高三物理专项基础训练 第22练 天体运动的综合问题

高中物理大题集练——天体运动高中物理大题集练——天体运动1、质量为100kg行星探测器从某行星表面竖直发射升空，发射时发动机推力恒定，发射升空后8s末，发动机突然间发生故障而关闭，探测器从发射到落回出发点全过程的速度图象如图所示．已知该行星半径是地球半径的，地球表面重力加速度为10m/s2，该行星表面没有大气，不考虑探测器总质量的变化．求：（1）探测器发动机推力大小；（2）该行星的第一宇宙速度大小．2、如右图，质量分别为m和M的两个星球A和B在引力作用下都绕O点做匀速圆周运动，星球A和B两者中心之间的距离为L。

已知A、B的中心和O三点始终共线，A和B分别在O的两侧。

引力常数为G。

（1）求两星球做圆周运动的周期（2）在地月系统中，若忽略其他星球的影响，可以将月球和地球看成上述星球A和B，月球绕其轨道中心运行的周期为。

但在近似处理问题时，常常认为月球是绕地心做圆周运动的，这样算得的运行周期记为。

已知地球和月球的质量分别为和。

求与两者平方之比。

（结果保留3位小数）3、如图所示，A是地球的同步卫星．另一卫星B的圆形轨道位于赤道平面内，离地面高度为h.已知地球半径为R，地球自转角速度为ω0，地球表面的重力加速度为g，O为地球中心．(1)求卫星B的运行周期．(2)如卫星B绕行方向与地球自转方向相同，某时刻A、B两卫星相距最近(O、B、A在同一直线上)，则至少经过多长时间，它们还能相距最近？4、质量为m的卫星发射前静止在地球赤道表面。

假设地球可视为质量均匀分布的球体，半径为R。

（1）已知地球质量为M，自转周期为T，引力常量为G。

求此时卫星对地表的压力N的大小；（2）卫星发射后先在近地轨道上运行（轨道离地面的高度可以忽略不计），运行的速度大小为v1，之后经过变轨成为地球的同步卫星，此时离地面高度为H，运行的速度大小为v2。

a．求比值；b．若卫星发射前随地球一起自转的速度大小为v0，通过分析比较v0、v1、v2三者的大小关系。

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"。

高中物理--万有引力与天体运动习题及答案详解第四节万有引力与天体运动创新训练1.同步卫星离地心距离为r ，运行速率为v1，加速度为a1，地球赤道上物体随地球自转的向心加速度为a2,第一宇宙速度为v2,地球半径为R ，则（）A. a1/a2=r/RB. a1/a2=R2/r2C. v1/v2=R2/r2D. v1/v2 r R /=2.若航天飞机在一段时间内保持绕地球地心做匀速圆周运动则（）A.它的速度大小不变B.它不断地克服地球对它的万有引力做功C.它的动能不变，重力势能也不变D.它的速度大小不变，加速度等于零3．“探路者”号宇宙飞船在宇宙深处飞行过程中，发现A 、B 两颗天体各有一颗靠近表面飞行的卫星，并测得两颗卫星的周期相等，以下判断错误的是（）A ．天体A 、B 表面的重力加速度与它们的半径成正比B ．两颗卫星的线速度一定相等C ．天体A 、B 的质量可能相等D ．天体A 、B 的密度一定相等4．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。

5．关于万有引力公式F ＝G m1m2r2，以下说法中正确的是 ( )A ．公式只适用于星球之间的引力计算，不适用于质量较小的物体B ．当两物体间的距离趋近于0时，万有引力趋近于无穷大C ．两物体间的万有引力也符合牛顿第三定律D ．公式中引力常量G 的值是牛顿规定的6．一宇航员在某星球上以速度v 0竖直上抛一物体，经t 秒落回原处，已知该星球半径为R 那么该星球的第一宇宙速度是( )A.v 0t RB. 2v 0R tC. v 0R tD. v 0Rt解析设该星球表面重力加速度为g ，由竖直上抛知识知，t ＝2v 0g ，所以g ＝2v 0t；由牛顿1． 7.如图7所示，飞船从轨道1变轨至轨道2.若飞船在两轨道上都做匀速圆周运动，不考虑质量变化，相对于在轨道1上，飞船在轨道2上的 ( )P 12 3 ??QA ．动能大B ．向心加速度大图7 C ．运行周期长D ．角速度小8．关于环绕地球运动的卫星，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9．2011年11月3日，“神舟八号”飞船与“天宫一号”目标飞行器成功实施了首次交会对接．任务完成后“天宫一号”经变轨升到更高的轨道，等待与“神舟九号”交会对接．变轨前和变轨完成后“天宫一号”的运行轨道均可视为圆轨道，对应的轨道半径分别为R 1、R 2，线速度大小分别为v 1、v 2.则v 1v 2等于( ) A. R 31R 32B. R 2R 1C.R 22R 21D.R 2R 1 10．由于通信和广播等方面的需要，许多国家发射了地球同步轨道卫星，这些卫星的( )A ．质量可以不同B ．轨道半径可以不同C ．轨道平面可以不同D ．速率可以不同 10．天宫一号是中国第一个目标飞行器，已于2011年9月29日21时16分3秒在酒泉卫星发射中心发射成功，它的发射标志着中国迈入中国航天“三步走”战略的第二步第二阶段.21时25分，天宫一号进入近地点约200公里，远地点约346.9公里，轨道倾角为42.75度，周期为5 382秒的运行轨道．由此可知( )A ．天宫一号在该轨道上的运行周期比同步卫星的运行周期短B ．天宫一号在该轨道上任意一点的运行速率比同步卫星的运行速率小C ．天宫一号在该轨道上任意一点的运行加速度比同步卫星的运行加速度小D ．天宫一号在该轨道上远地点距地面的高度比同步卫星轨道距地面的高度小11．“天宫一号”被长征二号火箭发射后，准确进入预定轨道，如图所示，“天宫一号”在轨道1上运行4周后，在Q 点开启发动机短时间加速，关闭发动机后，“天宫一号”沿椭圆轨道2运行到达P 点，开启发动机再次加速，进入轨道3绕地球做圆周运动，“天宫一号”在图示轨道1、2、3上图1正常运行时，下列说法正确的是 ( )A ．“天宫一号”在轨道3上的速率大于在轨道1上的速率B ．“天宫一号”在轨道3上的角速度大于在轨道1上的角速度C ．“天宫一号”在轨道1上经过Q 点的加速度大于它在轨道2上经过Q 点的加速度D ．“天宫一号”在轨道2上经过P 点的加速度等于它在轨道3上经过P 点的加速度12. 一卫星绕某一行星表面附近做匀速圆周运动，其线速度大小为v .假设宇航员在该行星表面上用弹簧测力计测量一质量为m 的物体重力，物体静止时，弹簧测力计的示数为N .已知引力常量为G ，则这颗行星的质量为( )A.m v 2GNB.m v 4GNC.N v 2GmD.N v 4Gm13. 一行星绕恒星做圆周运动．由天文观测可得，其运行周期为T ，速度为v ，引力常量为G ，则( )A ．恒星的质量为v 3T 2πGB ．行星的质量为4π2v 3GT 2C ．行星运动的轨道半径为v T 2πD ．行星运动的加速度为2πv T14. 质量为m 的探月航天器在接近月球表面的轨道上飞行，其运动视为匀速圆周运动．已知月球质量为M ，月球半径为R ，月球表面重力加速度为g ，引力常量为G ，不考虑月球自转的影响，则航天器的( )A ．线速度v ＝ GM RB ．角速度ω＝gRC ．运行周期T ＝2π R gD ．向心加速度a ＝Gm R 2 15. 已知地球质量为M ，半径为R ，自转周期为T ，地球同步卫星质量为m ，引力常量为G .有关同步卫星，下列表述正确的是( )A ．卫星距地面的高度为 3GMT 24π2B ．卫星的运行速度小于第一宇宙速度C ．卫星运行时受到的向心力大小为G Mm R2 D ．卫星运行的向心加速度小于地球表面的重力加速度16. 北斗导航系统又被称为“双星定位系统”，具有导航、定位等功能．“北斗” 系统中两颗工作卫星1和2均绕地心O 做匀速圆周运动，轨道半径均为r ，某时刻两颗工作卫星分别位于轨道上的A 、B 两位置，如图3所示．若卫星均顺时针运行，地球表面处的重力加速度为g ，图3地球半径为R ，不计卫星间的相互作用力．以下判断正确的是( AC )A ．两颗卫星的向心加速度大小相等，均为R 2g r 2B ．两颗卫星所受的向心力大小一定相等C ．卫星1由位置A 运动到位置B 所需的时间可能为7πr 3R r gD ．如果要使卫星1追上卫星2，一定要使卫星1加速17. 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，是为了抬高卫星近图4 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4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( A )A ．“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18. 2011年9月29日，中国首个空间实验室“天宫一号”在酒泉卫星发射中心发射升空，由长征运载火箭将飞船送入近地点为A 、远地点为B 的椭圆轨道上，B 点距离地面高度为h ，地球的中心位于椭圆的一个焦点上．“天宫一号”飞行几周后进行变轨，进入预定圆轨道，如图5所示．已知“天宫一号” 图5 在预定圆轨道上飞行n 圈所用时间为t ，万有引力常量为G ，地球半径为R .则下列说法正确的是 ( )A ．“天宫一号”在椭圆轨道的B 点的向心加速度大于在预定圆轨道的B 点的向心加速度B ．“天宫一号”从A 点开始沿椭圆轨道向B 点运行的过程中，机械能守恒C ．“天宫一号”从A 点开始沿椭圆轨道向B 点运行的过程中，动能先减小后增大D ．由题中给出的信息可以计算出地球的质量M ＝(R ＋h )34π2n 2Gt 219. 宇航员在月球上做自由落体实验，将某物体由距月球表面高h 处释放，经时间t 落到月球表面(设月球半径为R )．据上述信息推断，飞船在月球表面附近绕月球做匀速圆周运动所必须具有的速率为( ) A.2Rh t B.2Rh t C.Rh t D.Rh 2t20. 冥王星与其附近的另一星体卡戎可视为双星系统，质量比约为7∶1，同时绕它们连线上某点O 做匀速圆周运动．由此可知，冥王星绕O 点运动的( )A ．轨道半径约为卡戎的17B ．角速度大小约为卡戎的17C ．线速度大小约为卡戎的7倍D ．向心力大小约为卡戎的7倍22 一颗正在绕地球转动的人造卫星，由于受到阻力作用则将会出现( B )A ．速度变小B ．动能增大C ．角速度变小D ．半径变大23. 如图所示，a 、b 、c 是在地球大气层外圆形轨道上运动的 3 颗卫星，下列说法正确的是( )A ．b 、c 的线速度大小相等，且大于 a 的线速度B ．b 、c 的向心加速度大小相等，且大于 a 的向心加速度C ．c 加速可追上同一轨道上的 b ，b 减速可等候同一轨道上的 cD ．a 卫星由于某原因，轨道半径缓慢减小，其线速度将增大24. 飞船先沿椭圆轨道飞行，后在远地点343 千米处点火加速，由椭圆轨道变成高度为343 千米的圆轨道，在此圆轨道上飞船运行周期约为 90 分钟．如图所示，下列判断正确的是（）A. 飞船变轨前后的机械能相等B. 飞船在圆轨道上时航天员出舱前后都处于失重状态C. 飞船在此圆轨道上运动的角速度大于同步卫星运动的角速度D. 飞船变轨前通过椭圆轨道远地点时的加速度大于变轨后沿圆轨道运动的加速度25. 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=1/30 s 。

圆周运动试题一、单选题1、关于匀速圆周运动下列说法正确的是A、线速度方向永远与加速度方向垂直，且速率不变B、它是速度不变的运动C、它是匀变速运动D、它是受力恒定的运动2、汽车以 10m/s 速度在平直公路上行驶，对地面的压力为20000N，当该汽车以同样速率驶过半径为20m的凸形桥顶时，汽车对桥的压力为Ａ、 10000N B、1000N C 、 20000N D 、 2000N3、如图，光滑水平圆盘中心O有一小孔，用细线穿过小孔，两端各系 A， B 两小球，已知 B 球的质量为 2Kg，并做匀速圆周运动，其半径为20cm，线速度为 5m/s，则 A 的重力为A、 250N B 、 C 、 125N D 、4、如图 O1， O2是皮带传动的两轮 ,O1半径是 O2的 2 倍 ,O1上的 C 点到轴心的距离为 O2半径的 1/2 则A、ＶＡ：ＶＢ＝ 2：１Ｂ、ａＡ：ａＢ＝ 1： 2Ｃ、ＶＡ：ＶＣ＝１：２Ｄ、ａＡ：ａＣ＝ 2： 15、关于匀速圆周运动的向心加速度下列说法正确的是A．大小不变，方向变化B．大小变化，方向不变C．大小、方向都变化D．大小、方向都不变6、如图所示，一人骑自行车以速度V 通过一半圆形的拱桥顶端时，关于人和自行车受力的说法正确的是：A、人和自行车的向心力就是它们受的重力B、人和自行车的向心力是它们所受重力和支持力的合力，方向指向圆心C、人和自行车受到重力、支持力、牵引力、摩擦力和向心力的作用D、人和自行车受到重力、支持力、牵引力、摩擦力和离心力的作用7、假设地球自转加快，则仍静止在赤道附近的物体变大的物理量是A、地球的万有引力 B 、自转所需向心力 C 、地面的支持力 D 、重力8、在一段半径为 R的圆孤形水平弯道上 , 已知弯道路面对汽车轮胎的最大静摩擦力等于车重的μ倍 , 则汽车拐弯时的安全速度是9、小球做匀速圆周运动，半径为R，向心加速度为 a ，则下列说法错误的是．．A、小球的角速度aRB、小球运动的周期T 2R aC、 t 时间内小球通过的路程S t aRD、 t 时间内小球转过的角度R ta10、某人在一星球上以速度v0竖直上抛一物体 , 经 t 秒钟后物体落回手中, 已知星球半径为 R, 那么使物体不再落回星球表面, 物体抛出时的速度至少为11、假如一人造地球卫星做圆周运动的轨道半径增大到原来的 2 倍，仍做圆周运动。

2013年高考物理专题训练---选择题（天体运动）一、知识链接：（一）、开普勒行星运动三大定律：1．轨道定律： ；2．周期定律： ；3．面积定律： 。

（二）、万有引力定律：1．表达式：2．适用条件：两质点间、两匀质球体、质点与匀质球体间的引力。

3．解决天体运动的两大思路：⑴在行星表面上，重力近似等于万有引力。

⑵匀速圆周运动时，万有引力提供向心力。

4．三大宇宙速度：⑴第一宇宙速度（7.9km/s ）：又称最小发射速度，最大环绕速度。

计算公式： ⑵第二宇宙速度(11.2km/s)：又称脱离速度。

⑶第三宇宙速度(16.7km/s)：又称逃逸速度。

5．地球同步卫星：（若为地球不同轨道的卫星的特点：“越高越慢”）⑴周期一定：T ＝24小时 ⑵轨道一定：在赤道上空⑶高度一定 ⑷运行速度一定6．体积公式和双星运动：⑴体积公式： ⑵双星运动：向心力F 、周期T 和角速度相等。

二、专题训练：1．自1957年世界上发射第一颗人造卫星以来，人类的活动范围逐步扩展，现在已经能成功地把探测器送到火星上。

我国已实现了载人航天飞行，成功发射了探月卫星并着手实施登月计划。

下列有关卫星的说法正确的是 CA ．若卫星的轨道越高，其运行速度越小，周期也越小B ．地球同步卫星距地面的高度是一定值，可以定点在北京上空运行C ．在做匀速圆周运动的载人空间站中，宇航员不能用弹簧测力计测量物体的重力D ．在做匀速圆周运动的载人空间站中，宇航员受到力的作用，其所受合外力为零2．科学家在望远镜中看到太阳系外某一恒星有一行星，并测得它围绕该恒星运行一周所用的时间为1200 年，它与该恒星的距离为地球到太阳距离的100 倍。

假定该行星绕恒星运行的轨道和地球绕太阳运行的轨道都是圆周，仅利用以上两个数据可以求出的量有（ A ）A ．恒星质量与太阳质量之比B ．恒星密度与太阳密度之比C ．行星质量与地球质量之比D ．行星运行速度与地球自转速度之比3．已知神舟九号飞船在离地球表面h 高处的轨道上做周期为T 的匀速圆周运动，地球的半径R ，万有引力常量为G 。

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。