天体运动基本训练

试卷第1页，总4页天体运动基本训练1．第一个较准确测量出万有引力常量的科学家是（）A．卡文迪许B．开普勒C．牛顿D．第谷2．地球的半径为0R，地球表面处的重力加速度为g，一颗人造卫星围绕地球做匀速圆周运动，卫星距地面的高度为0R，下列关于卫星的说法中正确的是A、卫星的线速度大小为022RgB、卫星的角速度大小为028gRC、卫星的加速度大小是2gD、卫星的运动周期为022Rg3．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2324GMTB．卫星的运行速度大于第一宇宙速度C．卫星运行时受到的向心力大小为2GMmRD．卫星运行的向心加速度小于地球表面的重力加速度4．某物体在地面上受到地球对它的万有引力为F，为使此物体受到的引力减小到4F，应把此物体置于距地面的高度为（R指地球半径）（）A．RB．2RC．4RD．8R5．在同一轨道平面上的三个人造地球卫星A、B、C都绕地球做匀速圆周运动，在某一时刻恰好在同一直线上，下列说法正确的有（）A．根据vgr，可知ABCvvvB．根据万有引力定律向心力ABCFFFC．向心加速度大小ABCaaaD．各自运动一周后，C先回到原地点6．中国“北斗”卫星导航系统是我国自行研制的全球卫星定位与通信系统,是继美国GPS系统和俄罗斯“格洛纳斯”（GLONASS）系统之后第三个成熟的卫星导航系统．系统由空间端、地面端和用户端组成，其中空间端包括5颗地球同步卫星和30颗非地球同步卫星，以下说法正确的是A．这5颗地球同步卫星的运行速度大于第一宇宙速度B．这5颗地球同步卫星的运行周期都与地球自转周期相等C．这5颗地球同步卫星运动的加速度大小不一定相同D．为避免相撞，不同国家发射的地球同步卫星必须运行在不同的轨道上7．如图所示，正在地球外层空间沿圆轨道运行的A、B、C三颗卫星，其中A、B质量相等且大于C，B、C在同一轨道上。则下列判断正确的是：试卷第2页，总4页A．三颗卫星中A卫星的向心力最大B．B、C的向心加速度相等且大于A的向心加速度C．B、C的周期相等且小于A的周期D．B、C的线速度相等且小于A的线速度8．地球半径为R，地球表面处的重力加速度为g0，在距地心4R处的重力加速度为g，则g∶g0为（）A．1∶2B．1∶4C．1∶9∶D．1∶169．我国发射的“亚洲一号”地球同步通信卫星的质量为1．24t，在某一确定的轨道上运行．下列说法中正确的是（）A．它定点在北京正上方太空，所以我国可以利用它进行电视转播B．它的轨道平面一定与赤道平面重合C．若要发射一颗质量为2．48t的地球同步通讯卫星，则该卫星的轨道半径将比“亚洲一号”卫星轨道半径大D．要发射一颗质量为2．48t的地球同步卫星，则该卫星的轨道半径将比“亚洲一号”卫星轨道半径小10．我国未来将建立月球基地，并在绕月球轨道上建造空间站，如图所示，关闭发动机的航天飞机在月球引力作用下沿椭圆轨道向月球靠近，并将在椭圆轨道的近月点B处与空间站C对接，已知空间站绕月球圆轨道的半径为r，周期为T，引力常量为G，月球的半径为R，下列说法中正确的是（）A、月球的质量为2324=MGrTB、月球的第一宇宙速度为2rvTC、航天飞机从图示A位置飞向B的过程中，加速度逐渐变大D、要使航天飞机和空间站对接成功，飞机在接近B点时必须减速11．如图所示，卫星A、B分别绕地球做匀速圆周运动，且已知卫星A的轨道半径大于卫星B的轨道半径，下列说法正确的有（）A、A的周期小于B的周期B、A的速率小于B的速率C、A与地心的连线在单位时间内扫过的面积等于B与地心连线在单位时间内扫过的面积D、A的角速度大小大于B的角速度大小试卷第3页，总4页12．有A、B两颗卫星绕地心O做圆周运动，旋转方向相同．A卫星的周期为1T，如图所示在某一时刻两卫星相距最近，经时间t他们再次相距最近，则B卫星的周期2T为（）A．121tTTtTB．121tTTtTC．121()TTttTD．121()TTttT13．如图所示，是在同一轨道平面上的三颗质量相同的人造地球卫星，均绕地球做匀速圆周运动。关于各物理量的关系，下列说法正确的是（）A．速度ABCvvvB．周期ABCTTTC．向心加速ABCaaaD．角速度ABC14．“嫦娥一号”卫星开始绕地球在椭圆轨道运动，经过变轨、制动后，成为一颗绕月球做圆周运动的卫星。设卫星距月球表面的高度为h，做匀速圆周运动的周期为T。已知月球半径为R，引力常量为G。求：（1）月球的质量M及月球表面的重力加速度g；（2）在距月球表面高度为00()hhR的地方，将一质量为m的小球以v0的初速度水平抛出，求落地瞬间月球引力对小球做功的瞬时功率P。15．已知火星的质量为236.410Mkg，半径63.410Rm，引力常量为11226.710/GNmkg，求火星的第一宇宙速度（计算结果保留两位有效数字）16．宇航员在地球表面以一定初速度竖直上抛一小球，经过时间t小球落回原处；若他在某星球表面以相同的初速度竖直上抛同一小球，需经过时间5t小球落回原处．（取地球表面重力加速度g=10m/s2，空气阻力不计）试卷第4页，总4页（1）求该星球表面附近的重力加速度g′；（2）已知该星球的半径与地球半径之比为R星：R地=1：4，求该星球的质量与地球质量之比M星：M地．17．太阳系外行星大多不适宜人类居住，绕恒星“Glicsc581”运行的行星“Gl-581c”却是很值得我们期待的。因为该行星表面的温度在0℃到40℃之间，质量是地球的6倍，直径是地球的2倍，而且“Glicsc581”很可能不会自转，这样它的一半一直是白天，另一半一直是黑夜。该行星与地球均可视为质量分布均匀的球体。已知引力常量为G，在地球表面附近绕地球做匀速圆周运动的卫星速度大小为v，地球半径为R，地球表面的重力加速度为g，试求：（1）在行星“Gl-581c”表面附近的重力加速度；（2）在行星“Gl-581c”表面附近绕行星“Gl-581c”做匀速圆周运动的卫星速度大小。18．2014年10月8日，月全食带来的“红月亮”亮相天空，引起人们对月球的关注。我国发射的“嫦娥三号”探月卫星在环月圆轨道绕行n圈所用时间为t，如图所示。已知月球半径为R，月球表面处重力加速度为g月，引力常量为G．试求：（1）月球的质量M；（2）月球的第一宇宙速度v1；（3）“嫦娥三号”卫星离月球表面高度h．19．某人造地球卫星绕地球做匀速圆周运动，其轨道半径为地球半径R的3倍，已知地面附近的重力加速度为g，万有引力常量为G，求这颗人造地球卫星的周期。20．宇航员在某星球表面让一个小球以0v的速度做竖直上抛运动，经过时间t小球落回到抛出点，万有引力常量为G，若忽略星球自传。（1）求该星球表面附近的重力加速度g；（2）已知该星球的半径为R，求该星球的密度。本卷由系统自动生成，请仔细校对后使用，答案仅供参考。答案第1页，总8页参考答案1．A【解析】试题分析：卡文迪许通过扭秤实验测得了万有引力常量，A正确；开普勒发现了行星运动三定律，B错误；牛顿发现了万有引力定律，C错误；第谷发现超新星和科学观测彗星，他的天文学成就也为开普勒、伽利略乃至牛顿的科学发现奠定了一定的基础，D错误；考点：考查了物理学史【名师点睛】平时学习应该注意积累对物理学史的了解，知道前辈科学家们为探索物理规律而付出的艰辛努力，对于物理学上重大发现、发明、著名理论要加强记忆，这也是考试内容之一2．A【解析】试题分析：研究卫星绕地球做匀速圆周运动，根据万有引力提供向心力，列出等式：22 MmvGmrr，解得：GMvr，其中02rR①，忽略地球自转的影响，根据万有引力等于重力列出等式：20 mMGmgR，解得：20GMgR②，由①②得：卫星的速度大小022Rgv，故A正确；根据圆周运动知识得：012 4vgrR，故B错误；根据圆周运动知识得：24vgar，故C错误；根据圆周运动知识得：0224RTg，故D错误．考点：考查了万有引力定律的应用【名师点睛】在万有引力这一块，涉及的公式和物理量非常多，掌握公式222224MmvrGmmrmmarrT在做题的时候，首先明确过程中的向心力，然后弄清楚各个物理量表示的含义，最后选择合适的公式分析解题，另外这一块的计算量一是非常大的，所以需要细心计算3．D【解析】试题分析:A、万有引力提供向心力2224GMmmrrT，r为轨道半径，得：2324GMTr，而卫星到地表的高度2324GMThrRR，故A错误．B、第一宇宙速度为1GMvR，第一宇宙速度是最大的圆轨道运行速度，所以卫星的运行速度小于第一宇宙速度，故B错误．C、卫星运行时受到的向心力大小是GMm（R+h）2，故C错误。D、地表重力加速度为2GMgR，本卷由系统自动生成，请仔细校对后使用，答案仅供参考。答案第2页，总8页卫星运行的向心加速度2GMagr，卫星运行的向心加速度小于地球表面的重力加速度，故D正确．故选D．考点：考查人造卫星的加速度、周期和轨道的关系；万有引力定律及其应用．【名师点睛】本题关键抓住万有引力等于向心力，卫星转动周期与地球自转同步．4．A【解析】试题分析:解：根据万有引力定律表达式得：2MmFGr，其中r为物体到地球中心的距离．某物体在地球表面，受到地球的万有引力为F，此时r=R；若此物体受到的引力减小为4F，根据24FMmGr得出此时物体到地球中心的距离r′=2R，所以物体距离地面的高度应为R．故选A。考点：考查万有引力定律及其应用．【名师点睛】要注意万有引力定律表达式里的r为物体到地球中心的距离．能够应用控制变量法研究问题．5．C【解析】试题分析:设地球的质量为M，卫星的轨道半径为r，根据万有引力提供向心力可得：222224MmvGmammwrmrrrT，A、由卫星的速度GMvr，可见r越大，v越小，则有ABCvvv，故A错误；B、由于三颗的质量关系未知，无法根据万有引力定律2MmFGr比较引力的大小，故B错误；C、卫星的向心加速度等于2GMar，r越小，a越大，则有ABCaaa，故C正确；D、卫星的周期234rTGM，r越大，T越大，所以运动一周后，A先回到原地点、C最晚回到原地点．故D错误．故选C．考点：考查人造卫星的加速度、周期和轨道的关系；万有引力定律及其应用．【名师点睛】对于卫星的线速度、周期、角速度、向心加速度等物理量的比较，只要抓住万有引力提供向心力，其他量可以根据圆周运动知识理解并比较．6．B【解析】试题分析：根据万有引力提供向心力，列出等式：22 GMmvmrr，解得GMvr可知这5颗地球同步卫星的运行速度小于第一宇宙速度，选项A错误；由于这5颗卫星是地球的同步卫星，则其运行周期都与地球自转周期相等，选项B正确；同步卫星的加速度2GMar，所以这5颗地球同步卫星的加速度大小一定相同，故C错误；地球同步卫星，与赤道平面重合，离地面的高度相同，在相同的轨道上，故D错误；故选B。本卷由系统自动生成，请仔细校对后使用，答案仅供参考。答案第3页，总8页考点：万有引力定律的应用；同步卫星【名师点睛】地球质量一定、自转速度一定，同步卫星要与地球的自转实现同步，就必须要角速度与地球自转角速度相等，这就决定了它的轨道高度和线速度。7．BC【解析】试题分析：卫星绕地做匀速圆周运动，根据万有引力提供向心力，得：22224 MmvGmmrmarrT，得 GMvr，32rTGM，2GMar；由于卫星的质量关系未知，由万有引力定律不能确定向心力的大小，故A错误．B、C的向心加速度大小相等，且大于A的向心加速度．B、C的周期相等，且小于A的周期；B、C的线速度大小相等，且大于A的线速度．故AD错误，BC正确；故选BC．考点：万有引力定律的应用【名师点睛】卫星绕地做匀速圆周运动时，要知道由地球的万有引力提供其向心力，要