高中物理【开普勒及天体运动】考题精选(附答案)

============================================================================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。

第1节开普勒定律刷基础 1. “雪龙号”南极考察船在由我国驶向南物体的重力是G ,已知地球的自转周期( )答案BC刷易错2. 假定太阳系一颗质量均匀、可看做球表面的“赤道”上物体对星球的压力减为答案C刷提分3. 8月16日凌晨,被命名为“墨子号”的中地球E 运动的椭圆轨道,地球隔为轨道周期)确的是( )A. 面积B. 卫星在轨道A 点的速度小于C.,其中C 为常数D. ,其中答案C定律和万有引力驶向南极的过程中,经过赤道时测得某物体的重力是转周期为T,引力常量为G,假设地球可视为质量分布均看做球体的小行星自转可以忽略,若该星球自转加快力减为原来的 2/3.已知引力常量G,则该星球密度 ρ的中国首颗量子科学实验卫星开启星际之旅,其运行E 位于椭圆的一个焦点上.轨道上标记了墨子卫的位置.如果作用在卫星上的力只有地球E 对卫星的万小于B 点的速度,a 为椭圆半长轴 为常数,b 为椭圆半短轴重力是G ,在南极附近测得该分布均匀的球体,由此可求得加快,角速度为 ω时,该星球ρ为( )其运行轨道为如图所示的绕墨子卫星经过相等时间间星的万有引力,则下列说法正4.地球为质量分布均匀的球体,O为地能正确描述x轴上各点的重力加速度A. B.答案A5.一宇航员到达半径为R、密度均匀球,上端固定在O点,如图甲所示,在最绳的拉力F大小随时间t的变化规律示. ,设R、m、引力常量已知量,忽略各种阻力.以下说法正确的答案C第2节万有引力与航天刷易错6.已知地球赤道上的物体随地球自转的向心加速度大小为a2，地球同步卫星线同步卫星距地面高度约为地球半径的答案C为地心.已知质量分布均匀的球壳对壳内物体的引力速度g的分布情况的是( )C. D.度均匀的某星球表面,做如下实验:用不可伸长的轻绳在最低点给小球某一初速度,使其绕O点的竖直面化规律如图乙所常量G以及为正确的是( )航天自转的线速度大小为v1、向心加速度大小为a1，近地卫卫星线速度大小为v3、向心加速度大小为a3．设近地卫径的6倍．则以下结论正确的是（ ）的引力为零.在下列四个图中,的轻绳拴一质量为m的小竖直面内做圆周运动,测得近地卫星线速度大小为v2、近地卫星距地面高度不计，7. 2016年2月11日，美国自然科学基国科学院公布了一项新的探测引力波的琴计划”于15年7月正式启动。

高二物理天体运动试题答案及解析1.（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；2.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。

3.（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；4.（专题卷）2007年10月24日，我国发射了第一颗探月卫星——“嫦娥一号” ，使“嫦娥奔月”这一古老的神话变成了现实．嫦娥一号发射后先绕地球做圆周运动，经多次变轨，最终进入距月面h=200公里的圆形工作轨道，开始进行科学探测活动．设月球半径为R，月球表面的重力加速度为g，万有引力常量为G，则下列说法正确的（）A．嫦娥一号绕月球运行的周期为B．由题目条件可知月球的平均密度为C．嫦娥一号在工作轨道上的绕行速度为D．在嫦娥一号的工作轨道处的重力加速度为【答案】BD【解析】本题考查的是万有引力定律问题，，，g=，可得月球的平均密度为；在嫦娥二号的工作轨道处的重力加速度为，D正确；嫦娥二号绕月球运行的周期为，A错误；嫦娥二号在工作轨道上的绕行速度为，C错误；5.（专题卷）（10分）2008年9月25日21时10分，神舟七号飞船成功发射，共飞行2天20小时27分钟，绕地球飞行45圈后，于9月28日17时37分安全着陆。

考点20 开普勒行星运动定律考点解读一、开普勒行星运动定律1．开普勒第一定律：所有行星绕太阳运动的轨道都是椭圆，太阳处在椭圆的一个焦点上。

行星的近日点到太阳的距离r1=a–c，行星的远日点到太阳的距离r2=a+c，其中a为椭圆轨道的半长轴，c为半焦距。

2．开普勒第二定律：对任意一个行星来说，它与太阳的连线在相等的时间内扫过相等的面积。

由于轨道不是圆，故行星离太阳距离较近时速度较大（势能小而动能大），对近日点和远日点的线速度大小有v1r1=v2r23．开普勒第三定律：所有行星的轨道的半长轴的三次方跟它的公转周期的二次方的比值都相等。

若轨道周期为T，则有32akT=，比值k为对所有行星都相同（与太阳有关）的常量。

若轨道为圆，半径为r，则有32rkT=，结合万有引力定律可得24πGMk=（G为引力常量，M为中心天体质量）二、开普勒行星运动定律的适用范围开普勒行星运动定律不仅适用于太阳–行星系统，类似的绕中心天体转动的系统一般都适用，如地–月系统、行星–卫星系统、恒星–彗星系统等。

重点考向考向一开普勒第一定律典例引领（2020·四川省泸县第二中学高三）一颗卫星绕地球沿椭圆轨道运动，A、B是卫星运动的远地点和近地点．下列说法中正确的是（）A．卫星在A点的角速度大于B点的角速度B ．卫星在A 点的加速度小于B 点的加速度C ．卫星由A 运动到B 过程中动能减小，势能增加D ．卫星由A 运动到B 过程中引力做正功，机械能增大 【参考答案】B【详细解析】近地点的线速度较大，结合线速度大小，根据vrω=比较角速度大小．根据牛顿第二定律比较加速度大小．根据万有引力做功判断动能和势能的变化． 近地点的速度较大，可知B 点线速度大于A 点的线速度，根据vrω=知，卫星在A 点的角速度小于B 点的角速度，故A 错误；根据牛顿第二定律得，2F GMa m r==，可知卫星在A 点的加速度小于B 点的加速度，故B 正确．卫星沿椭圆轨道运动，从A 到B ，万有引力做正功，动能增加，势能减小，机械能守恒，故CD 错误．变式拓展1．（2020·全国高三）近期，科学家在英国《自然》科学期刊上宣布重大发现，在太阳系之外，一颗被称为Trappist-1的超冷矮星周围的所有7颗行星的表面都可能有液态水，其中有3颗行星还位于适宜生命存在的宜居带，这7颗类似地球大小、温度相似，可能由岩石构成的行星围绕一颗恒星公转，下图为新发现的Trappist-1星系（图上方）和太阳系内行星及地球（图下方）实际大小和位置对比，则下列说法正确的是A ．这7颗行星运行的轨道一定都是圆轨道B ．这7颗行星运行的线速度大小都不同，最外侧的行星线速度最大C ．这7颗行星运行的周期都不同，最外侧的行星周期最大D ．在地球上发射航天器到达该星系，航天器的发射速度至少要达到第二宇宙速度 【答案】C【解析】A 、根据开普勒第一定律可知这7颗行星运行的轨道一定都是椭圆轨道，故A 错误；B 、由万有引力提供向心力：22Mm v G m r r=，则有GM v r =，这7颗行星运行的线速度大小都不同，最外侧的行星线速度最小，故B 错误；C 、由万有引力提供向心力：2224Mm G m r r T π=，则有234r T GMπ=，这7颗行星运行的周期都不同，最外侧的行星周期最大，故C 正确；D 、要在地球表面发射航天器到达该星系，发射的速度最小为第一宇宙速度，第一宇宙速度7.9/GMv km s R==，故D 错误； 故选C ． 【点睛】根据开普勒第一定律可知这7颗行星运行的轨道一定都是椭圆轨道，由万有引力提供向心力，最外侧的行星线速度最小，最外侧的行星周期最大．考向二 开普勒第二定律典例引领（2020·宁夏回族自治区贺兰县景博中学高一月考）某行星绕太阳运动的轨道如图所示，则以下说法不正确的是( )A ．太阳一定在椭圆的一个焦点上B ．该行星在a 点的速度比在b 、c 两点的速度都大C ．该行星在c 点的速度比在a 、b 两点的速度都大D ．行星与太阳的连线在相等时间内扫过的面积是相等的 【参考答案】C【详细解析】A ．由开普勒第一定律可知，太阳一定在椭圆的一个焦点上，故A 正确，不符合题意； BCD ．由开普勒第二定律：“相等时间内，太阳和运动着的行星的连线所扫过的面积都是相等的”，知距离越大速度越小，故C 错误，符合题意；BD 正确，不符合题意。

开普勒定律 万有引力定律 天体运动模型归类大连市物理名师工作室 门贵宝一．开普勒定律应用问题(一).开普勒第一定律（轨道定律）1.人们对天体运动的认识有“地心说”和“日心说”，下列叙述中正确的是( C ) A ．太阳东升西落的现实，说明“地心说”是有科学道理的 B ．“日心说”否定了“地心说”是科学的否定，因此“日心说”是完美的学说 C ．“日心说”是人类认识自然过程中的又一进步，但也存在一定的缺陷 D ．以上说法均不正确2.根据开普勒行星运动规律推论出下列结论中，哪个是错误的( D )A.人造地球卫星的轨道都是椭圆，地球在椭圆的一个焦点上 B.同一卫星在绕地球运动的不同轨道上运动，轨道半长轴的三次方与公转周期的二次方的比值都相同C.不同卫星在绕地球运动的不同轨道上运动，轨道半长轴的三次方与公转周期的二次方的比值都相同D.同一卫星绕不同行星运动，轨道半长轴的三次方与公转周期的二次方的比值都相等 3.设行星绕恒星的运动轨道是圆，则其运行周期T 的平方与其运动轨道半径R 的三次方之比为常数，即R 3/T 2=k ，那么k 的大小（ B ）A.与行星质量有关 B.与恒星质量有关C.与恒星及行星的质量均有关 D.与恒星的质量及行星的速率有关 (二).开普勒第二定律（面积定律）4.某行星绕太阳运行的椭圆轨道如图所示，F 1和F 2是椭圆的两个焦点，行星在A 点速率比在B 点的速率大，则太阳应位于 （ B ）A. A 点B. F 1 点C. F 2点D. B 点5.某行星沿椭圆轨道运行，近日点离太阳的距离为a ，远日点离太阳的距离为b ， 过近日点时行星的速率为v a ，则过远日点时的速率为（ C ）A. B. C. D.a b v a bv =a b v b a v =a b v b av =a b v abv =6.如图所示，在某行星的轨道上有a 、b 、c 、d 四个对称点，若行星运动周期为T ，则行星（ACD ）A.从a 第一次到b 的运动时间等于从c 第一次到d 的时间B.从d 第一次经a 到b 的运动时间等于从b 第一次经c 到d 的时间C.从a 第一次到b 的时间4Tt ab <D.从c 第一次到d 的时间4T t cd >（三）.开普勒第三定律（周期定律）7.两颗人造卫星A 、B 绕地球作圆周运动，周期之比为T A ∶T B =1∶8，则轨道半径之比和运动速率之比分别为（ D ）A ．R A ∶RB =4∶1，v A ∶v B =1∶2 B ．R A ∶R B =4∶1，v A ∶v B =2∶1C ．R A ∶R B =1∶4，v A ∶v B =1∶2D ．R A ∶R B =1∶4，v A ∶v B =2∶1．8.太阳系中的8大行星的轨道均可以近似看成圆轨道.下列4幅图是用来描述这些行星运动所a c遵从的某一规律的图像.图中坐标系的横轴是，纵轴是;这里T 和R 分别lg(/)O T T lg(/)O R R 是行星绕太阳运行的周期和相应的圆轨道半径，和分别是水星绕太阳运行的周期和O T 0R 相应的圆轨道半径.下列4幅图中正确的是（ B ）A D CB 9.a 是地球赤道上一栋建筑，b 是在赤道平面内作匀速圆周运动、距地面9.6m 的卫星，c ⨯610是地球同步卫星，某一时刻b 、c 刚好位于a 的正上方（如图甲所示），经48h ，a 、b 、c 的大致位置是图乙中的（取地球半径R=6.4m ，地球表面重力加速度g=10m/，=⨯6102s π（ B ）甲CBb 乙10.地球公转运行的轨道半径R ＝1.49×1011m ，地球的公转周期为1年，土星运行的轨道半径R ′＝1.43×1012m 则其周期多长？解析：根据行星的运动规律，有，T ′=29.7T ，即k T R =2323122311)1043.1()1049.1(TT '⨯=⨯土星的公转周期为29.7年。

高一物理天体试题及答案一、单项选择题（每题3分，共30分）1. 地球绕太阳公转的周期是365.25天，公转轨道是椭圆形的，因此一年中不同季节地球到太阳的距离不同。

下列关于地球公转的说法中，正确的是（）。

A. 地球公转轨道的中心是太阳B. 地球公转轨道是圆形的C. 地球公转速度是恒定的D. 地球公转轨道的中心是地球答案：A2. 地球同步卫星是指相对于地球表面静止的卫星，其周期与地球自转周期相同。

下列关于地球同步卫星的说法中，正确的是（）。

A. 同步卫星的轨道高度是固定的B. 同步卫星的轨道是任意的C. 同步卫星的周期不是固定的D. 同步卫星的轨道是椭圆形的答案：A3. 万有引力定律是描述两个物体之间引力的定律，其公式为F=GMm/r^2，其中G是万有引力常数，M和m分别是两个物体的质量，r是两个物体之间的距离。

下列关于万有引力定律的说法中，正确的是（）。

A. 万有引力定律适用于所有物体B. 万有引力定律只适用于质量较大的物体C. 万有引力定律只适用于地球表面附近的物体D. 万有引力定律不适用于微观粒子答案：A4. 根据开普勒第三定律，行星公转周期的平方与轨道半长轴的立方成正比。

下列关于开普勒第三定律的说法中，正确的是（）。

A. 开普勒第三定律只适用于太阳系内的行星B. 开普勒第三定律适用于所有天体的运动C. 开普勒第三定律不适用于双星系统D. 开普勒第三定律不适用于人造卫星答案：B5. 根据牛顿第二定律，物体的加速度与作用力成正比，与物体的质量成反比。

下列关于牛顿第二定律的说法中，正确的是（）。

A. 牛顿第二定律适用于所有物体B. 牛顿第二定律只适用于宏观物体C. 牛顿第二定律不适用于微观粒子D. 牛顿第二定律不适用于非惯性参考系答案：A6. 根据牛顿万有引力定律和牛顿第二定律，可以推导出天体运动的规律。

下列关于天体运动的说法中，正确的是（）。

A. 天体运动的轨迹一定是椭圆形的B. 天体运动的轨迹一定是圆形的C. 天体运动的轨迹可以是抛物线或双曲线D. 天体运动的轨迹可以是任意形状答案：C7. 根据能量守恒定律，一个封闭系统的总能量是恒定的。

天体运动题型一：开普勒三定律的应用题型二：万有引力应用之质量、密度、重力加速度等的计算题型三：多星问题（双星和三星）题型四：追击问题题型五：宇宙速度例1：（2018夹角)A．(1－1、(2016A.B.C.D.2．（2018·河北省石家庄市模拟）地球和木星绕太阳的运动可近似看成是同一平面内的同方向绕行的匀速圆周运动，已知木星的轨道半径约为地球轨道半径的5.2倍，估算木星与地球距离最近的相邻两次时间间隔约为（）A．1年 B．1.1年 C．1.5年 D．2年[练习提升]1、(2019•全国Ⅱ卷•T1)2019年1月，我国嫦娥四号探测器成功在月球背面软着陆，在探测器“奔向”月球的过程中，用h表示探测器与地球表面的距离，F表示它所受的地球引力，能够描F随h变化关系的图像是（ ）A. B. C. D.2、(2018•济宁一模）对于环绕地球做圆周运动的卫星说，它们绕地球做圆周运动的周期会随着轨道半径的变化而变化，某同学根据测得的不同卫星做圆周运动的半径r 与周期T 关系作出如图所示图象，则可求A ．B ．C ．D ．例1：，则有：r 金r 地=k ；C 正确，ABD1、答案：B【解析】开普勒在天文观测数据的基础上，总结出了开普勒天体运动三定律，找出了行星运动的规律，而牛顿发现了万有引力定律，ACD 错误，B 正确。

2.答案：B【解析】地球、木星都绕太阳运动，所以根据开普勒第三定律可得3322=RRT T木地地木，即1=11.9 T木地年，设经时间t两星又一次距离最近，根据tθω=，则两星转过1.1t=年，B正确。

1、答案：D2、答案：B【分析】根据万有引力提供向心力，得到轨道半径与周期的函数关系，再结合图象计算斜率，从而可以计算出地球的质量．【解答】解：由万有引力提供向心力有：，得：，由图可知：，所以地球的质量为：，故B正确、ACD错误。

例1：(2019P由上用完全相同的弹簧，改用物体Q完成同样的过程，其a–x关系如图中虚线所示，假设两星球均为质量均匀分布的球体。

天体运动测试题及答案解析一、单项选择题1. 以下关于天体运动的描述，错误的是：A. 行星围绕恒星运动B. 恒星围绕行星运动C. 卫星围绕行星运动D. 行星围绕太阳运动答案：B解析：在天体运动中，行星是围绕恒星运动的，恒星是宇宙中发光的天体，不会围绕行星运动。

2. 太阳系中，以下哪个行星的自转周期与公转周期相同？A. 水星B. 金星C. 地球D. 火星答案：B解析：金星是太阳系中唯一一个自转周期与公转周期相同的行星，这意味着金星上的一天与一年时间相同。

3. 以下哪个天体不属于太阳系？A. 地球B. 月球C. 火星D. 比邻星答案：D解析：比邻星是距离太阳系最近的恒星，不属于太阳系。

二、多项选择题1. 以下哪些因素会影响天体运动的轨道？A. 万有引力B. 离心力C. 向心力D. 科里奥利力答案：A, C解析：万有引力是天体运动轨道的主要影响因素，向心力是维持天体轨道运动所需的力。

离心力是向心力的反作用力，但在天体运动中通常不单独考虑。

科里奥利力主要影响地球表面物体的运动，对天体轨道的影响较小。

2. 以下哪些是太阳系内的天体？A. 太阳B. 地球C. 月球D. 仙女座星系答案：A, B, C解析：太阳、地球和月球都是太阳系内的天体。

仙女座星系是一个星系，不属于太阳系。

三、填空题1. 太阳系中，行星按照离太阳的距离从近到远依次是：水星、金星、地球、火星、木星、土星、天王星和________。

答案：海王星解析：海王星是太阳系中离太阳最远的行星。

2. 地球的自转周期是________小时，公转周期是________年。

答案：24小时，1年解析：地球自转一周的时间是24小时，公转一周的时间是一年。

四、简答题1. 简述开普勒三定律的内容。

答案：开普勒三定律是描述行星运动的三个基本定律，具体内容如下：第一定律（椭圆定律）：行星围绕太阳运动的轨道是一个椭圆，太阳位于椭圆的一个焦点上。

第二定律（面积定律）：连接行星和太阳的线段在相等的时间间隔内扫过的面积相等。

2019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(本题共10小题，每小题6分，共60分.)1.(2019武威模拟)2019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，下列叙述不正确的是()A.指令长聂海胜做了一个太空打坐，是因为他不受力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，水不会喷出【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;由于液体表面张力的作用，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;因为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，所以水不会喷出，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，已知地球半径为R，地球质量为m，太阳与地球中心间距为r，地球表面的重力加速度为g，地球绕太阳公转的周期T.则太阳的质量为()A.B.C. D.【解析】地球表面质量为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.解得M=，D正确. 【答案】 D3.(2019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.已知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，则两星相比较()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，则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，故选项A、C、D错误，B正确.【答案】 B4.卫星甲绕质量为M1的行星以r1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.若不考虑某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，则下列关系正确的是() 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=，=，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.若卡西尼号探测器在半径为R 的土星上空离土星表面高h的圆形轨道上绕土星飞行，环绕n图1周飞行时间为t，已知万有引力常量为G，则下列关于土星质量M和平均密度的表达式正确的是()A.M=，=B.M=，=C.M=，=D.M=，=【解析】设卡西尼号的质量为m，卡西尼号围绕土星的中心做匀速圆周运动，其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，其离地球表面的高度为同步卫星离地球表面高度的十分之一，且运行方向与地球自转方向一致.下列说法中正确的是()A.飞船运行的加速度a1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得=()=(10-)2100，所以a1100a2，A错;根据G=m，B错;根据G=m(R+h)得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，则下列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，则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.(2019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，绕两球连线上的某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，则下列说法正确的是()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，则可知()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.已知地球同步卫星离地面的距离为地球半径的约6倍，若某行星的平均密度约为地球平均密度的一半，它的同步卫星距其表面的高度约是其半径的2.5倍，则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 ，绕行某行星有T某=2 .综合体积与密度，对地球有M地=地R ，对某行星有M某=某R .③式代入式得T地=2，式代入式得T某=2，两式相除得T某=12小时，故选项B正确、选项A、C、D错误.【答案】 B二、多项选择题(本题共5小题，每小题8分，共40分.)11.卫星在某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，对此下列说法正确的是()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，其动能增大、势能减小、机械能减小，故选项A正确、选项B错误;由高轨道向低轨道变化，有|Wf|=|E机|，故选项C正确;而|WG|E机|，故选项D错误.【答案】 AC12.(2019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2019年12月14日成功落月.下列说法正确的是()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：=，则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.已知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某一定点O做匀速圆周运动.S1的质量是S2质量的k倍(k1)，下列判断正确的是()A.S1、S2的角速度之比为1kB.S1、S2的线速度之比为1kC.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.(2019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，某时刻它们分别位于轨道上的A、B两位置，如图4所示.已知地球表面处的重力加速度为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.已知地球的半径为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点测出地球的张角为，下列说法中正确的是()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)，故选项A错误;解得v=，故选项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ODB≌△OEA知=，又有=，解得=综合圆周运动规律.有：2=t,2T，解得t= ，解式得t=T，故选项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。

高考物理考点《开普勒定律、万有引力定律》真题练习含答案1．[2024·广东省广州市华南师大附中月考](多选)2023年9月21日，在距离地球400公里的中国空间站，“天宫课堂”第四课正式开讲．其中一个是球形火焰实验，在空间站中蜡烛的火焰近似球形如图甲所示，而在地面上蜡烛的火焰呈锥形如图乙所示．因为在地面上燃烧后的热气上升、冷气下降，所以火焰呈锥形．而在空间站里，空气分子完全失重，几乎消除冷热空气对流，燃烧后的气体向各个方向运动的趋势相同，所以火焰呈近似球形．已知某同步卫星距离地球表面约35 900 km.下列说法正确的是( )A ．中国空间站的线速度小于7.9 km/sB ．中国空间站绕地球一圈的周期会大于24小时C ．在中国空间站中，空气完全不受重力作用D ．在地面上一个自由下落的封闭升降机里点燃蜡烛，火焰将呈球形 答案：AD解析：7.9 km/s 是地球第一宇宙速度，是最小发射速度，最大环绕速度，所以中国空间站的线速度小于7.9 km/s ，A 正确；由万有引力提供向心力可得，G Mm r 2 ＝m (2πT )2r ，解得T＝4π2r 3GM，可知r 越大，T 越大．同步卫星的周期是24小时，所以中国空间站绕地球一圈的周期会小于24小时，B 错误；在中国空间站中，空气同样受重力作用，重力提供向心力，C 错误；在地面上一个自由下落的封闭升降机里点燃蜡烛，因为处于完全失重状态，所以火焰将呈球形，D 正确．2．[2024·江苏省淮安市月考]宇航员王亚平在“天宫1号”飞船内进行了我国首次太空授课，演示了一些完全失重状态下的物理现象．若飞船质量为m ，距地面高度为h ，地球质量为M ，半径为R ，引力常量为G ，则飞船受的万有引力大小为( )A ．0B ．GM（R ＋h ）2C ．GMm （R ＋h ）2 D ．GM h 2答案：C解析：飞船在距地面高度为h 处，则万有引力F ＝GMm（R ＋h ）2，C 正确．3．[2024·重庆市期中考试]牛顿时代，人们在对物体间引力作用的研究中认识到，月球与地球间的作用力和地球对树上苹果的吸引力是同种性质的力．已知月球中心与地球中心的间距为r ，地球(视为均匀球体)半径为R ，月球绕地球做匀速圆周运动的向心加速度大小为a ，苹果在地球表面自由下落的加速度大小为g ，忽略地球自转，则ag为( )A ．r 2R 2B ．r 3R 3C ．R 2r 2D ．R 3r 3答案：C解析：设地球质量为M ，根据牛顿第二定律G Mm 月r 2 ＝m 月a ，G Mm 苹R2 ＝m 苹g ，联立可得a g ＝R 2r2 ，C 正确． 4．[2024·重庆市强基联盟联考]两个完全相同的实心均质大铁球紧靠在一起，它们之间的万有引力为F .若将两个用同种材料制成的半径是大铁球12 倍的实心均质小铁球紧靠在一起，则两小铁球之间的万有引力为( )A ．4FB ．2FC ．18 FD ．116 F答案：D解析：设两个大小相同的实心大铁球的质量都为m ，半径为r ，根据万有引力公式得F ＝G m 2（2r ）2 ，根据m ＝ρ43 πr 3可知，半径变为原来的12 倍，质量变为原来的18 倍，所以将两个半径为大铁球12 倍的实心小铁球紧靠在一起时，万有引力F ′＝G （18m ）2（r ）2 ＝G m 216r 2 ＝116F ，D 正确． 5.[2024·贵州省望谟民族中学模拟]如图所示，发射地球同步卫星时的转移轨道为椭圆轨道，卫星从椭圆轨道的近地点M 运动到远地点N 的过程中( )A ．万有引力变大B ．速率变小C ．机械能变大D ．卫星与地心的连线单位时间内扫过的面积变小 答案：B解析：卫星从椭圆轨道的近地点M 运动到远地点N 的过程中，根据万有引力定律可知，距离变大，万有引力减小，A 错误；从近点到远点，引力做负功，则卫星的速率变小，B 正确；因为只有地球引力做功，则机械能不变，C 错误；根据开普勒第二定律可知，卫星与地心的连线单位时间内扫过的面积不变，D 错误．6.(多选)一个质量均匀分布的球体，半径为2r ，在其内部挖去一个半径为r 的球形空穴，其表面与球面相切，如下图所示．已知挖去小球的质量为m ，在球心和空穴中心连线上，距球心d ＝6r 处有一质量为m 2的质点，若被挖去的小球挖去前对m 2的万有引力为F 1，剩余部分对m 2的万有引力为F 2，则( )A ．F 2＝G 41mm 2196r 2B ．F 2＝G 41mm 2225r 2 C ．F 1F 2 ＝1241 D ．F 1F 2 ＝941答案：BD解析：被挖部分对质点的引力为F 1＝G mm 2（5r ）2＝Gmm 225r 2 ，由其内部挖去一个半径为r的球形空穴，挖去小球的质量为m ，可知球体密度为ρ＝m43πr 3 .设挖去之前的球的质量为M ，则M ＝ρV ＝(m43πr3 )×4π（2r ）33 ＝8m ，故挖去前的球体对质点的引力为F 总＝G Mm 2（6r ）2 ＝G 8mm 2（6r ）2 ＝2Gmm 29r 2 ，挖去后剩余部分的引力为F 2＝F 总－F 1＝2Gmm 29r 2 －Gmm 225r 2 ＝41Gmm 2225r 2 ，所以F 1F 2 ＝941，B 、D 正确．7．[2024·湖北省六校新高考联盟联考]地球的公转轨道接近圆，天文学中计量天体之间距离时常将地球和太阳的平均距离记为一天文单位，以1 AU 表示，彗星的运动轨道是一个非常扁的椭圆．天文学家哈雷曾经跟踪过一颗彗星，并预言这颗彗星将每隔一定时间就会再次出现.1948年观察到它离地球最远，1986年离地球最近，则彗星近日点和远日点之间的距离最接近于( )A ．10 AUB ．20 AUC ．40 AUD ．80 AU 答案：C解析：1948年观察到它离地球最远，1986年离地球最近，所以它的周期为T ＝2×(1986－1948)年＝76年，根据开普勒第三定律，T 2地R 3地 ＝T 2（12d ）3，解得d ≈40 AU ，C 正确．8.[2024·浙江省宁波十校联盟一模]北京时间2023年7月20日21时40分，经过约8小时的出舱活动，神舟十六号航天员景海鹏、朱杨柱、桂海潮密切协同，在空间站机械臂支持下，圆满完成出舱活动全部既定任务．已知核心舱组合体离地高度约391.9千米．以下说法正确的是( )A ．航天员相对太空舱静止时，所受合外力为零B ．由于太空舱在绕地圆周运动，出舱后航天员会很快远离太空舱C ．航天员在8小时的出舱活动中，将绕地球转过13 周D ．航天员出舱后，环绕地球的速度约为7.7 km/s 答案：D解析：航天员相对太空舱静止时，依然绕地球做圆周运动，所受合外力不为零，故A 错误；由于太空舱在绕地球圆周运动，出舱后航天员在太空舱表面工作，随太空舱一起绕地球圆周运动，不会远离太空舱，B 错误；太空舱绕地球圆周运动的周期大约为1.5小时，航天员在8小时的出舱活动中，将绕地球转过5周多，C 错误；航天员出舱后，随太空舱一起绕地球圆周运动，环绕地球的速度约为7.7 km/s ，D 正确．9．[2024·河南省部分学校摸底测]木星有79颗卫星，其中木卫三是太阳系中已知的唯一一颗拥有磁圈和一层稀薄的含氧大气层的卫星，这引起了科学家的高度重视．若木卫三绕木星做匀速圆周运动的半径为r ，周期为T ，木星表面的重力加速度为g ，木星的半径为R ，引力常量为G ，忽略木星的自转及卫星之间的相互作用力，则下列说法正确的是( )A ．木星的质量为4π2r 3GT 2、平均密度为4g3πGRB ．木星的质量为gR 2G 、平均密度为3πr 3GT 2R 3C ．木卫三的质量为4π2r 3GT 2 、平均密度为4g3πGRD ．木卫三的质量为gR 2G 、平均密度为3πr 3GT 2R 3答案：B解析：木星表面的重力加速度为g ，木星半径为R ，由G Mm R 2 ＝mg 得木星质量M ＝gR 2G ，木星的平均密度ρ＝M V ＝M 43πR 3 ＝3g4πGR.木卫三绕木星做匀速圆周运动的半径为r ，周期为T ，由G Mm r 2 ＝m 4π2r T 2 得木星的质量M ＝4π2r 3GT 2 ，则木星的平均密度ρ＝M V ＝M 43πR 3 ＝3πr 3GT 2R3 .综上所述，B 正确．10．[2024·黑龙江省一轮复习联考]已知“祝融号”火星车在地球表面受到的重力大小为G 1，在火星表面受到的重力大小为G 2；地球与火星均可视为质量分布均匀的球体，其半径分别为R 1、R 2.若不考虑自转的影响且火星车的质量不变，则地球与火星的密度之比为( )A ．G 1R 1G 2R 2B ．G 1R 2G 2R 1C ．G 2R 2G 1R 1D ．G 1R 22 G 2R 21答案：B解析：在星球表面，万有引力近似等于重力，有G M 地m R 21 ＝G 1，G M 火m R 22 ＝G 2，又V 1＝43πR 31，V 2＝43 πR 32 ，ρ1＝M 地V 1 ，ρ2＝M 火V 2 ，联立解得ρ1ρ2 ＝G 1R 2G 2R 1，B 正确．11.某天文爱好者在观测某行星时，测得绕该行星的卫星做圆周运动的半径r 的三次方与运动周期T 的平方满足如图所示的关系，图中a 、b 、R 已知，且R 为该行星的半径．(1)求该行星的第一宇宙速度；(2)若在该行星上高为h 处水平抛出一个物体，落到行星表面时水平位移也为h ，则抛出的初速度为多大？答案：(1)2πa bR (2)πR2ahb解析：(1)卫星在轨运行时，根据牛顿第二定律 G Mm r 2 ＝mr (2πT )2 由图像可知r 3T 2 ＝a b则r 3T 2 ＝GM 4π2 ＝a b ，GM ＝4π2ab设第一宇宙速度为v 1，根据牛顿第二定律得，G Mm R 2 ＝m v 21 R解得v 1＝2πabR(2)设该行星表面的重力加速度为g ，则G MmR 2 ＝mg解得g ＝4π2abR2设平抛运动的初速度为v 0，根据平抛运动规律得 h ＝12 gt 2， h ＝v 0t 解得v 0＝πR2ah b。

专题10天体运动目录题型一开普勒定律的应用 (1)题型二万有引力定律的理解 (3)类型1万有引力定律的理解和简单计算 (3)类型2不同天体表面引力的比较与计算 (4)类型3重力和万有引力的关系 (5)类型4地球表面与地表下某处重力加速度的比较与计算 (7)题型三天体质量和密度的计算 (8)类型1利用“重力加速度法”计算天体质量和密度 (8)类型2利用“环绕法”计算天体质量和密度 (9)类型3利用椭圆轨道求质量与密度 (11)题型四卫星运行参量的分析 (13)类型1卫星运行参量与轨道半径的关系 (13)类型2同步卫星、近地卫星及赤道上物体的比较 (15)类型3宇宙速度 (17)题型五卫星的变轨和对接问题 (19)类型1卫星变轨问题中各物理量的比较 (19)类型2卫星的对接问题 (22)题型六天体的“追及”问题 (23)题型七星球稳定自转的临界问题 (25)题型八双星或多星模型 (26)类型1双星问题 (27)类型2三星问题 (29)类型4四星问题 (31)题型一开普勒定律的应用【解题指导】1．行星绕太阳运动的轨道通常按圆轨道处理．2.由开普勒第二定律可得12Δl1r1＝12Δl2r2，12v1·Δt·r1＝12v2·Δt·r2，解得v1v2＝r2r1，即行星在两个位置的速度之比与到太阳的距离成反比，近日点速度最大，远日点速度最小．3．开普勒第三定律a3T2＝k中，k值只与中心天体的质量有关，不同的中心天体k值不同，且该定律只能用在同一中心天体的两星体之间．【例1】(2022·山东潍坊市模拟)中国首个火星探测器“天问一号”，已于2021年2月10日成功环绕火星运动。

若火星和地球可认为在同一平面内绕太阳同方向做圆周运动，运行过程中火星与地球最近时相距R0、最远时相距5R0，则两者从相距最近到相距最远需经过的最短时间约为()A．365天B．400天C．670天D．800天【答案】B【解析】设火星轨道半径为R1，公转周期为T1，地球轨道半径为R2，公转周期为T2，依题意有R1－R2＝R0，R1＋R2＝5R0，解得R1＝3R0，R2＝2R0，根据开普勒第三定律有R31T21＝R32T22，解得T1＝278年，设从相距最近到相距最远需经过的最短时间为t，有ω2t－ω1t＝π，ω＝2πT，代入数据可得t＝405天，故选项B正确。

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。

3万有引力模块一开普勒定律知识导航1．开普勒第一定律所有行星绕太阳运动的轨道都是椭圆，太阳处在椭圆的一个焦点上。

2．开普勒第二定律 对任何一个行星来说，它与太阳的连线在相等的时间内扫过相等的面积。

这个定律告诉我们，行星 在绕太阳运动的时候，由于行星到太阳的距离会发生改变，所以行星的运动速度也会发生改变。

3．开普勒第三定律所有行星的轨道的半长轴的三次方跟他的公转周期的二次方的比值都相等，即 a T 2圆轨道半长轴，T 代表公转周期， K 是一个对所有行星都相同的常量。

= K 其中 a 代表椭任意两颗行星绕太阳转动，如果两颗行星的周期分别为T A 和 T B 他们轨道半长轴分别为 a A 和 a B 根据⎛ T ⎫ 开普勒第三定律可知 A 2 3⎛ a ⎫ = A ⎪ ⎪⎝ T B ⎭ ⎝ a B ⎭实战演练【例1】 对太阳系中各个行星绕太阳的公转，有以下一些说法。

其中正确的是（ ）A ．所有行星绕太阳运动的轨道都是椭圆B ．所有行星绕太阳运动的轨道都是正圆C ．不同的行星绕太阳运动的周期均相同D ．不同的行星绕太阳运动的轨道不同【例2】 一颗人造地球卫星绕地球做椭圆运动，地球位于椭圆轨道的一个焦点上，如图所示，卫星距离地球的近地点 a 的距离为 L ，距离地球的远地点 b 的距离为 s ，求卫星在 a 点和 b 点的速率之比【例3】 对于开普勒第三定律中行星的运动公式 a T 2A ． k 是一个与行星无关的常量B ． a 代表行星运动的轨道半径C ． T 代表行星运动的自转周期D ． T 代表行星运动的公转周期= k ，以下理解正确的是（）【例4】 如图所示，飞船沿半径为 R 的圆周绕着地球运动，其运动周期为 T 。

如果飞船沿椭圆轨道运动 直至要下落返回地面，可在轨道的某一点 A 处将速率降低到适当数值，从而使飞船沿着以地心 O 为焦点的椭圆轨道运动，轨道与地球表面相切于 B 点。

求飞船由 A 点运动到 B 点的时间。

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1. 2017年12月，在距地球2545光年的恒星“开普勒-90”周围，发现了其第8颗行星“开普勒90i”。

它绕“开普勒90”公转的周期约为地球绕太阳公转周期的251，而其公转轨道半径约为地球公转轨道半径的81．则“开普勒90”的质量与太阳质量的比值约为（ ）A ．1：5B ．1：4C ．1：1D ．2：12. 土星与太阳的距离是火星与太阳距离的6倍多。

由此信息可知（ ）A ．土星的质量比火星的小B ．土星运行的速率比火星的小C ．土星运行的周期比火星的小D ．土星运行的角速度大小比火星的大3. 我国高分系列卫星的高分辨对地观察能力不断提高。

今年5月9日发射的“高分五号”轨道高度约为705km ，之前已运行的“高分四号”轨道高度约为36000km ，它们都绕地球做圆周运动。

与“高分四号”相比，下列物理量中“高分五号”较小的是（ ）A ．周期B ．角速度C ．线速度D ．向心加速度4. 2018年2月，我国500m 口径射电望远镜（天眼）发现毫秒脉冲星“J0318+0253”，其自转周期T=5.19ms 。

假设星体为质量均匀分布的球体，已知万有引力常量为6.67×10-11N•m 2/kg 2．以周期T 稳定自转的星体的密度最小值约为（ ）A ．5×104kg/m3B ．5×1012kg/m3C ．5×1015kg/m3D ．5×1018kg/m35. 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 ．16：16. 若想检验“使月球绕地球运动的力”与“使苹果落地的力”遵循同样的规律，在已知月地距离约为地球半径60倍的情况下，需要验证（ ）A ．地球吸引月球的力约为地球吸引苹果的力的2601 B ．月球公转的加速度约为苹果落向地面加速度的2601 C ．自由落体在月球表面的加速度约为地球表面的61 D ．苹果在月球表面受到的引力约为在地球表面的601 7. 2017年，人类第一次直接探测到来自双中子星合并的引力波。

考点巩固卷25 开普勒行星运动三定律考点01：天体运动的探索历程（2单选）一、单选题1．（2023·浙江·模拟预测）下列说法中符合物理史实的是（）A．卡文迪许首次在实验室里较准确地测出了引力常量B．牛顿创立了“日心说”，“日心说”是正确的，太阳是宇宙的中心C．第谷发现了行星的运动规律，开普勒发现了万有引力定律D．伽利略将行星与太阳、地球与月球、地球与地面物体之间的引力规律推广到宇宙中的一切物体，得出了万有引力定律【答案】A【详解】A．卡文迪许首次在实验室里较准确地测出了引力常量，符合客观事实，故A正确；B．哥白尼创立了“日心说”，“日心说”仍具有历史局限性，太阳不是宇宙的中心，故B错误；C．开普勒发现了行星的运动规律，牛顿发现了万有引力定律，故C错误；D．牛顿将行星与太阳、地球与月球、地球与地面物体之间的引力规律推广到宇宙中的一切物体，得出了万有引力定律，故D错误。

故选A。

2．（2023·广东·一模）在物理学建立、发展的过程中，许多物理学家的科学发现推动了人类历史的进步，关于科学家和他们的贡献，下列说法正确的是（）A．牛顿利用逻辑推理，使亚里士多德的物体下落的快慢由它们的重量决定的理论陷入了困境B．伽利略巧妙地利用斜面实验来冲淡重力影响，通过逻辑推理得到了自由落体的运动规律C．开普勒对第谷观测的行星数据进行了多年研究，得出了万有引力定律D．卡文迪什进行了“月一地检验”，将天体间的力和地球上物体的重力统一起来【答案】B【详解】A．利用逻辑推理，使亚里士多德的物体下落的快慢由它们的重量决定的理论陷入了困境的是伽利略，故A错误；B．在研究自由落体运动的过程中，伽利略巧妙地利用斜面实验来冲淡重力影响，最后通过逻辑推理得到了自由落体的运动规律，故B正确；C．开普勒对第谷观测的行星数据进行了多年研究，得出了行星运动三大定律，故C错误；D．牛顿进行了“月一地检验”，将天体间的力和地球上物体的重力统一起来，建立了万有引力定律，故D错误。