高级中学物理天体运动习题集.doc
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1、/*评卷人得分一、选择题(题型注释)1我国研制并成功发射了“嫦娥二号”探月卫星若卫星在距月球表面高度为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B卫星运行时的角速度为C月球表面的重力加速度为D卫星绕月球表面飞行的速度为2近几年我国在航空航天工业上取得了长足的进步,既实现了载人的航天飞行,又实现了航天员的出舱活动如图所示,在某次航天飞行实验活动中,飞船先沿椭圆轨道1飞行,后在远地点343千米的P处点火加速,由椭圆轨道1变成高度为343千米的圆轨道2下列判断正确的是A飞船在椭圆轨道1上的机械能比圆轨道2上的机械能大B飞船在圆轨道2上时航天员出舱前后都处于失重状态
2、C飞船在此圆轨道2上运动的角速度小于同步卫星运动的角速度D飞船在椭圆轨道1上通过P的加速度小于沿圆轨道2运动的加速度3(原创)一颗科学资源探测卫星的圆轨道经过地球两极上空,某时刻卫星经过赤道上A城市上空已知地球自转周期为24h,若每12h卫星到达A城市上空,则卫星运动周期可能为A. 12h B. 4.8h C. 4h D. 2.4h4M、N两颗质量相同的卫星绕地球做匀速圆周运动,其轨道如图所示,已知M卫星的轨道半径大于N卫星的轨道半径,则( )AM卫星与地球中心连线在相等的时间内转过的角度较大BM卫星的机械能大于N卫星的机械能CM卫星的速度变化更快DM卫星在相同的时间内经过的路程较长5有a、b
3、、c、d四颗地球卫星,a还未发射,在地球赤道上随地球表面一起转动,b处于地面附近近地轨道上正常运动,c是地球同步卫星,d是高空探测卫星,设地球自转周期为24h,所有卫星均视为匀速圆周运动,各卫星排列位置如图所示,则有( )Aa的向心加速度等于重力加速度gBb在相同时间内转过的弧长最长Cc在4 h内转过的圆心角是Dd的运动周期有可能是23h6如图所示为电影星际穿越中的飞船图片,当飞船只在万有引力的作用下运动时,宇航员处于完全失重状态;为了模拟重力环境,可以让飞船旋转起来。对飞船飞行的电影片段用Tracker Video Analysis 软件进行分析,得出飞船的旋转的角速度为0.6rad/s,已
4、知地球表面重力加速度为10m/s2。由此请推算出飞船的半径约为( )A28m B56m C100m D256m7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, 运行速度为,具有机械能为,当地球位于远日点B时,受到的万有引力, 运行速度为,具有机械能为以下判断正确的是ABCD地球从A处运动到B处,万有引力对地球的运动不做功8若各国的人造地球卫星都在不同的轨道上做匀速圆周运动,设地球的质量为M,地球的半径为R地则下述判断正确的是( )A各国发射的所有人造地球卫星在轨道上做匀速圆周运动的运行速度都不超过B各国发射的所有人造地球卫星在轨道上做匀速圆周运动的的运行周期都不超过
5、C卫星在轨道上做匀速圆周运动的圆心不一定与地心重合D地球同步卫星做匀速圆周运动的的运行周期等于9北斗卫星导航系统(BDS)是中国自行研制的全球卫星导航系统,该系统将由35颗卫星组成,卫星的轨道有三种:地球同步轨道、中地球轨道和倾斜轨道。其中,同步轨道半径大约是中轨道半径的15倍,那么同步卫星与中轨道卫星的周期之比约为A. B. C. D. 10冥王星绕太阳的公转轨道是个椭圆,公转周期为T0,其近日点到太阳的距离为a,远日点到太阳的距离为b,半短轴的长度为c,A、B、C、D分别为长短轴的端点,如图所示。若太阳的质量为M,万有引力常量为G,忽略其他行星对它的影响,则 ( )A冥王星从ABC的过程中
6、,速率逐渐变大B冥王星从AB所用的时间等于C冥王星从BCD的过程中,万有引力对它先做正功后做负功D冥王星在B点的加速度为11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12火星直径约为地球的一半,质量约为地球的十分之一,它绕太阳公转的轨道半径约为地球公转半径的1.5倍。则下列说法正确的是A火星表面重力加速度的数值比地球表面的小B火星公转的周期比地球的大C火星公转的线速度比地球的大D火星公转的向心加速度比地球的大13探月工程三期飞行试验器于2014年10月24
7、日2时在中国西昌卫星发射中心发射升窄,飞行试验器飞抵距月球6万千米附近进入月球引力影响区,开始月球近旁转向飞行,最终进入距月球表面的圆形工作轨道。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,则下列说法正确的是A飞行试验器绕月球运行的周期为B在飞行试验器的工作轨道处的重力加速度为C飞行试验器在工作轨道上的绕行速度为D由题目条件可知月球的平均密度为14已知月球绕地球做圆周运动的半径为r1、周期为T1;探月卫星绕月球做圆运动的半径为r2、周期为T2引力常量为G,不计周围其它天体的影响下列说法正确的是( )A根据题目条件可求出B根据题目条件能求出地球与月球之间的引力C根据题目条件能求出
8、探月卫星的质量D根据题目条件能求出地球的密度15我国未来将建立月球基地,并在绕月轨道上建造空间站,如图所示,关闭动力的航天飞机在月球引力作用下向月球靠近,并将与空间站在B处对接,已知空间站绕月轨道半径为r,周期为T,引力常量为G,下列说法中错误的是( )A图中航天飞机正加速飞向B处B航天飞机在B处由椭圆轨道进入空间站轨道必须点火减速C根据题中条件可以算出月球质量D根据题中条件可以算出空间站受到月球引力的大小16北斗卫星系统由地球同步轨道卫星与低轨道卫星两种卫星组成,这两种卫星正常运行时A. 低轨卫星和地球同步卫星的轨道平面一定重合B. 低轨卫星的环绕速率不可能大于C. 地球同步卫星比低轨卫星的
9、转动周期大D. 低轨卫星和地球同步卫星,可能具有相同的角速度17关于万有引力公式F=Gmm/r,以下说法正确的是()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18甲乙两个质点间的万有引力大小为F,若甲物体的质量不变,乙物体的质量增加到原的2倍,同时,它们之间的距离减为原的1/2,则甲乙两个物体的万有引力大小将变为()A.F B.F/2 C.8F D.4F19关于地球同步通讯卫星,下列说法正确的是()A.它一定在赤道上空运行B.各国发射的这种卫星轨道半径
10、都一样C.它运行的线速度一定小于第一宇宙速度D.它运行的线速度介于第一和第二宇宙速度之间20三颗人造地球卫星A、B、C在地球的大气层外沿如图所示的轨道做匀速圆周运动,已知mA = mB mC,则三个卫星( )A线速度大小的关系是vAvB=vCB周期关系是TAaBaCD向心力大小的关系是FAFBFC21关于万有引力定律和引力常量的发现,下面说法中正确的是( )A.万有引力定律是由开普勒发现的,而引力常量是由伽利略测定的B.万有引力定律是开普勒发现的,而引力常量是由卡文迪许测定的C.万有引力定律是牛顿发现的,而引力常量是由胡克测定的D.万有引力定律是牛顿发现的,而引力常量是由卡文迪许测定的22假设
11、有一载人宇宙飞船在距地面高度为的赤道上空绕地球匀速圆周运动,地球半径约为,地球同步卫星距地面高为,宇宙飞船和一地球同步卫星绕地球同向运动,每当二者相距最近时。宇宙飞船就向同步卫星发射信号,然后再由同步卫星将信号发送到地面接收站,某时刻二者相距最远,从此刻开始,在一昼夜的时间内,接收站共接收到信号的次数为( )A4次 B6次 C7次 D8次23图甲所示的“轨道康复者”航天器可在太空中给“垃圾”卫星补充能源,延长卫星的使用寿命。图乙是“轨道康复者”在某次拯救一颗地球同步卫星前,二者在同一平面内沿相同绕行方向绕地球做匀速圆周运动的示意图,此时二者的连线通过地心、轨道半径之比为1:4.若不考虑卫星与“
12、轨道康复者”之间的引力,则下列说法正确的是A.在图示轨道上,“轨道康复者”的速度大于B.在图示轨道上,“轨道康复者”的加速度大小是地球同步卫星的4倍C.在图示轨道上,“轨道康复者”的周期为3h,且从图示位置开始经1.5h与同步卫星的距离最近D.若要对该同步卫星实施拯救,“轨道康复者”应从图示轨道上加速,然后与同步卫星对接24如图所示,a为地球赤道上的物体,b为沿地球表面附近做匀速圆周运动的人造卫星,c为地球同步卫星关于a、b、c做匀速圆周运动的说法中正确的是( ) A地球对b、c两星的万有引力提供了向心力,因此只有a受重力,b、c两星不受重力B周期关系为Ta = Tc TbC线速度的大小关系为
13、va vc ab ac252012年12月27日,我国自行研制的“北斗导航卫星系统”(BDS)正式组网投入商用。2012年9月采用一箭双星的方式发射了该系统中的两颗轨道半径均为21332km的“北斗-M5”和“北斗M-6”卫星,其轨道如图所示。关于这两颗卫星,下列说法正确的是A两颗卫星的向心加速度大小相同B两颗卫星速度大小均大于79km/sC北斗-M6的速率大于同步卫星的速率D北斗-M5的运行周期大于地球自转周期26关于万有引力公式F=Gmm/r,以下说法正确的是( )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
14、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27甲乙两个质点间的万有引力大小为F,若甲物体的质量不变,乙物体的质量增加到原来的2倍,同时,它们之间的距离减为原来的1/2,则甲乙两个物体的万有引力大小将变为( )A.F B.F/2 C.8F D.4F28关于地球同步通讯卫星,下列说法正确的是( )A.它一定在赤道上空运行B.各国发射的这种卫星轨道半径都一样C.它运行的线速度一定小于第一宇宙速度D.它运行的线速度介于第一和第二宇宙速度之间29如图所示,发射地球同步卫星时,先将卫星发射至近地圆轨道1上,然后经点火,卫星沿椭圆轨道2运行,最后再次点火,将卫星送入轨道3,轨道1、2相切于
15、Q点,轨道2、3相切于P点,则当卫星分别在1、2、3轨道上正常运动时。下列说法正确的是A卫星在轨道3上的周期小于在轨道1上的周期B卫星从轨道1到轨道3动能的减小量小于势能的增加量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3上经过P点时的速度大于它在轨道2上经过P点时的速度30星系由很多绕中心作圆形轨道运行的恒星组成科学家研究星系的一个方法是测量恒星在星系中的运行速度v和离星系中心的距离用v r n这样的关系来表达,科学家们特别关心指数n若作用于恒星的引力主要来自星系中心的巨型黑洞,则的值为( )A1 B2 C D31己知引力常量G、月球中心到地球中心的距离
16、r和月球绕地球运行的周期T。仅利用这三个数据,可以估算的物理有 A.地球的质量 B.地球的密度C.地球的半径 D.月球绕地球运行速度的大小32若天宫一号绕地球做匀速圆周运动的半径为r周期为T,万有引力常盘为G,则( )A.天宫一号不受重力作用B.可求天宫一号所受到的万有引力C.可求地球的质量D.可求地球表面的重力加速度33实现全球通讯至少要三颗地球同步轨道卫星,如图,三颗地球同步卫星a、b、c等间隔分布在半径为r的圆轨道上则三颗卫星( )A质量必须相同B某时刻的线速度相同C绕地球的运行周期相同D绕行方向与地球自转方向相同342012年我国宣布北斗导航系统正式商业运行。北斗导航系统又被称为“双星
17、定位系统”,具有导航、定位等功能。“北斗”系统中两颗工作卫星均绕地心做匀速圆周运动,轨道半径为,某时刻两颗工作卫星分别位于轨道上的A、B两位置(如图所示)若卫星均顺时针运行,地球表面处的重力加速度为g,地球半径为,不计卫星间的相互作用力则以下判断中正确的是( )A这两颗卫星的加速度大小相等,均为B卫星l由位置A运动至位置B所需的时间为C卫星l向后喷气就一定能追上卫星2D卫星1由位置A运动到位置B的过程中万有引力做正功35“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,该弧长对应的圆心角为 (弧度),如图所示。已知引力常量为G,由此可
18、推导出月球的质量为( ) A. B. C. D.36理论研究表明第二宇宙速度是第一宇宙速度的倍。火星探测器悬停在距火星表面高度为h处时关闭发动机,做自由落体运动,经时间t落到火星表面。已知引力常量为G,火星的半径为R。若不考虑火星自转的影响,要探测器脱离火星飞回地球,则探测器从火星表面的起飞速度至少为( )A7.9km/s B11.2km/s C D37A、B两颗地球卫星绕地球做圆周运动,运转的周期之比为,则A轨道半径之比为 B线速度之比为C向心加速度之比为 D质量之比为38宇航员在地球表面以一定的初速度竖直上抛一小球,经过时间t落回原处;若在某星球表面以相同的速度竖直上抛一小球,则需经5t时
19、间落回原处。已知该星半径与地球半径之比为14,则( )A.该星表面重力加速度与地球表面重力加速度之比为51B.该星质量与地球质量之比为180C.该星密度与地球密度之比为45D.该星的“第一宇宙速度”与地球的第一宇宙速度之比为120 392013年1月27日,我国在境内再次成功地进行了陆基中段反导拦截技术试验,中段是指弹道导弹在大气层外空间依靠惯性飞行的一段如图所示,一枚蓝军弹道导弹从地面上A点发射升空,目标是攻击红军基地B点,导弹升空后,红军反导预警系统立刻发现目标,从C点发射拦截导弹,并在弹道导弹飞行中段的最高点D将其击毁下列说法中正确的是A图中E到D过程,弹道导弹机械能不断增大B图中E到D
20、过程,弹道导弹的加速度不断减小C弹道导弹在大气层外运动轨迹是以地心为焦点的椭圆D弹道导弹飞行至D点时速度大于7.9 km/s40北斗卫星系统由地球同步轨道卫星与低轨道卫星两种组成,这两种卫星在轨道正常运行时A同步轨道卫星运行的周期较大B同步轨道卫星运行的线速度较大C同步轨道卫星运行可能飞越南京上空D两种卫星运行速度都大于第一宇宙速度41某宇航员在月球赤道上测得一物体的重力为F1,在月球两极测量同一物体时其重力为F2(忽略月球自转对重力的影响)则月球赤道对应的月球半径与两极处对应的月球半径之比为A B C D42气象卫星是用来拍摄云层照片、观测气象资料和测量气象数据的。我国先后自行成功研制和发射
21、了“风云号”和“风云号”两颗气象卫星,“风云号”卫星轨道(极地圆轨道)与赤道平面垂直并且通过两极,绕地做匀速圆周运动的周期为12 h。“风云号”气象卫星轨道(地球同步轨道)平面在赤道平面内,绕地做匀速圆周运动的周期为24 h,则“风云号”卫星比“风云号”卫星( )A轨道半径小 B线速度小 C角速度大 D向心加速度大43在地球表面沿水平方向发射一个飞行器,不计空气阻力,如果初速度为7.9km/s(第一宇宙速度),则此飞行器A.会落回地面B.会绕地球做匀速圆周运动C.会绕地球做椭圆运动D.会挣脱地球的束缚飞到太阳系外44一人造卫星绕地球运动,由于受到稀薄气体阻力的作用,其轨道半径会缓慢发生变化。若
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