天体运动经典题型.docx

3（湖北省百所重点中学2008 届联考）2007 年3 月26 日，中俄共同签署了 中国国家航天局和俄罗斯联邦航天局关于联合探测火星一火卫一合作的协议，双方确定于2008年联合对火星及其卫星“火卫一”进行探测。 “火卫一”就在火星赤道正上方运行，与火星中心的距离为9450km绕火星1周需7h39min，若其绕行轨道可简化为圆形轨道，则由以上信息不能确定的是 AA火卫一的质量B火星的质量C火卫一的绕行速度D火卫一的向心加速度5（湖北省武汉市部分学校2008届新高三起点调研）质量为m的卫星围绕地球做匀速圆周运动，轨道半径是地球半径的2倍。已知地球半径为R，地球表面的重力加速度为g。卫星的动能是（ ）A2.4.62.4.6AmgR BmgR CmgR D2 mgR10.（湖北省八校2008届第一次联考）地球质量大约是月球质量的81倍，一个飞行器在地球与月球之间，当地球对它的引力和月球对它的引力大小相等时，这飞行器距月球球心的距离与月球球心距地球球心之间的距离之比为 CA19B91C110D10111.（湖北省八校2008届第二次联考）某同学设想驾驶一辆由火箭作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”，对此下列说法正确的是（R=6400km, g=10m/s2）A汽车在地面上速度增加时，它对地面的压力增大BB当汽车离开地球的瞬间速度达到28800km/hC此“航天汽车”环绕地球做圆周运动的最小周期为1hD在此“航天汽车”上弹簧测力计无法测量力的大小21、（湖北省部分重点中学十一月联考）2007年10月24日，我国发射的“嫦娥一号”探月卫星简化后的路线示意图如图所示，卫星由地面发射后经过发射轨道进入停泊轨道，然后在停泊轨道经过调速后进入地月转移轨道，再次调速后进入工作轨道，卫星开始对月球进行探测。已知地球与月球的质量之比为a，卫星的停泊轨道与工作轨道的半径之比为b，卫星在停泊轨道和工作轨道上均可视为做匀速圆周运动，则卫星（ ） ADA、在停泊轨道和工作轨道运行的速度之比为B、在停泊轨道和工作轨道运行的周期之比为C、在停泊轨道运行的速度大于地球的第一宇宙速度D、从停泊轨道进入到地月转移轨道，卫星必须加速24（湖北部分重点中学2008届理综第一次联考）某同学设想驾驶一辆由火箭作为动和的陆地太空两用汽车在赤道沿地球自转方向行驶，汽车的行驶速度可以任意增加，当汽车的速度增加到某值v（相对地面）时，汽车与地面分离成为绕地心做圆周运动的“航天汽车”，对此下列说法正确的是（不计空气阻力，取地球的半径R=6400km，g=10m/s2）（ ）DA汽车在地面上速度增加时，它对地面的压力增大B在此“航天汽车”上弹簧测力计无法测量力的大小C汽车离开地面时v值大小为8.0km/sD“航天汽车”绕地心做圆周运动的线速度大小为8.0km/s28、（湖北省20072008年部分学校联考）据报道，美国航天局已计划建造一座通向太空的升降机，传说中的通天塔即将成为现实。据航天局专家称：这座升降机的主体是一根长长的管道，一端系在位于太空的一个巨大的人造卫星上，另一端一直垂到地面并固定在地面上。已知地球到月球的距离约为地球半径的60倍，由此可以估算，该管道的长度至少为（已知地球半径为6400km）（ ）CA.360km B.3600km C.36000km D.360000km、（赤峰市08届四月份全市统考）“嫦娥1号”绕月卫星于2007年10月24日在西昌卫星发射中心发射升空，飞行38万公里后到达月球上空200公里处绕月球旋转中国航天中心计划在2009年底前后发射“嫦娥2号”绕月卫星“嫦娥2号”卫星绕月飞行高度为100公里“嫦娥2号”卫星绕月飞行与“嫦娥1号”卫星绕月飞行相比，下列正确的是：ACA周期变小，线速度变大B周期变大，加速度变大 C角速度变大，线速度变大D线速度变大，加速度变小、（华师一附中五月第二次压轴考试）地球如图所示，a、b、c是在地球大气层外的圆形轨道上运行的三颗人造卫星，下列说法中正确的是DAb、c的线速度大小相等，且大于a的线速度Bb、c的向心加速度大小相等，且大于a的向心加速度Cc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由于某种原因，a的轨道半径缓慢减小，a的线速度将变大、（湖北省部分重点2008年4月联考）2007年4月24日，欧洲科学家宣布在太阳之外发现了一颗可能适合人类居住的类地行星Gliese581c。这颗围绕红矮星Gliese581运行的星球有类似地球的温度，表面可能有液态水存在，距离地球约为20光年，直径约为地球的1.5倍 ，质量约为地球的5倍，绕红矮星Gliese581运行的周期约为13天。假设有一艘宇宙飞船飞临该星球表面附近轨道，下列说法正确是 （ ）BCA飞船在Gliese581c表面附近运行的周期约为13天B飞船在Gliese581c表面附近运行时的速度大于7.9km/sC人在Gliese581c上所受重力比在地球上所受重力大DGliese581c的平均密度比地球平均密度小7、（赤峰市2008届高三第三次统一考试）“嫦娥一号”是我国月球探测“绕、落、回”三期工程的第一阶段，也就是“绕”。我国于2007年10月24日发射了第一颗环月卫星。在发射过裎中为了防止卫星偏离轨道，探测器先在近地轨道绕地球3周，再经长途跋涉进入月球的近月轨道绕月飞行，已知月球表面的重力加速度为地球表面重力加速度的1/6，月球半径约为地球半径的1/3，则以下说法中正确的是 BCA绕月球做圆周运动的周期较小B探测器在月球表面附近运行时的速度小于7.9km/sC探测器在月球表面附近所受月球的万有引力小于在地球表面所受地球的万有引力D绕月球做圆周运动的向心加速度较大9、（孝感市2008第二次统一考试）同步卫星是指相对于地面不动的人造地球卫星，则（ ）DA.它可以在地面上任一点的正上方，且离地心的距离可按需要选择不同值B.它可以在地面上任一点的正上方，但离地心的距离是一定的C.它只能在赤道的正上方，但离地心的距离可按需要选择不同值 D.它只能在赤道的正上方，且离地心的距离是一定的11、（2008年3月湖北省襄樊市统一调研）“黑洞”是近代引力理论所预言的宇宙中的一种特殊天体，研究认为，黑洞可能是由于超中子星发生塌缩而形成的。欧洲航天局由卫星观测发现银河系中心存在一个超大型黑洞并将它命名为：MCG6-30-15r，假设银河系中心仅此一个黑洞。已知太阳系绕银河系中心做匀速圆周运动，则根据下列哪一组数据可以估算出该黑洞的质量BA太阳的质量和运行速度B太阳绕黑洞公转的周期和太阳到“MCG6-30-15r”的距离C太阳质量和太阳到“MCG6-30-15r”的距离D太阳运行速度和“MCG6-30-15r”的半径12、（宜昌市2008届高三年级第二次调研）我国的“嫦娥一号”于2007年10 月24 日18 日05 分成功放射，经过15天的长途跋涉，最终成功在距月球表面200 公里的圆周轨道上稳定的运行若已知月球质量为M ，半径为R，万有引力常量为G ，以下畅想可能正确的是 ACDA在月球表面以初速度叭竖直上抛一个物体，物体上升的最大高度为B.在月球上发射一颗绕它运行的卫星的最小周期为C.有月球上发射一颗绕它运行的卫星最小发射速度为D.“嫦娥一号”在绕月球稳定圆周运动时，船内仪器处于完全失重状态17、（湖北省部分重点高中2008年三月质检）关于万有引力定律和库仑定律都满足平方反比定律，因此引力场和电场之间有许多相似的性质，在处理有关问题时可以将它们进行类比例如电场中反映各点电场强弱的物理量是电场强度，其定义式为在引力场中可以有一个类似的物理量用来反映各点引力场的强弱设地球质量为M，半径为R，地球表面处重力加速度为g，引力常量为G如果一个质量为m的物体位于距地心2R处的某点，则下列表达式中能反映该点引力场强弱的是：（ ） ADABCD25、（湖北省十六校大联考）如图所示，同步卫星离地心的距离为r，运行速率为v1，加速度为a1；地球赤道上的物体随地球自转的向心加速度为a2，第一宇宙速率为v2，地球的半径为，则下列比值正确的 DA.B. C. D. 27、（湖北省“三校联合体”2008届2月联考）太阳系八大行星绕太阳运动的轨道可粗略地认为是圆，各行星的半径、日星距离和质量如下表所示：行星名称水星金星地球火星木星土星天王星海王星星球半径/106m2.446.056.383.4071.4960.2725.5624.75日星距离/1011m0.581.081.502.287.7814.2928.7145.04星球质量/1024kg0.334.876.000.64190056986.8102 由表中所列数据可以估算海王星公转的周期最接近于： BA1050年B165年C35年D15年、（宜宾市2008级第二次诊断）一个物体在地球表面重25N，它在以4m/s2的加速度加速上升的火箭中的视重为11N，则此时火箭离地球表面的距离为地球半径R的（在地球表面） CA2倍B3倍C4倍D一半、（湖北省天门中学、枝江中学广华中学、随州一中五月四校联考）日落4h时位于地球赤道上的人，在其头顶上方可观察到一颗人造地球卫星飞行设地球半径为R，下表列出卫星在不同轨道上的飞行速度v的大小：轨道半径rR1.5R2R2.5R3Rv(km/s)7.96.55.65.O4.6已知太阳光直射赤道，不考虑大气对光的折射，则这颗卫星飞行速度大小v一定满足DA5.6km/sv7.9km/sB4.6km/sv6.5km/sCv=5.6km/sD5.6km/s、（天门市2008年高考第二轮模拟）如图所示，a、b、c是环绕地球在圆形轨道上运行的3颗人造卫星，它们的质量关系是ma= mb mc，则（ ）DAb、c的线速度大小相等，且大于a的线速度Bb、c的周期相等，且小于a的周期Cb、c的向心加速度大小相等，且大于a的向心加速度Db所需要的向心力最小、（湖北省“四校联合体”2008届第一次联考）2007年10月24日，我国发射的“嫦娥一号”探月卫星简化后的路线示意图如图所示，卫星由地面发射后经过发射轨道进入停泊轨道，然后在停泊轨道经过调速后进入地月转移轨道，再次调速后进入工作轨道，卫星开始对月球进行探测。已知地球与月球的质量之比为a，卫星的停泊轨道与工作轨道的半径之比为b，卫星在停泊轨道和工作轨道上均可视为做匀速圆周运动，则卫星( )ADA在停泊轨道和工作轨道运行的速度之比为B在停泊轨道和工作轨道运行的周期之比为C在停泊轨道运行的速度大于地球的第一宇宙速度D从停泊轨道进入到地月转移轨道，卫星必须加速、（湖北省“三校联合体”4月联考）太阳系八大行星绕太阳运动的轨道可粗略地认为是圆，各行星的半径、日星距离和质量如下表所示：行星名称水星金星地球火星木星土星天王星海王星星球半径/106m2.446.056.383.4071.4960.2725.5624.75日星距离/1011m0.581.081.502.287.7814.2928.7145.04星球质量/1024kg0.334.876.000.64190056986.8102 由表中所列数据可以估算海王星公转的周期最接近于：BA1050年B165年C35年D15年、（武汉市2008届高中毕业生二月调考）某同学阅读了“火星的现在、地球的未来”一文，摘录了以下资料： 根据目前被科学界普遍接受的宇宙大爆炸学说可知，万有引力常量在极其缓慢地减小。太阳几十亿年来一直不断地在通过发光、发热释放能量。金星和火星是地球的两位近邻，金星位于地球圆轨道的内侧，火星位于地球圆轨道的外侧。由于火星与地球的自转周期几乎相同，自转轴与公转轨道平面的倾角也几乎相同，所以火星上也有四季变化。根据该同学摘录的资料和有关天体运动规律，可推断（AD）A、太阳对地球的引力在缓慢减小B、太阳对地球的引力在缓慢增加C、火星上平均每个季节持续的时间等于3个月D、火星上平均每个季节持续的时间大于3个月、（黄冈市2008年高三模拟适应考试）如图，a是静止在地球赤道上的物体，b、c是两颗人造地球卫星，其中c是地球的同步卫星，a、b、c在同一平面内沿不同的轨道绕地心做匀速圆周运动，三者绕行方向相同（为图示顺时针方向），已知RbRc。若在某一时刻，它们正好运行到同一条直线上，如图甲所示。那么再经过6小时，物体a、卫星b、c的位置可能是图乙中的 （ ）AD、（2008年湖北省八校第三次联考）2003年10月15日，我国利用“神舟五号”飞船将1名宇航员送入太空，中国成为继俄、美之后第三个掌握载入航天技术的国家。设宇航员测出自己绕地球球心做匀速圆周运动的周期为T，离地面的高度为H，地球半径为R。则根据T、H、R和万有引力恒量G，宇航员不能计算出下面的哪一项（ ）CA地球的质量B地球的平均密度C飞船所需的向心力D飞船线速度的大小、（湖北省补校联合体大联考）自1957年前苏联第一颗人造卫星上天后，迄今人类向太空发射的航天器已经超过4000枚。它们进入轨道后，有的因失去时效而报废，有的因出现故障而失灵，但都仍旧在太空中漫游，形成了大量的太空垃圾。在太阳活动期，地球大气会受太阳风的影响而扩张而使一些在大气层外绕地球飞行的太空垃圾被大气包围，而开始向地面下落，大部分太空垃圾在落地前已经燃烧成灰烬，但体积较大的太空垃圾则会落到地面上，对人类造成危害，太空垃圾下落的原因是CA.大气的扩张使垃圾受到的万有引力增大而导致下落B.太空垃圾在燃烧过程中质量不断减小，根据牛顿第二运动定律，向心加速度不断增大，由此导致下落C.太空垃圾在大气阻力作用下速度减小，做圆周运动所需的向心力将小于实际的万有引力，过大的万有引力将垃圾拉向了地面D.太空垃圾的上表面受到的大气压力大于其下表面受到的大气压力，这种压力差将它推向地面、（武汉市四月调研）2007年11月5日，“嫦娥一号”探月卫星沿地月转移轨道达到月球，在距月球表面200km的P点进行第一次“刹车制动”后被月球捕获，进入椭圆轨道绕月飞行，如图所示。之后，卫星在P点经过几次“刹车制动”，最终在距月球表面200km的圆形轨道上绕月球做周期为127min的匀速圆周运动。已知月球半径R和引力常量G，忽略地球对“嫦娥一号”的引力作用，则（B）A、可估算月球的自转周期 B、可估算月球的质量C、卫星沿轨道运动经过P点的速度小于沿轨道运动经过P点的速度D、卫星沿轨道运动经过P点的速度等于沿轨道运动经过P点的速度、（湖北省2008年4月质检）有两个行星A和B（A和B之间的相互作用不计），它们各有一颗靠近其表面的卫星，若这两颗卫星的周期相等，由此可知（ ）AA行星A、B表面重力加速度之比等于它们的半径之比B两颗卫星的线速度一定相等C行星A、B的质量一定相等D行星A、B的密度不一定相等、（荆州市2008届高中毕业班质量检查）假设地球一年自转一周(地球自转方向与公转方向一致)，下述提法正确的是ACD A赤道上人体重将增大 B地球上半年为白天，下半年为黑夜 C赤道上白天和黑夜将变为无限长 D赤道上摆钟将走的快些、（武汉二中、汉南一中、武汉一中2008届第二次联考）2007年9月24日，“嫦娥一号”探月卫星发射升空，实现了中华民族千年奔月的梦想。若“嫦娥一号”沿圆形轨道绕月球飞行的半径为R，国际空间站沿圆形轨道绕地球匀速圈周运动的半径为4R，地球质量是月球质量的81倍根据以上信息可以确定ADA国际空间站与“嫦娥一号”的加速度之比为8l：16B国际空间站与“嫦娥一号”的线速度之比为1：2C国际空间站与“嫦娥一号”的周期之比为8：lD国际空间站与“嫦娥一号”的角速度之比为9：8、（黄冈、襄樊、孝感、宜昌、荆州2008届联考）由我国自行研制的“嫦娥一号”探月卫星发射后首先被送入一个椭圆形“超地球同步轨道”，这一轨道离地面最近距离约为200公里，最远距离约为5.1万公里，探月卫星将用16小时环绕轨道一圈后，通过加速再进行一个更大的椭圆轨道，此轨道距离地面最近距离约为500公里，最远距离约为12.8万公里，需要48小时才能环绕一圈，不考虑空气阻力，下列说法正确的是BA“嫦娥一号”在“超地球同步轨道”上运行时一定定点在赤道上空并与地面保持相对静止B与周期为85分钟的“神州六号”载人飞船相比，“嫦娥一号”在“超地球同步轨道”运行的半长轴大C卫星在“超地球同步轨道”上由远地点向近地点运动时动能增大，机械能增大D因为“嫦娥一号”要成为环月卫星，所以其发射速度必须达到第二宇宙速度、（荆州市2008届高中毕业班质量检查）(12分)已知月球的质量约为地球质量的，半径约为地球半径的。一宇航员在月球上用一根长为l的轻质细绳一端挂住一个质量为m的小球，另一端固定于空间一点，细绳自由下垂后，他给小球个水平方向的冲量I0使小球获得一水平初速度后，在竖直平面内运动，要使小球在向上摆动的过程中，细绳松弛，则宇航员所给小球的水平冲量I0的范围为多大(设地球表面的重力加速度为g)?解：设月球表面的重力加速度为g，则 （2分）所以：g=g； （2分）要使小球在向上摆动的过程中，细绳会松驰，必有小球作圆弧运动到与固定等高处时速度v10，且在小球在固定点上方l处的速度满足mg， （2分）而I0mv0，EKO=， （2分）所以： （1分）和 （1分）联立解得：。（有无等号均给分） （2分）、（2008年湖北八校联考）（16分）中国首个月球探测计划“嫦娥工程”预计在2017年送机器人上月球，实地采样送回地球，为载人登月及月球基地选址做准备设想我国宇航员随“嫦娥”号登月飞船绕月球飞行，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的物体一个，D天平一只（附砝码一盒）在飞船贴近月球表面时可近似看成绕月球做匀速圆周运动，宇航员测量出飞船在靠近月球表面的圆形轨道绕行N圈所用的时间为t飞船的登月舱在月球上着陆后，遥控机器人利用所携带的仪器又进行了第二次测量，科学家利用上述两次测量数据便可计算出月球的半径和质量若已知万有引力常量为G，则：（1）说明机器人是如何进行第二次测量的？（2）试利用测量数据（用符号表示）求月球的半径和质量（1）机器人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（4分）（2）在月球上忽略月球的自转可知 =F （2分） （2分）飞船在绕月球运行时，因为是靠近月球表面，故近似认为其轨道半径为月球的半径R，由万有引力提供物体做圆周运动的向心力可知 （2分）又 （2分）所以，由、式可知月球的半径 （2分）月球的质量 （2分）、（2008年湖北八校第一次联考）（16分）2007年10月24日，我国成功地发射了“嫦娥一号”探月卫星，其轨道示意图如图所示.卫星进入地球轨道后还需要对卫星进行10次点火控制。第一次点火，抬高近地点，将近地点抬高到约600km，第二、三、四次点火，让卫星不断变轨加速，经过三次累积，卫星加速到11.0km/s的速度进入地月转移轨道向月球飞去.后6次点火的主要作用是修正飞行方向和被月球捕获时的紧急刹车,最终把卫星送入离月面200km高的工作轨道(可视为匀速圆周运动).已知地球质量是月球质量的81倍,R月=1800km ,R地=6400km,卫星质量2350kg ,g取10.0m/s2 . （涉及开方可估算，结果保留一位有效数字）求：(1)卫星在绕地球轨道运行时离地面600km时的加速度.(2)卫星从离开地球轨道进入地月转移轨道最终稳定在离月球表面200km的工作轨道上外力对它做了多少功?（忽略地球自转及月球绕地球公转的影响）解:(1)卫星在离地600km处对卫星加速度为a，由牛顿第二定律（1分） （2分）又由 （2分） 可得a=8 m/s2（2分）(2)卫星离月面200km速度为v，由牛顿第二定律得（1分）（2分）由 及M月/M=1/81 （2分） 得:V2=2.48106km2/s2（2分）由动能定理,对卫星W=mv2mv02= 2350（248104110002）= -11011J（2分）2(10分）（湖北省百所重点中学2008 届联考）据报道，美国航空航天管理局计划在2008年10月发射月球勘侧轨道器( LRO若以T表示LRO在离月球表面高h处的轨道上做匀速圆周运动的周期，以R表示月球的半径，求： (1) LRO运行时的向心加速度a；（2）月球表面的重力加速度g月解：(1）向心加速度（2分）得： (2分)(2)设月球质量为M，引力常量为G。 LRO的质量为m，报据牛顿运动定律，有 （2 分）任意物体静止在月球表面上时由万有引力定律得： （2分）联立解得， ( 2 分）所以 解得：（2分），所以三颗星的总质量为 （2分）9（湖北省武汉市部分学校11月联考）(13分）如图10所示，在宇宙中有一种三星系统，由三颗质量相等的恒星组成等边三角形，它们绕三角形的中心匀速转动，已知某三星系统远离其他星体，可以认为它们与其他星体的作用力为0，它们之间的距离均为r ，绕中心转动周期为T，每颗星均可看作质点试求这三颗星的总质量解：设这三颗星分别为A、B、C ，其质量分别为MA、MB、MC，且MA= MB= MC= M, A的受力如右图所示，因为A 做匀速圆周运动，对A 有： (3分)而 （1分）由万有引力定律知：则 （2分）由几何知识得 （3分）、（黄冈市重点中学2008届模拟）（16分）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）如图示，当给小球水平初速度v0时，刚好能使小球在竖直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多大？解析：设月球表面重力加速度为g，月球质量为M.球刚好完成圆周运动，小球在最高点有 （3分）从最低点至最高低点有 （3分）由可得 （3分）在月球表面发射卫星的最小速度为月球第一宇宙速度 （4分）、（2008年湖北省名师预测卷）（18分）美国“奋进”号航天飞机于2008年3月11日发射升空，12日晚顺利与国际空间站对接。飞低国际空间站后，宇航员共进行了5次太空行走，为国际空间站组装了一个双臂机器人，并安装了日本“希望”号实验舱的保管室部分。美国东部时间24日20时25分（北京时间25日8时25分），“奋进”号航天飞机脱离国际空间站，开始返航。若已知国际空间站距地面高度为h，地球半径为R，地面的重力加速度为g。（1）求国际突然间站运行周期（2）已知宇航员及其设备的总质量为M，太空行走的宇航员通过向向后喷出气体而获得反冲力，每秒钟喷出的气体质量为m。为了简化问题，设喷气时对气体做功的功率恒为P，在不长的时间t内宇航员及其设备的质量变化很小，可以忽略不计。求喷气t秒后宇航员获得的动能。（1）由万引力定律和牛顿运动定律得G=（R +）又GM/R2 = g 联立解得：T =（8分）（2）因为喷气时对对做功的功率恒为P，而单位时间内喷气质量为m，故在t时间内，据动能定理Pt =可求得喷出气体的速度为：v =（4分）另一方面宇航员喷气过程中系统动量守恒，则：0 = mtv Mv又宇航员获得的动能，Ek =联立解得：Ek = （6分）、（湖北省天门中学、枝江中学广华中学、随州一中五月四校联考）(16分)假设我国发射的月球卫星“嫦娥一号”的质量为m，它绕月球在椭圆轨道上运动。在近月点“嫦娥一号”离月球表面的高度为h1,运动的速度为v1，运动的加速度为a1；在远月点“嫦娥一号”离月球表面的高度