)地球半径R；(2)地球的平均密度；(3)若地球自转速度加快，当赤道上的物体恰好能“飘”起来时，求地球自转周期T'。

【名师解析】（1）在地球表面两极F万= mg0在赤道处，由牛顿第二定律可得：22()F mg m R Tπ-=万 可得： R =202()4g g T π-（3）赤道上的物体恰好能飘起来，物体受到的万有引力恰好提供向心力， 由牛顿第二定律可得：20224GMm mg m R R T π=='解得：T '==2．（15分）（2016·四川联考）火星（如图所示）是太阳系中与地球最为类似的行星，人类对火星生命的研究在今年因“火星表面存在流动的液态水”的发现而取得了重要进展。

若火星可视为均匀球体，火星表面的重力加速度为g 火星半径为R ，火星自转周期为T ，万有引力常量为G 。

求： (1)火星的平均密度ρ。

(2)火星的同步卫星距火星表面的高度h 。

【名师解析】 (15分)(1)在火星表面，对质量为m 的物体有mg=G2MmR又M=ρV=ρ·343R π联立①②两式解得ρ=34gG Rπ (2)同步卫星的周期等于火星的自转周期T 万有引力提供向心力，有G()2'Mm R h +=m ’(R+h)224Tπ联立②③两式解得-R。

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近年高考物理一轮复习第四章曲线运动万有引力与航天第5讲天体运动问题练习(2021年整理)

近年高考物理一轮复习第四章曲线运动万有引力与航天第5讲天体运动问题练习(2021年整理)

2019高考物理一轮复习第四章曲线运动万有引力与航天第5讲天体运动问题练习编辑整理：尊敬的读者朋友们：这里是精品文档编辑中心，本文档内容是由我和我的同事精心编辑整理后发布的，发布之前我们对文中内容进行仔细校对，但是难免会有疏漏的地方，但是任然希望（2019高考物理一轮复习第四章曲线运动万有引力与航天第5讲天体运动问题练习）的内容能够给您的工作和学习带来便利。

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第5讲天体运动问题1．假设地球可视为质量均匀分布的球体．已知地球表面重力加速度在两极的大小为g0，在赤道的大小为g；地球自转的周期为T，引力常量为G.地球的密度为( )A.错误!错误!B．错误!错误!C。

3πGT2D．错误!错误!解析:选B。

物体在地球的两极时，mg0＝G MmR2，物体在赤道上时，mg＋m错误!错误!R＝G错误!，则ρ＝错误!＝错误!.故选项B正确，选项A、C、D错误．2.（多选）（2016·高考江苏卷)如图所示，两质量相等的卫星A、B绕地球做匀速圆周运动，用R、T、E k、S分别表示卫星的轨道半径、周期、动能、与地心连线在单位时间内扫过的面积．下列关系式正确的有( ）A．T A>T B B．E k A〉E k BC．S A＝S B D．错误!＝错误!解析:选AD.卫星做匀速圆周运动，万有引力提供向心力，即G MmR2＝mv2R＝mR错误!错误!，得v＝错误!，T＝2π错误!，由R A〉R B,可知，T A>T B，v A〈v B，由于两卫星的质量相等，因此Ek A 〈E k B，A项正确，B项错误；由开普勒第三定律可知，错误!＝错误!，D项正确;卫星与地心的连线在t时间内扫过的面积S＝tTπR2＝t错误!，可见轨道半径大的卫星与地心的连线在单位时间内扫过的面积大，C项错误．3．我国“玉兔号"月球车被顺利送抵月球表面，并发回大量图片和信息．若该月球车在地球表面的重力为G1,在月球表面的重力为G2。

高三物理一轮复习热点题型练习：天体运动问题热点题型

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天体问题热点题型练一、选择题1.我国探月的“嫦娥工程”已启动,在不久的将来,我国宇航员将登上月球。

假如宇航员在月球上测得摆长为L的单摆做小振幅振动的周期为T,将月球视为密度均匀、半径为r的球体,则月球的密度为( )A.πL3GrTB.3πLGrTC.16πL3GrT2 D.3πL16GrT22.2016年8月16日凌晨,被命名为“墨子号”的中国首颗量子科学实验卫星开启星际之旅,这是我国在世界上首次实现卫星和地面之间的量子通信,构建天地一体化的量子保密通信与科学实验体系。

“墨子号”卫星的工作高度约为500km,在轨道上绕地球做匀速圆周运动,经过时间t(t小于其运动周期),运动的弧长为s,与地球中心连线扫过的角度为β(弧度),引力常量为G,则下列关于“墨子号”的说法正确的是( )A.向心加速度小于地球同步卫星的向心加速度B.周期为2πtβC.质量为s 3Gt2βD.线速度大于第一宇宙速度3.(2018·全国卷Ⅲ)为了探测引力波，“天琴计划”预计发射地球卫星P，其轨道半径约为地球半径的16倍；另一地球卫星Q的轨道半径约为地球半径的4倍。

P与Q的周期之比约为( )A.2∶1B.4∶1C.8∶1D.16∶14.某颗北斗导航卫星属于地球静止轨道卫星(即卫星相对于地面静止)。

则此卫星的( )A.线速度大于第一宇宙速度B.周期小于同步卫星的周期C.角速度大于月球绕地球运行的角速度D.向心加速度大于地面的重力加速度5.在行星表面，测得以初速度10 m/s竖直上抛一个小球可到达的最大高度只有 1 m，而行星的半径只有地球的一半，则其平均密度和地球的平均密度之比为(地球表面重力加速度g取10 m/s2)( ) A.5∶2 B.2∶5C.1∶10D.10∶16.如图所示,人造卫星A、B在同一平面内绕地心O做匀速圆周运动,已知A、B连线与A、O连线间的夹角最大为θ,则卫星A、B的线速度之比为( )A.sinθB.1sinθC.√sinθD.√1sinθ7.近年来，人类发射了多枚火星探测器，对火星进行科学探究，为将来人类登上火星、开发和利用火星资源奠定了坚实的基础。

2019年高考物理复习天体运动专题练习(含答案)-文档资料

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2021年高考物理复习天体运动专题练习〔含答案〕天体是天生之体或者天然之体的意思,表示未加任何掩盖.查字典物理网整理了天体运动专题练习,请考生练习. 一、单项选择题〔此题共10小题,每题6分,共60分.〕 1.〔2021武威模拟〕2021年6月20日上午10点神舟十号航天员首次面向中小学生开展太空授课和天地互动交流等科普教育活动,这是一大亮点.神舟十号在绕地球做匀速圆周运动的过程中,以下表达不正确的选项是〔〕A.指令长聂海胜做了一个太空打坐,是由于他不受力B.悬浮在轨道舱内的水呈现圆球形C.航天员在轨道舱内能利用弹簧拉力器进行体能锻炼D.盛满水的敞口瓶,底部开一小孔,水不会喷由【解析】在飞船绕地球做匀速圆周运动的过程中,万有引力充当向心力,飞船及航天员都处于完全失重状态,聂海胜做太空打坐时同样受万有引力作用,处于完全失重状态,所以A错误；由于液体外表张力的作用,处于完全失重状态下的液体将以圆球形状态存在,所以B正确；完全失重状态下并不影响弹簧的弹力规律,所以拉力器可以用来锻炼体能, 所以C正确；由于敞口瓶中的水也处于完全失重状态,即水对瓶底部没有压强,所以水不会喷由,故D正确.【答案】A2.为研究太阳系内行星的运动,需要知道太阳的质量, 地球半径为R,地球质量为成太阳与地球中央间距为r,地球外表的重力加速度为g,地球绕太阳公转的周期T.那么太阳的质量为〔〕A.B.C. D.【解析】地球外表质量为m的物体万有引力等于重力,即G=mg 对地球绕太阳做匀速圆周运动有G=m解彳等M= D正确.【答案】D3.〔2021温州质检〕经国际小行星命名委员会命名的神舟星和杨利伟星的轨道均处在火星和木星轨道之间.神舟星平均每天绕太阳运行1.74109 m ,杨利伟星平均每天绕太阳运行1.45109 m.假设两行星都绕太阳做匀速圆周运动,那么两星相比拟〔〕A.神舟星的轨道半径大B.神舟星的加速度大C.杨利伟星的公转周期小D.杨利伟星的公转角速度大【解析】由万有引力定律有：G=m=ma=m〔〕2r=m2r得运行速度v=,加速度a=G,公转周期T=2,公转角速度=,由题设知神舟星的运行速度比杨利伟星的运行速度大,神舟星的轨道半径比杨利伟星的轨道半径小,那么神舟星的加速度比杨利伟星的加速度大,神舟星的公转周期比杨利伟星的公转周期小,神舟星的公转角速度比杨利伟星的公转角速度大,应选项A、C、D错误,B正确.【答案】B4.卫星甲绕质量为M1的行星以ri为半径做圆周运动,卫星乙绕质量为M2的行星以r2为半径做圆周运动.假设不考虑莫行星对另一行星的卫星的影响,用T1、T2和v1、v2分别表示卫星甲、乙的周期和线速度大小,那么以下关系正确的选项是〔〕A.= B.=C.=D.=【解析】行星与卫星间的万有引力提供卫星做圆周运动的向心力,对卫星甲：有G=m1=m1r1对卫星乙：G=m2=m2r2. 整理得=,二,选项D正确.【答案】D5.如图1所示是美国的卡西尼号探测器经过长达7年的艰苦旅行,进入绕土星飞行的轨道.假设卡西尼号探测器在半径为R 的土星上空离土星外表高h的圆形轨道上绕土星飞行,环绕n图1周飞行时间为t ,万有引力常量为G,那么以下关于土星质量M和平均密度的表达式正确的选项是〔〕A.M=,=B.M=,=C.M=,=D.M=,=【解析】设卡西尼号的质量为卡西尼号围绕土星的中央做匀速圆周运动,具向心力由万有引力提供,G=m(R+h)()2 , 其中T=, 解得M=.又土星体积V=R3所以==,D正确.【答案】D6.宇航员乘坐的宇宙飞船正在地球赤道平面内的圆周轨道上运行,其离地球外表的高度为同步卫星离地球外表高度的十分之一,且运行方向与地球自转方向一致.以下说法中正确的是()A.飞船运行的加速度al与同步卫星运行的加速度a2的关系为a1=100a2B.飞船运行的速度等于同步卫星运行速度的倍C.站在地球赤道上的人观察到飞船向东运动D.在飞船上工作的宇航员因不受重力而在舱中悬浮或静止【解析】设地球半径为R,根据G=ma#=()=(10-)2100 ,所以a1100a2, A错；根据G=m B错；根据G=m(R+h舟飞船运行的周期小于同步卫星的周期,而地球自转的周期与同步卫星的周期相同,所以C对；完全失重不是不受重力, D错.【答案】C7.如图2所示,设想轨道A为天宫一号运行的圆轨道,轨道B为神舟九号变轨前的椭圆轨道, 如果它们的轨道平面相同, 且A、B轨道相交于P、Q两点,那么以下关于神舟九号和天宫一号的物理量说法正确的图2是〔〕A.一定具有相同的运动周期B. 一定具有相同的机械能C.在轨道上的P点或Q点时具有相同的速度D.在轨道上的P点或Q点时一定具有相同的加速度【解析】根据开普勒第三定律,如果神舟九号沿椭圆轨道运动的半长轴等于天宫一号圆轨道的半径,那么它们的运行周期相等,A错误；宇宙飞船的机械能是动能和引力势能的总和, 与飞船的质量有关,故机械能不一定相等,B错误；速度是矢量,因此在轨道上的P点或Q点即使速度大小相等,方向也不相同,C错误；由牛顿第二定律可知, 它们在P点或Q点时的加速度一定相同,D正确.【答案】D8.〔2021石家庄模拟〕宇宙中两个相距较近的星球可以看成双星,它们只在相互间的万有引力作用下,绕两球连线上的莫一固定点做周期相同的匀速圆周运动.根据宇宙大爆炸理论,双星间的距离在不断缓慢增加,设双星仍做匀速圆周运动,那么以下说法正确的选项是〔〕A.双星相互间的万有引力不变B.双星做圆周运动的角速度均增大C.双星做圆周运动的动能均不变D.双星做圆周运动的半径均增大【解析】由=m12r1=m22r2, L=r1+r2 ,可解得：=,r1=L,r2=L,万有引力F=,由此可见随着L的增大、F、均减小, r1、r2均增大,A、B错误,D正确；由v1=r1= , v2=,故随L 的增大,v1、v2均减小,双星圆周运动的动能也减小, C错误.【答案】D9.经长期观测,人们在宇宙中已经发现了双星系统,双星系统由两颗相距较近的恒星组成,每个恒星的线速度远小于两个星体之间的距离,而且双星系统一般远离其他天体.两颗星球组成的双星,在相互之间的万有引力作用下,绕连线上的O点做周期相同的匀速圆周运动.现测得两颗星之间的距离为L,质量之比为m1m2=32那么可知〔〕 A.m1、m2做圆周运动的角速度之比为23B.m1、m2做圆周运动的线速度之比为32C.m1做圆周运动的半径为LD.m2做圆周运动的半径为L【解析】双星系统在相互之间的万有引力作用下,绕连线上的O 点做周期相同的匀速圆周运动,角速度相同,A错误；由G=m12r1=m22r2得r1r2=m2m1=23,由v=r得两星球做圆周运动的线速度之比为v1v2=r1r2=23 , B错误;m1做圆周运动的半径为L, m2做圆周运动的半径为L, C正确,D错误.【答案】C10.地球同步卫星离地面的距离为地球半径的约6倍,假设莫行星的平均密度约为地球平均密度的一半,它的同步卫星距其外表的高度约是其半径的 2.5倍,那么该行星的自转周期约为〔〕A.6小时B.12小时C.24小时D.36小时【解析】绕行地球有T地=2 ,绕行莫行星有T奥=2 .综合体积与密度,对地球有M地=地R ,对莫行星有MM =莫R .③式代入式得T地=2,式代入式得T莫=2,两式相除得T奥=12小时,应选项B正确、选项A、C、D错误.【答案】B二、多项选择题〔此题共5小题,每题8分,共40分.〕11.卫星在莫一轨道上绕地球做圆周运动,由于受稀薄大气阻力的影响,卫星的绕行高度缓慢降低,对此以下说法正确的是〔〕A.卫星运行的动能增大,机械能减小B.卫星运行的动能减小,机械能减小C.空气阻力做的功与卫星机械能的变化大小相等D.地球引力做的功与卫星机械能的变化大小相等【解析】卫星圆形轨道半径r缓慢减小,具动能增大、势能减小、机械能减小,应选项A正确、选项B错误；由高轨道向低轨道变化,有|Wf|二|E机| ,应选项C正确；而|WG|E 机| ,应选项D 错误.【答案】AC12.(2021泉州质检)如图3所示,嫦娥三号从环月圆轨道上的P点实施变轨进入椭圆轨道,再由近月点Q开始进行动力下降,最后于2021年12月14日成功落月.以下说法正确的是()图3A.其轨道运行的周期大于沿轨道运行的周期 B.沿轨道运行至P点时,需制动减速才能进入轨道 C.沿轨道运行时,在P点的加速度大于在Q点的加速度 D.沿轨道运动时,由P点到Q点的过程中万有引力对其做正功【解析】由图中几何关系可知：圆轨道的半径R大于椭圆轨道的半长轴r,根据开普勒第三定律可知：=,那么TTII,选项A错误；嫦娥三号从圆轨道到椭圆轨道需要变轨做向心运动,变轨需要改变速度,而在该点处受到的万有引力不变, 故需要减速,选项B正确；因Q点离月球较近,嫦娥三号受到月球的引力较大,根据牛顿第二定律,可知：其在P点的加速度小于在Q点的加速度,选项C错误；沿椭圆轨道运行时,嫦娥三号在Q点的速度大于在P点的速度,故从P点到Q点过程中万有引力做正功,选项D 正确.【答案】BD13.宇宙中的有些恒星可组成双星系统.它们之间的万有引力比其他恒星对它们的万有引力大得多,因此在研究双星的运动时,可以忽略其他星球对它们的作用.S1和S2构成一个双星,它们在相互之间的万有引力作用下绕两者连线上更一定点O做匀速圆周运动.S1的质量是S2质量的k倍〔k1〕,以下判断正确的选项是〔〕 A.S1、S2的角速度之比为1k B.S1、S2的线速度之比为1k C.S1、S2的加速度之比为1kD.S1、S2所受的向心力大小之比为k1【解析】双星系统有彼此之间的万有引力提供各自圆周运动的向心力,二者总保持在一条直线即直径上,得到二者角速度之比为11, A错；二者的向心力是相互作用力,因此向心力之比为11, D错；根据万有引力提供向心力有=m1R12=m2R22=m1a1=m2a2==k,即a1a2=1k, C对；根据v=R 知==1k, B对.【答案】BC14.〔2021合肥模拟〕北斗系统中两颗工作卫星1和2在同一轨道上绕地心O沿顺时针方向做匀速圆周运动,轨道半径为r,更时刻它们分别位于轨道上的A、B两位置,如图4所示.地球外表处的重力加速度为g,地球半径为R,不计卫星间的相互作图4用力.以下判断中正确的选项是〔〕 A.这两颗卫星的向心加速度大小为a=gB.这两颗卫星的角速度大小为=RC.卫星1由位置A运动至位置B所需的时间为t=D.如果使卫星1加速,它就一定能追上卫星2【解析】卫星绕地球做匀速圆周运动,万有引力充当向心力,即：G=ma由万有引力与重力关系, G=mg解两式得：a=g, A项对；由a=2r,将上式代入得：=,B项错；卫星1由位置A 运动到位置B所需时间为卫星周期的,由T=, t=, C 项正确；卫星1加速后做离心运动,进入高轨道运动,不能追上卫星2, D项错. 【答案】AC15.宇宙飞船绕地球做圆周运动时,由于地球遮挡阳光,会经历日全食过程,如图5所示.地球的半径为R,地球质量为M,引力常量为G,地球自转周期为T0.太阳光可看作平行光,不考虑地球图5公转的影响,宇航员在A点测由地球的张角为,以下说法中正确的选项是()A.飞船的高度为B.飞船的线速度为C.飞船的周期为2D.飞船每次日全食过程的时间为【解析】飞船绕行有：v= , T=2 ,应用几何关系.在OEA中有sin=,飞船高度为h=r-R .③式代入式,解得h=R(-1),应选项A错误；第10页解得v=,应选项B正确；解得T=2,选项C正确；每次日全食时间t为绕行BAC时间.由ODB2△0£人知=,又有二,解得=综合圆周运动规律.有：2=t,2T ,解得t=,解式得t=T ,应选项D错误.【答案】BC天体运动专题练习及答案的全部内容就是这些,查字典物理网希望考生可以实现自己的理想.第11页。

2019年高考物理一轮复习精品资料专题4.4 万有引力定律与天体运动(押题专练) 含解析

2019年高考物理一轮复习精品资料专题4.4 万有引力定律与天体运动(押题专练) 含解析

2019年高考物理一轮复习精品资料1．两颗人造卫星运动的轨迹都是圆，若轨道半径分别为r 1、r 2，向心加速度分别为a 1、a 2，角速度分别为ω1、ω2，则( )．A.a 1a 2＝r 21r 22B.a 1a 2＝r 1r 2C.ω1ω2＝ r 1r 2 D.ω1ω2＝ r 32r 31解析 根据万有引力提供向心力有G Mm r2＝m ω2r ＝ma ，整理得ω＝GM r 3，a ＝GM r 2.所以，a 1a 2＝r 22r 21，ω1ω2＝ r 32r 31，D 项正确．答案 D2．如图1所示，在圆轨道上运行的国际空间站里，一宇航员A 静止(相对于空间舱)“站”在舱内朝向地球一侧的“地面”B 上．则下列说法中正确的是( )．图1A ．宇航员A 不受重力作用B ．宇航员A 所受重力与他在该位置所受的万有引力相等C ．宇航员A 与“地面”B 之间的弹力大小等于重力D ．宇航员A 将一小球无初速度(相对空间舱)释放，该小球将落到“地面”B 上答案 B3．关于环绕地球运行的卫星，下列说法正确的是( )A ．分别沿圆轨道和椭圆轨道运行的两颗卫星，不可能具有相同的周期B ．沿椭圆轨道运行的一颗卫星，在轨道不同位置可能具有相同的速率C ．在赤道上空运行的两颗地球同步卫星，它们的轨道半径有可能不同D ．沿不同轨道经过北京上空的两颗卫星，它们的轨道平面一定会重合解析 由开普勒第三定律可知A 错误；沿椭圆轨道运行的卫星在关于长轴对称的两点速率相等，故B 正确；所有同步卫星的轨道半径均相等，故C 错误；沿不同轨道运行的卫星，其轨道平面只要过地心即可，不一定重合，故D 错误．答案 B4．一人造地球卫星绕地球做匀速圆周运动，假如该卫星变轨后仍做匀速圆周运动，动能减小为原来的14，不考虑卫星质量的变化，则变轨前后卫星的( )．A ．向心加速度大小之比为4∶1B ．角速度之比为2∶1C ．周期之比为1∶8D ．轨道半径之比为1∶2答案 C5．西昌卫星发射中心发射的中圆轨道卫星，其轨道半径为2.8×107m ．它与另一颗同质量的同步轨道卫星(轨道半径为4.2×107m)相比( )．A ．向心力较小B ．动能较大C ．发射速度都是第一宇宙速度D ．角速度较小解析 由F 向＝F 万＝G Mm R 2知，中圆轨道卫星向心力大于同步轨道卫星(G 、M 、m 相同)，故A 错误．由E k ＝12mv 2，v＝GM R ，得E k ＝GMm2R，且由R 中<R 同知，中圆轨道卫星动能较大，故B 正确．第一宇宙速度是最小的卫星发射速度，故C 错误．由ω＝GMR 3可知，中圆轨道卫星角速度大，故D 错误． 答案 B6．我国发射的“天宫一号”和“神舟八号”在对接前，“天宫一号”的运行轨道高度为350 km ，“神舟八号”的运行轨道高度为343 km.它们的运行轨道均视为圆周，则( )A ．“天宫一号”比“神舟八号”速度大B ．“天宫一号”比“神舟八号”周期长C ．“天宫一号”比“神舟八号”角速度大D ．“天宫一号”比“神舟八号”加速度大解析 用万有引力定律处理天体问题的基本方法是：把天体的运动看成圆周运动，其做圆周运动的向心力由万有引力提供．G Mm r 2＝m v 2r ＝mr ω2＝mr ⎝ ⎛⎭⎪⎫2πT 2＝m (2πf )2r ＝ma ，只有B 正确． 答案 B7．“嫦娥二号”卫星发射后直接进入近地点高度200千米、远地点高度约38万千米的地月转移轨道直接奔月，如图2所示．当卫星到达月球附近的特定位置时，卫星就必须“急刹车”，也就是近月制动，以确保卫星既能被月球准确捕获，又不会撞上月球，并由此进入近月点100千米、周期12小时的椭圆轨道a .再经过两次轨道调整，进入100千米的极月圆轨道b ，轨道a 和b 相切于P 点．下列说法正确的是( )图2A ．“嫦娥二号”卫星的发射速度大于7.9 km/s ，小于11.2 km/sB ．“嫦娥二号”卫星的发射速度大于11.2 km/sC ．“嫦娥二号”卫星在a 、b 轨道经过P 点的速度v a ＝v bD ．“嫦娥二号”卫星在a 、b 轨道经过P 点的加速度分别为a a 、a b ，则a a <a b答案：A8．北京航天飞行控制中心对“嫦娥二号”卫星实施多次变轨控制并获得成功．首次变轨是在卫星运行到远地点时实施的，紧随其后进行的3次变轨均在近地点实施．“嫦娥二号”卫星的首次变轨之所以选择在远地点实施，是为了抬高卫星近地点的轨道高度．同样的道理，要抬高远地点的高度就需要在近地点实施变轨．图3为“嫦娥二号”某次在近地点A 由轨道1变轨为轨道2的示意图，下列说法中正确的是( )．图3A．“嫦娥二号”在轨道1的A点处应点火加速B．“嫦娥二号”在轨道1的A点处的速度比在轨道2的A点处的速度大C．“嫦娥二号”在轨道1的A点处的加速度比在轨道2的A点处的加速度大D．“嫦娥二号”在轨道1的B点处的机械能比在轨道2的C点处的机械能大答案 A9．如图4所示，地球赤道上的山丘e、近地资源卫星p和同步通信卫星q均在赤道平面上绕地心做匀速圆周运动．设e、p、q的圆周运动速率分别为v1、v2、v3，向心加速度分别为a1、a2、a3，则( )．图4A．v1>v2>v3B．v1<v3<v2C．a1>a2>a3D．a1<a3<a2解析由题意可知：山丘与同步卫星角速度、周期相同，由v＝ωr，a＝ω2r可知v1<v3、a1<a3；对同步卫星和近地资源卫星来说，满足v＝GMr、a＝GMr2，可知v3<v2、a3<a2，对比各选项可知B、D正确．答案BD10．据报道，科学家们在距离地球20万光年外发现了首颗系外“宜居”行星。