天体运动专题例题练习中学教育高考中学教育高考.pdf

v1.0 可编辑可修改 3已知地球的同步卫星的轨道半径约为地球半径的 60 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/s B.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 0 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（）2 A 0 5Rr B 0 Rr 5r 5r 2 C 0 Rr D 0 5Rr 5r 5r 3（6 分）（2015?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 Ek（）A 等于 mg（R+h）B 小于 mg（R+h）C 大于 mg（R+h）D 等于 mgh 7(2015 沈阳质量检测)为了探测 x 星球，总质量为 m1 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 r1，运动周期为 T1。随后质量为 m2 的登陆舱脱离 1 v1.0 可编辑可修改 飞船，变 轨到离星球更近的半径为 r 2 的圆轨道上运动，则 A x 星球表面的重力加速度 4 2r1 g1 T12 B x 星球的质量 M 4 2 r13 GT12 C 登陆舱在 r1 与 r 2 v1 m1r 2 轨道上运动时的速度大小之比 m2 r1 v2 3 D 登陆舱在半径为 r2 轨道上做圆周运动的周期 T2 r23 T1 r1 答案：BD 5.（2015 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。则 GPS导航卫星与地球同步卫星 相比 A地球同步卫星的角速度大 B地球同步卫星的轨道半径小 C GPS导航卫星的线速度大 D GPS导航卫星的向心加速度小 答案：C 1.(2015 北京昌平期末 )我国自主研制的“嫦娥三号”，携带“玉兔”月球车已于 2013 年 u/V 12 月 2 日 1 时 30 分在西昌卫星发射中心发射升空，落月点有一个富有诗意的名字“广 寒宫”。落月前的一段时间内，绕月球表面做匀速圆周运动。若已知月球质量为 M，月 球半径为 R，引力常量为 G，对于绕月球表面做圆周运动的卫星，以下说法正确的是（B）A线速度大小为 B 线速度大小为 GM R 4 2 R 4 2 R2 C周期为 T D周期为 T G M G M 答案：B 12(2015 福州期末)（10 分）我国探月工程已规划至“嫦娥四号”，并计划在 2017 年将嫦 娥四号探月卫星发射升空 到时将实现在月球上自动巡视机器人勘测 已知万有引力常量为 G，月球表面的重力加速度为 g，月球的平均密度为，月球可视为球体，球体积计算公式 3 V=R求：2 技术基础第一章第一节的内容由于这个内容理论性较强如果只是由教师来讲学生可能会觉得枯燥所以我准备在教师的引导下举出现象让学生进行探讨然后归纳获得知识有不足之处由教师或学生来补充这样能让学生积极参与活跃课堂刚刚升入高中的学生按照人的成长认知规律学生知识的获取开始由感性认识提升到理性认识于信息这一事物的认识可以让他们从大量存在的现象中发现并归纳出他们应该获得的知识老师在此过程中起着引导的作用三教学目标知识技解决问题的能力过程方法目标培养学生从日常生活学习中发现或归纳出新知识的能力情感态度与价值观目标让学生理解信息技术日常生活和学习的重要作用激发信息技术强烈的求知欲养成积极主动地学习和使用信息技术参与信息活v1.0 可编辑可修改 （1）月球质量 M；（2）嫦娥四号探月卫星在近月球表面做匀速圆周运动的环绕速度 v 解答：解：（1）设：月球半径为 R G=mg 月球的质量为：M=由得：M=（2）万有引力提供向心力：G=m 由得：R=由得：v=16（2015 崇明期末）（3 分）（2015?崇明县一模）理论上已经证明：质量分布均匀的球壳 对壳内物体的万有引力为零现假设地球是一半径为 R、质量分布均匀的实心球体，O 为球 心，以 O 为原点建立坐标轴 Ox，如图所示一个质量一定的小物体（假设它能够在地球内 部移动）在 x 轴上各位置受到的引力大小用 F 表示，则选项图所示的四个 F 随 x 的变化关系 图正确的是（）A B C D 解答：解：令地球的密度为，则在地球表面，重力和地球的万有引力大小相等，有：g=由于地球的质量为 M=，3 技术基础第一章第一节的内容由于这个内容理论性较强如果只是由教师来讲学生可能会觉得枯燥所以我准备在教师的引导下举出现象让学生进行探讨然后归纳获得知识有不足之处由教师或学生来补充这样能让学生积极参与活跃课堂刚刚升入高中的学生按照人的成长认知规律学生知识的获取开始由感性认识提升到理性认识于信息这一事物的认识可以让他们从大量存在的现象中发现并归纳出他们应该获得的知识老师在此过程中起着引导的作用三教学目标知识技解决问题的能力过程方法目标培养学生从日常生活学习中发现或归纳出新知识的能力情感态度与价值观目标让学生理解信息技术日常生活和学习的重要作用激发信息技术强烈的求知欲养成积极主动地学习和使用信息技术参与信息活v1.0 可编辑可修改 所以重力加速度的表达式可写成：g=根据题意有，质量分布均匀的球壳对壳内物体的引力为零，固在深度为 R r 的井底，受到 地球的万有引力即为半径等于 r 的球体在其表面产生的万有引力，g=当 r R 时，g 与 r 成正比，当 r R 后，g 与 r 平方成反比即质量一定的小物体受到的引力大小 F 在地球内部与 r 成正比，在外部与 r 的平方成反比 故选：A 7（2015 苏北四市一模）2014 年 5 月 10 日天文爱好者迎来了“土星冲日”的美丽天象。“土 星冲日”是指土星和太阳正好分处地球的两侧，三者几乎成一条直线。该天象每 378 天发 生一次，土星和地球绕太阳公转的方向相同，公转轨迹都近似为圆，地球绕太阳公转周期 和半径以及引力常量均已知，根据以上信息可求出 A土星质量 B地球质量 太阳 地球 土星 C土星公转周期 D土星和地球绕太阳公转速度之比 答案：CD 6（2015 苏州第一次调研）一个物体静止在质量均匀的星球表面的“赤道”上 已知引力常 量 G，星球密度 若由于星球自转使物体对星球表面的压力恰好为零，则该星球自转的角速度为()A 4 G B 3 C 4 G D 3 3 G 3 G 答案：A 7(2015 南京、盐城一模)、如图所示，A、B 是绕地球运行的“天宫一 号”椭圆形轨道上的近地点和远地点，则“天宫一号”A、在 A 点时线速度大 B、在 A 点时重力加速度小 C、在 B 点时向心加速度小 D、在 B 点时向心加速度大于该处的重力加速度 4 技术基础第一章第一节的内容由于这个内容理论性较强如果只是由教师来讲学生可能会觉得枯燥所以我准备在教师的引导下举出现象让学生进行探讨然后归纳获得知识有不足之处由教师或学生来补充这样能让学生积极参与活跃课堂刚刚升入高中的学生按照人的成长认知规律学生知识的获取开始由感性认识提升到理性认识于信息这一事物的认识可以让他们从大量存在的现象中发现并归纳出他们应该获得的知识老师在此过程中起着引导的作用三教学目标知识技解决问题的能力过程方法目标培养学生从日常生活学习中发现或归纳出新知识的能力情感态度与价值观目标让学生理解信息技术日常生活和学习的重要作用激发信息技术强烈的求知欲养成积极主动地学习和使用信息技术参与信息活v1.0 可编辑可修改 答案：AB 7(2015 黄山一检)小行星绕恒星运动，恒星（中心天体）均匀地向四周辐射能量，质量缓 慢减小，可认为小行星在绕恒星运动一周的过程中近似做圆周运动 则经过足够长的时 间后，小行星运动的()A 半径变小 B 速率变大 C 加速度变小 D 角速度变火 答案：C 10(2015 安徽江南十校期末)（14 分）探月卫星的发射过程可简化如下：首先进入绕地球 运行的“停泊轨道”，在该轨道的 P 处通过变速在进入地月“转移轨 道”，在快要到达月球时，对卫星再次变速，卫星被月球引力“俘获”后，成为环月卫星，最终在环绕月球的“工作轨道”上绕月飞行（视为 圆周运动），对月球进行探测已知“工作轨道”周期为 T，距月球表面 的高度为 h，月球半径为 R，引力常量为 G，忽略其它天体对探月卫星在“工作轨道”上环 绕运动的影响 （1）要使探月卫星从“转移轨道”进入“工作轨道”，应增大速度还是减小速度 （2）求探月卫星在“工作轨道”上环绕的线速度大小；（3）求月球的第一宇宙速度 解答：解：（1）要使探月卫星从“转移轨道”进入“工作轨道”，应减小速度做近心运动 （2）根据线速度与轨道半径和周期的关系可知探月卫星线速度的大小为 （3）设月球的质量为 M，探月卫星的质量为 m，月球对探月卫星的万有引力提供其做匀速圆周运动的向心力，所以有：月球的第一宇宙速度 v1 等于“近月卫星”的环绕速度，设“近月卫星”的质量为 m，则有：5 技术基础第一章第一节的内容由于这个内容理论性较强如果只是由教师来讲学生可能会觉得枯燥所以我准备在教师的引导下举出现象让学生进行探讨然后归纳获得知识有不足之处由教师或学生来补充这样能让学生积极参与活跃课堂刚刚升入高中的学生按照人的成长认知规律学生知识的获取开始由感性认识提升到理性认识于信息这一事物的认识可以让他们从大量存在的现象中发现并归纳出他们应该获得的知识老师在此过程中起着引导的作用三教学目标知识技解决问题的能力过程方法目标培养学生从日常生活学习中发现或归纳出新知识的能力情感态度与价值观目标让学生理解信息技术日常生活和学习的重要作用激发信息技术强烈的求知欲养成积极主动地学习和使用信息技术参与信息活v1.0 可编辑可修改 由以上两式解得：答：（1）要使探月卫星从“转移轨道”进入“工作轨道”，应减小速度 （2）探月卫星在“工作轨道”上环绕的线速度大小为 （3）月球的第一宇宙速度为 12（2015 北京房山期末）如图所示，一根截面积为 S 的均匀长直橡胶棒上均匀带有负电荷，单位体积内的电荷量为 q，当此棒沿轴线方向做速度为 v 的匀速直 线运动时，由于棒运动而形成的等效电流大小为 A vq B q C qvS D qv v S 答案：C 18.（2015 北京房山期末）（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”绕月飞行轨道近似为圆形，距月球表面高度 为 H，飞行周期为 T，月球的半径为 R，引力常量为 G。求：（1）“嫦娥一号”绕月飞行时的线速度大小；（2）月球的质量；（3）若发射一颗绕月球表面做匀速圆周运动的飞船，则其绕月运行的线速度应为多大。18.答案 （1）“嫦娥一号”运行的线速度 2 r 2 R H v（3 T T 分）（2）设月球质量为 M，“嫦娥一号”的质量为 m，根据万有引力定律和牛顿第二定律，对“嫦娥一号”绕月飞行的过程有 G Mm m 4 2(R H)(R H)2 T 2 解得 M 4 2(R H)3 （3 分）GT 2 （3）设绕月球表面做匀速圆周运动的飞船的质量为 m0，线速度为 v0，根据万有引力定 6 技术基础第一章第一节的内容由于这个内容理论性较强如果只是由教师来讲学生可能会觉得枯燥所以我准备在教师的引导下举出现象让学生进行探讨然后归纳获得知识有不足之处由教师或学生来补充这样能让学生积极参与活跃课堂刚刚升入高中的学生按照人的成长认知规律学生知识的获取开始由感性认识提升到理性认识于信息这一事物的认识可以让他们从大量存在的现象中发现并归纳出他们应该获得的知识老师在此过程中起着引导的作用三教学目标知识技解决问题的能力过程方法目标培养学生从日常生活学习中发现或归纳出新知识的能力情感态度与价值观目标让学生理解信息技术日常生活和学习的重要作用激发信息技术强烈的求知欲养成积极主动地学习和使用信息技术参与信息活v1.0 可编辑可修改 Mm0 v02 律和牛顿第二定律，对飞船绕月飞行的过程有G m0 R R2 4 2(R H)3 v0=2（R H)R H （3 分）又因 M 2，联立可解得 GT T R 18(2015 北京东城一检).（9 分）我国自主研制的北斗卫星导航系统包括 5 颗静止轨道卫星 （同步卫星）和 30 颗非静止轨道卫星，将为全球用户提供高精度、高可靠性的定位、导航 服务。A 为地球同步卫星，质量为 m1；B 为绕地球做圆周运动的非静止轨道卫星，质量为 m2，离地面高度为 h。已知地球半径为 R，地球自转周期为 T0，地球表面的重力加速度为 g。求：卫星 A 运行的角速度；卫星 B 运行的线速度。18.答案（9 分）同步卫星 A 的周期与地球自转周期相等，所以卫星 A运行的角速度 2。T0 卫星 B 绕地球做匀速圆周运动，设地球质量为 M，根据万有引力定律和牛顿运动定律，有：Mm2 v2 G(R h)2 m2(R h)Mm 在地球表面有：G mg 联立解得：v g R R h 9（2015 北京丰台期末）.“嫦娥三号”的环月轨道可近似看成是圆轨道。观察“嫦娥三号”在环月轨道上的运动，发现每经过时间 t 通过的弧长为 l，该弧长对 G，由此可 嫦娥三号 应的圆心角为 （弧度），如图所示。已知引力常量为 推导出月球的质量为（）月球 l l 3 l 3 l 2 B.C.l A.2Gt 2 G t 2 D.2 G t G t 答案：B 7 技术基础第一章第一节的内容由于这个内容理论性较强如果只是由教师来讲学生可能会觉得枯燥所以我准备在教师的引导下举出现象让学生进行探讨然后归纳获得知识有不足之处由教师或学生来补充这样能让学生积极参与活跃课堂刚刚升入高中的学生按照人的成长认知规律学生知识的获取开始由感性认识提升到理性认识于信息这一事物的认识可以让他们从大量存在的现象中发现并归纳出他们应该获得的知识老师在此过程中起着引导的作用三教学目标知识技解决问题的能力过程方法目标培养学生从日常生活学习中发现或归纳出新知识的能力情感态度与价值观目标让学生理解信息技术日常生活和学习的重要作用激发信息技术强烈的求知欲养成积极主动地学习和使用信息技术参与信息活v1.0 可编辑可修改 3(2015 成都第一次诊断)一颗科学资源探测卫星的圆轨道经过地球两极上空，运动周期为 T=，某时刻卫星经过赤道上 A 城市上空。已知：地球自转周期 T0，地球同步卫星轨道半径 r，万有引力常量为 G，根据上述条件（）A.可以计算地球的球半径 B.可以计算地球的质量 C.可以计算地球表面的重力加速度 D.可以断定，再经过 12h 卫星第二次到达 A 城市上空 G Mm 2 3 答案.B【试题分析】：根据地球同步卫星万有引力提供向心力周期公式 m 4 r r 2 T02 得：M 4 2r 3 ，故 B 正确；根据探测卫星万有引力提供向心力周期公式 GT02 G Mm m 4 2R 解得：R 3GMT2，因为 M 已经求得，所以可以求得卫星绕地球 2 T 2 4 2 R 运动的圆轨道半径，不能得到地球的球半径，故 A 错误；在地球表面有 G Mm mg，因为不知道地球半径，所以无法求出地球表面的重力加速度，r 2 故 C 错误；经过 12h 时，赤道上 A 城市运动到和地心对称的位置了，而资源探测卫星正好转 过了 8 圈，又回到原位置，所以经过 12h 卫星不会到达 A 城市上空，故 D 错误故选 B 7（2015 厦门质检）某人造地球卫星绕地球做匀速圆周运动的轨道半径为地球半径 R 的两倍 9 卫星的线速度为 V,设地面的重力加速度为 g 则有 gR A v B v gR 2 C v 2gR D v 2 gR 答案：A 20(2015 东莞调研)假设某行星绕太阳运行的轨道是圆形，已知万有引力常量为，G 以下能估测行星质量的是 A已知该行星的一个卫星绕其做圆周运动的线速度和轨道半径 B已知该行星的表面重力加速度和行星围绕太阳运行的轨道半径 C已知该行星绕太阳运行的周期和轨道半径 D已知该行星的半径和表面重力加速度 8 技术基础第一章第一节的内容由于这个内容理论性较强如果只是由教师来讲学生可能会觉得枯燥所以我准备在教师的引导下举出现象让学生进行探讨然后归纳获得知识有不足之处由教师或学生来补充这样能让学生积极参与活跃课堂刚刚升入高中的学生按照人的成长认知规律学生知识的获取开始由感性认识提升到理性认识于信息这一事物的认识可以让他们从大量存在的现象中发现并归纳出他们应该获得的知识老师在此过程中起着引导的作用三教学目标知识技解决问题的能力过程方法目标培养学生从日常生活学习中发现或归纳出新知识的能力情感态度与价值观目标让学生理解信息技术日常生活和学习的重要作用激发信息技术强烈的求知欲养成积极主动地学习和使用信息技术参与信息活v1.0 可编辑可修改 答案：AD 19（2015 佛山期末）、由于某种原因，人造地球卫星的轨道半径减小了，那么：A、卫星受到的万有引力增大、线速度减小 B、卫星的向心加速度增大、周期减小 C、卫星的动能、重力势能和机械能都减小 D、卫星的动能增大，重力势能减小，机械能减小 答案：BD 19（2015 清远期末检测）地球绕太阳沿椭圆轨道运动如图所示，当地球位于近日点 A 时，受到的万有引力为 FA ,运行速度为 vA ，具有机械能为 EA ，当 地球 地球位于远日点 B 时，受到的万有引力 FB,运行速度为 vB，具 近日点 A B 远日点 太阳 有机械能为 EB 以下判断正确的是 A FA FB B vA vB C EA EB D 地球从 A 处运动到 B 处，万有引力对地球的运动不做功 答案：BC 19(2015 汕头期末检测 )探月飞船以速度 v 贴近月球表面做匀速圆周运动，测出圆周运动的周 期为 则 T A 可以 计算出 探月飞船的质量 B 无法估测 月球的半径 2 v C 月球表面的重力加速度为 T D 飞船若要离开月球返回 地球，必须启动助推器使飞船加速 答案：CD 18（2015 深圳一模）若地球自转在逐渐变快，地球的质量与半径不变，则未来发射的地球 同步卫星与现在的相比（）A 离地面高度变小 B角速度变小 C 线速度变小 D向心加速度变大 答案：AD 7（2015 南通第一次调研）我国研制并成功发射了“嫦娥二号”探月卫星若卫星在距月 9 技术基础第一章第一节的内容由于这个内容理论性较强如果只是由教师来讲学生可能会觉得枯燥所以我准备在教师的引导下举出现象让学生进行探讨然后归纳获得知识有不足之处由教师或学生来补充这样能让学生积极参与活跃课堂刚刚升入高中的学生按照人的成长认知规律学生知识的获取开始由感性认识提升到理性认识于信息这一事物的认识可以让他们从大量存在的现象中发现并归纳出他们应该获得的知识老师在此过程中起着引导的作用三教学目标知识技解决问题的能力过程方法目标培养学生从日常生活学习中发现或归纳出新知识的能力情感态度与价值观目标让学生理解信息技术日常生活和学习的重要作用激发信息技术强烈的求知欲养成积极主动地学习和使用信息技术参与信息活v1.0 可编辑可修改 球表面高度为 h 的轨道上以速度 v 做匀速圆周运动，月球的半径为 R，则 A卫星运行时的向心加速度为 v 2 B 卫星运行时的角速度为 v R h R h C月球表面的重力加速度为 v 2(R h)D 卫星绕月球表面飞行的速度为 v R h R R 答案：ABD 19（2015 宝鸡质检一）、在太阳系中有一颗行星的半径为 R，若在该星球表面以初速度 v0 竖直向上抛出一物体，则该物体上升的最大高度为 H，已知该物体所受的其他力与行星 对它的万有引力相比较可忽略不计。根据这些条件，可以求出的物理量是 A太阳的密度 B该星球的第一宇宙速度 C该行星绕太阳运行的周期 D 绕该行星运行的卫星的最小周期 答案：BD 5（2015 宜宾一诊）按照我国整个月球探测活动的计划，在第一步“绕月”工 程圆满完成各项目标和科学探测任务后，第二步是“落月”工程已在 2013 年 以前完成.假设月球半径为 R，月球表面的重力加速度为 g0，飞船沿距月球表面 高度为 3R 的圆形轨道运动，到达轨道的 A 点时点火变轨进入椭圆轨道，到 达轨道的近月点 B 时再次点火进入月球近月轨道绕月球做圆周运动下列判断正确的是 A飞船在轨道上的运行速率 v g 0 R 2 B飞船在 A 点处点火变轨时,动能增大C飞船从 A 到 B 运行的过程中机械能增大 D飞船在轨道绕月球运动一周所需的时间 T R g0 答案：A 4（2015 四川资阳一诊）关于沿圆轨道运行的人造地球卫星，下列说法正确的是 A卫星的轨道半径越大，卫星的运行速率就越大 B在轨道上运行的卫星受到的向心力一定等于地球对卫星的引力 C在同一条轨道上运行的不同卫星，周期可以不同 D人造地球卫星的轨道半径只要大于地球的半径，卫星的运行速度大小就一定介于 10 技术基础第一章第一节的内容由于这个内容理论性较强如果只是由教师来讲学生可能会觉得枯燥所以我准备在教师的引导下举出现象让学生进行探讨然后归纳获得知识有不足之处由教师或学生来补充这样能让学生积极参与活跃课堂刚刚升入高中的学生按照人的成长认知规律学生知识的获取开始由感性认识提升到理性认识于信息这一事物的认识可以让他们从大量存在的现象中发现并归纳出他们应该获得的知识老师在此过程中起着引导的作用三教学目标知识技解决问题的能力过程方法目标培养学生从日常生活学习中发现或归纳出新知识的能力情感态度与价值观目标让学生理解信息技术日常生活和学习的重要作用激发信息技术强烈的求知欲养成积极主动地学习和使用信息技术参与信息活v1.0 可编辑可修改 第一宇宙速度和第二宇宙速度之间 答案：B 9(2015 徐汇一模)研究表明，地球自转逐渐变慢，3 亿年前地球自转的周期约为 22 小时，假设这种趋势会持续下去，地球的其他条件都不变，未来人类发射的地球同步卫星与现 在的相比 （A）距地面的高度变大 （B）向心加速度变大 （C）线速度变大 （D）角速度变大 答案：A 12(2015 松江区一模 )如图甲、乙两颗卫星以相同的轨道半径分别绕质量 d 为 M和 2M的行星做匀速圆周运动，下列说法正确的是（）c b a A 甲的向心加速度比乙的小 B 甲的运行周期比乙的小 C甲的角速度比乙大 D 甲的线速度比乙大 答案：A 10（2015 山东莱州期末）如图所示，A 是静止在赤道上的物体，随地球自转而做匀速圆周 运动；B、C 是同一平面内两颗人造卫星，B 位于离地高度等于地球半径的圆形轨道上，C 是 地球同步卫 星已知第一宇宙速度为，物体 A 和卫星 B、C 的线速度大小分别为 A、B、C，周期大小分别为 TA、TB、TC，则下列 关系正确的是 A A C B A C B C TA TC TB D TA TB TC 答案：BC 4（2015 泰安期末）如图两颗卫星 1 和 2 的质量相同，都绕地球做匀速圆周运动，卫星 2 的轨道半径更大些。两颗卫星相比较 A卫星 1 的向心加速度较小 B卫星 1 的动能较小 C卫星 l 的周期较小 D卫星 l 的机械能较小 答案：CD 6(2015 青岛期末)我们在推导笫一宇宙速度的公式 v gR 时，需要作一些假设和选择一 11 技术基础第一章第一节的内容由于这个内容理论性较强如果只是由教师来讲学生可能会觉得枯燥所以我准备在教师的引导下举出现象让学生进行探讨然后归纳获得知识有不足之处由教师或学生来补充这样能让学生积极参与活跃课堂刚刚升入高中的学生按照人的成长认知规律学生知识的获取开始由感性认识提升到理性认识于信息这一事物的认识可以让他们从大量存在的现象中发现并归纳出他们应该获得的知识老师在此过程中起着引导的作用三教学目标知识技解决问题的能力过程方法目标培养学生从日常生活学习中发现或归纳出新知识的能力情感态度与价值观目标让学生理解信息技术日常生活和学习的重要作用激发信息技术强烈的求知欲养成积极主动地学习和使用信息技术参与信息活v1.0 可编辑可修改 些理论依据，下列必要的假设和理论依据有 A卫星做半径等于地球半径的匀速圆周运动 B卫星所受的重力全部作为其所需的向心力 C卫星所受的万有引力仅有一部分作为其所需的向心力 D卫星的运转周期必须等于地球的自转周期 答案：AB 11（2015 上海金山期末）某天体的质量和半径分别约为地球的 1/10 和 1/2，地球表面的重 力加速度为 g，则该天体表面的重力加速度约为（）（A）0.2 g（B）0.4 g（C）2.5 g（D）5g 答案：B 10(2015 泉州期末)已知地球半径为 R，地球同步卫星距地面的高度为 h，运行速度大小 为 v1，加速度大小为 a1;地球赤道上的某物体随地球自转的线速度大小为 v2，向心加速 度大小为 a2，则 答案：B 3(2015 宁德期末)一个半径是地球 a 倍、质量是地球 b 倍的行星，它的第一宇宙速度与地 球的第一宇宙速度的比值为 A b B a C ab D b a b a2 答案：A 18（2015 保定期末）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。已知该行星半径为 R，万有引力常量为 G，则下列说法正确的是 12 技术基础第一章第一节的内容由于这个内容理论性较强如果只是由教师来讲学生可能会觉得枯燥所以我准备在教师的引导下举出现象让学生进行探讨然后归纳获得知识有不足之处由教师或学生来补充这样能让学生积极参与活跃课堂刚刚升入高中的学生按照人的成长认知规律学生知识的获取开始由感性认识提升到理性认识于信息这一事物的认识可以让他们从大量存在的现象中发现并归纳出他们应该获得的知识老师在此过程中起着引导的作用三教学目标知识技解决问题的能力过程方法目标培养学生从日常生活学习中发现或归纳出新知识的能力情感态度与价值观目标让学生理解信息技术日常生活和学习的重要作用激发信息技术强烈的求知欲养成积极主动地学习和使用信息技术参与信息活v1.0 可编辑可修改 R A 该行星的第一宇宙速度为 T B.宇宙飞船绕该星球做圆周运动的周期不小于 C 该行星的平均密度为 D 如果该行星存在一颗同步卫星，其距行星表面高度为答案：B 16（2015 唐山期末）卫星绕地球做匀速圆周运动，其轨道半径为 r，运动周期为 T，地球 半径为 R，万有引力常数为 G，下列说法正确的是 A卫星的线速度大小为 v=2 R B地球的质量为 M=4 2 R 3 T GT 2 C地球的平均密度为 3 2 D地球表面重力加速度大小为 GT 2 3 g=4 r 答案：D 15（2015 郑州第一次检测）（10 分）中国首个月球探测计划“嫦娥工程”预计在 2017 年实 现月面无人采样返回，为载人登月及月球基地选址做准备。在某次登月任务中，飞船上 备有以下实验仪器：A计时表一只；B弹簧秤一把；C已知质量为 m 的钩码一个；D天 平一只（附砝码一盒）。“嫦娥”号飞船在接近月球表面时，先绕月球做匀速圆周运动，宇航员测量出绕行 N 圈所用的时间为 t。飞船的登月舱在月球上着陆后，宇航员利用所 携带的仪器又进行了第二次测量。已知万有引力常量为 G，把月球看作球体。利用上述 两次测量所得的物理量可求出月球的密度和半径。（1）宇航员进行第二次测量的内容是什么 （2）试推导月球的平均密度和半径的表达式（用上述测量的物理量表示）。15宇航员在月球上用弹簧秤竖直悬挂物体，静止时读出弹簧秤的读数 F，即为物体在月 球上所受重力的大小。（或 F/m 即为月球表面重力加速度的大小）（2 分）对飞船靠近月球表面做圆周运动有 GMm 0 m0 4 2 R （2 分）R 2 T 2 13 技术基础第一章第一节的内容由于这个内容理论性较强如果只是由教师来讲学生可能会觉得枯燥所以我准备在教师的引导下举出现象让学生进行探讨然后归纳获得知识有不足之处由教师或学生来补充这样能让学生积极参与活跃课堂刚刚升入高中的学生按照人的成长认知规律学生知识的获取开始由感性认识提升到理性认识于信息这一事物的认识可以让他们从大量存在的现象中发现并归纳出他们应该获得的知识老师在此过程中起着引导的作用三教学目标知识技解决问题的能力过程方法目标培养学生从日常生活学习中发现或归纳出新知识的能力情感态度与价值观目标让学生理解信息技术日常生活和学习的重要作用激发信息技术强烈的求知欲养成积极主动地学习和使用信息技术参与信息活v1.0 可编辑可修改 M 1 4 R3 /3 Mm 2 F G R2 T t 1 N 3 N 2 1 Gt 2 R Ft 2 1 4 2 N 2 m 19(2015)a b c d a b c d A a g B c 4 /6 C b D d 48 a b c d CD 4 v m F G()A.mv2 B.Fv 4 C.Fv 2 D.mv 4 GF Gm Gm GF 二天体运动中的几个“另类”问题 14 技术基础第一章第一节的内容由于这个内容理论性较强如果只是由教师来讲学生可能会觉得枯燥所以我准备在教师的引导下举出现象让学生进行探讨然后归纳获得知识有不足之处由教师或学生来补充这样能让学生积极参与活跃课堂刚刚升入高中的学生按照人的成长认知规律学生知识的获取开始由感性认识提升到理性认识于信息这一事物的认识可以让他们从大量存在的现象中发现并归纳出他们应该获得的知识老师在此过程中起着引导的作用三教学目标知识技解决问题的能力过程方法目标培养学生从日常生活学习中发现或归纳出新知识的能力情感态度与价值观目标让学生理解信息技术日常生活和学习的重要作用激发信息技术强烈的求知欲养成积极主动地学习和使用信息技术参与信息活v1.0 可编辑可修改 如有必要，可结合黄金代换式 简化运算过程。不过，还有几类问题仅依靠基本 思路和方法，会让人感觉力不从心，甚至就算找出了结果但仍心存疑惑，不得要领。这就要求我们必须从根本上理解它们的本质，把握解决的关键，不仅要知其然，更要知其所以然。一、变轨问题 例：某人造卫星因受高空稀薄空气的阻力作用，绕地球运转的轨道会慢慢改变。每次测量 中卫星的运动可近似看作圆周运动，某次测量卫星的轨道半径为，后来变为，以、表 示卫星在这两个轨道上的线速度大小，、表示卫星在这两个轨道上绕地球运动的周期，则 （）A，B，C，D，分析：空气阻力作用下，卫星的运行速度首先减小，速度减小后的卫星不能继续沿原轨道 运动，由于 而要作近（向）心运动，直到向心力再次供需平衡，即 ，卫星又做稳定的圆周运动。15 技术基础第一章第一节的内容由于这个内容理论性较强如果只是由教师来讲学生可能会觉得枯燥所以我准备在教师的引导下举出现象让学生进行探讨然后归纳获得知识有不足之处由教师或学生来补充这样能让学生积极参与活跃课堂刚刚升入高中的学生按照人的成长认知规律学生知识的获取开始由感性认识提升到理性认识于信息这一事物的认识可以让他们从大量存在的现象中发现并归纳出他们应该获得的知识老师在此过程中起着引导的作用三教学目标知识技解决问题的能力过程方法目标培养学生从日常生活学习中发现或归纳出新知识的能力情感态度与价值观目标让学生理解信息技术日常生活和学习的重要作用激发信息技术强烈的求知欲养成积极主动地学习和使用信息技术参与信息活v1.0 可编辑可修改 如图，近（向）心运动过程中万有引力方向与卫星运动方向不垂直，会让卫星加速，速度 增大（从能量角度看，万有引力对卫星做正功，卫星动能增加，速度增大），且增加的数值超过 原先减少的数值。所以、，又由 可知。解：应选 C 选项。说明：本题如果只注意到空气阻力使卫星速度减小的过程，很容易错选 B 选项，因此，分 析问题一定要全面，切忌盲目下结论。卫星从椭圆轨道变到圆轨道或从圆轨道变到椭圆轨道是卫星技术的一个重要方面，卫星定轨和返回都要用到这个技术。以卫星从椭圆远点变到圆轨道为例加以分析：如图，在轨道远点，万有引力，要 使卫星改做圆周运动，必须满足 和，而 在远点明显成立，所以只需增 大速度，让速度增大到 成立即可，这个任务由卫星自带的推进器完成。“神舟”飞船 就是通过这种技术变轨的，地球同步卫星也是通过这种技术定点于同步轨道上的。16 技术基础第一章第一节的内容由于这个内容理论性较强如果只是由教师来讲学生可能会觉得枯燥所以我准备在教师的引导下举出现象让学生进行探讨然后归纳获得知识有不足之处由教师或学生来补充这样能让学生积极参与活跃课堂刚刚升入高中的学生按照人的成长认知规律学生知识的获取开始由感性认识提升到理性认识于信息这一事物的认识可以让他们从大量存在的现象中发现并归纳出他们应该获得的知识老师在此过程中起着引导的作用三教学目标知识技解决问题的能力过程方法目标培养学生从日常生活学习中发现或归纳出新知识的能力情感态度与价值观目标让学生理解信息技术日常生活和学习的重要作用激发信息技术强烈的求知欲养成积极主动地学习和使用信息技术参与信息活v1.0 可编辑可修改 二、双星问题 例：在天体运动中，将两颗彼此相距较近的行星称为双星。它们在相互的万有引力作用下 间距保持不变，并沿半径不同的同心圆轨道做匀速圆周运动。如果双星间距为，质量分别为 和，试计算：（1）双星的轨道半径；（2）双星的运行周期；（3）双星的线速度。分析：双星系统中，两颗星球绕同一点做匀速圆周运动，且两者始终与圆心共线，相同时间内转过相同的角度，即角速度相等，则周期也相等。但两者做匀速圆周运动的半径不相等。解：设行星转动的角速度为，周期为 （1）如图，对星球，由向心力公式可得：同理对星球 有：两式相除得：（即轨道半径与质量成反比）又因为 17 技术基础第一章第一节的内容由于这个内容理论性较强如果只是由教师来讲学生可能会觉得枯燥所以我准备在教师的引导下举出现象让学生进行探讨然后归纳获得知识有不足之处由教师或学生来补充这样能让学生积极参与活跃课堂刚刚升入高中的学生按照人的成长认知规律学生知识的获取开始由感性认识提升到理性认识于信息这一事物的认识可以让他们从大量存在的现象中发现并归纳出他们应该获得的知识老师在此过程中起着引导的作用三教学目标知识技解决问题的能力过程方法目标培养学生从日常生活学习中发现或归纳出新知识的能力情感态度与价值观目标让学生理解信息技术日常生活和学习的重要作用激发信息技术强烈的求知欲养成积极主动地学习和使用信息技术参与信息活v1.0 可编辑可修改 所以，（2）因为，所以 （3）因为，所以 说明：处理双星问题必须注意两点（1）两颗星球运行的角速度、周期相等；（2）轨道半径不等于引力距离（这一点务必理解）。弄清每个表达式中各字母的含义，在示意图中相应位置标出相关量，可以最大限度减少错误。三、追及问题 例：两颗卫星在同一轨道平面内绕地球做匀速圆周运动，地球半径为，卫星离地面的 高度等于，卫星离地面高度为，则：（1）、两卫星运行周期之比 是多少（2）若某时刻两卫星正好同时通过地面同一点正上方，则 至少经过多少个周期与 相距最远 分析：两卫星周期之比可按基本思路处理；要求 与 相距最远的最少时间，其实是一个追 及和相遇问题，可借用直线运动部分追及和相遇问题的处理思想，只