黑马高一物理天体运动教案学生版二

- 1 -高考物理天体运动（2012 上海）22B人造地球卫星做半径为 r，线速度大小为 v 的匀速圆周运动。当其角速度变为原来的 倍后，运动半径为_，线速度大小为_。（2012 新课标）21 假设地球是一半径为 R.质量分布均匀的球体。一矿井深度为 d。已知质量分布均匀的球壳对壳内物体的引力为零。矿井底部和地面处的重力加速度大小之比为A1 B1+ C D dR dR 2d2dR（2012 大纲卷）25.一单摆在地面处的摆动周期与在某矿井底部摆动周期的比值为 k。设地球的半径为 R。假定地球的密度均匀。已知质量均匀分布的球壳对壳内物体的引力为零，求矿井的深度 d。（2012 广东）21.如图 6 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A.动能大B.向心加速度大C.运行周期长D.角速度小（2012 北京）18. 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颖卫星，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颖地球同步卫星.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（2012 福建） 16一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 0v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 0N，已知引力常量为 G,则这颗行星的质量为A2GmvB.4GNv- 2 -C2GmNvD.4GmNv（2012 江苏）82011 年 8 月， “嫦娥二号”成功进入了绕“日地拉格朗日点”的轨道，我国成为世界上第三个造访该点的国家，如图所示，该拉格朗日点位于太阳与地球连线的延长线上，一飞行器位于该点，在几乎不消耗燃料的情况下与地球同步绕太阳做圆周运动，则此飞行器的A线速度大于地球的线速度B向心加速度大于地球的向心加速度C向心力仅由太阳的引力提供D向心力仅由地球的引力提供（2012 山东）15.2011 年 11 月 3 日， “神州八号”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“神州九号”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 R1、R 2，线速度大小分别为 、 。则 等于1v21vA. B. C. D. 3122121R21R(2012 四川）15.今年 4 月 30 日，西昌卫星发射中心发射的中圆轨道卫星，其轨道半径为2.8107m,它与另一颗同质量的同步轨道卫星（轨道半径为 4.2107m）相比A.向心力较小B.动能较大C.发射速度都是第一宇宙速度D.角速度较小(2012 天津）3.一个人造地球卫星绕地球做匀速圆周运动，假如该卫星变轨后仍做匀速圆周运动，动能减小为原来的 1/4，不考虑卫星质量的变化，则变轨前后卫星的A 向心加速度大小之比为 4:1B 角速度大小之比为 2:1C 周期之比为 1:8D 轨道半径之比为 1:2（2012 浙江）15、如图所示，在火星与木星轨道之间有一小行星带。假设该带中的小行星只受到太阳的引力，并绕太阳做匀速圆周运动。下列说法正确的是A.太阳对小行星的引力相同B.各小行星绕太阳运动的周期小于一年C.小行星带内侧小行星的向心加速度值大于小行星带外侧小行星的向心加速度值拉格朗日点地球太阳- 3 -D.小行星带内各小行星圆周运动的线速度值大于 地球公转的线速度值(2012 重庆）18冥王星与其附近的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 1/7B 角速度大小约为卡戎的 1/7C 线度大小约为卡戎的 7 倍D 向心力小约为卡戎的 7 倍（2012 海南）11.地球同步卫星到地心的距离 r 可用地球质量 M、地球自转周期 T 与引力常量 G 表示为 r=_.1 (2011 江苏第 7 题)一行星绕恒星作圆周运动。由天文观测可得，其运动周期为 T，速度为 v，引力常量为 G，则A恒星的质量为32vTB行星的质量为234vGTC行星运动的轨道半径为 D行星运动的加速度为2（2011 山东第 17 题）.甲、乙为两颗地球卫星，其中甲为地球同步卫星，乙的运行高度低于甲的运行高度，两卫星轨道均可视为圆轨道。以下判断正确的是A.甲的周期大于乙的周期 B.乙的速度大于第一宇宙速度C.甲的加速度小于乙的加速度 D.甲在运行时能经过北极的正上方3(广东第 20 题).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，引力为 G。有关同步卫星，下列表述正确的是A.卫星距离地面的高度为234GTB.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 2mRD.卫星运行的向心加速度小于地球表面的重力加速度4（2011 全国卷 1 第 19 题） 我国“嫦娥一号”探月卫星发射后，先在“24 小时轨道”上绕地球运行(即绕地球一圈需要 24 小时)；然后，经过两次变轨依次到达“48 小时轨道”和“72 小时轨道” ；最后奔向月球。如果按圆形轨道计算，并忽略卫星质量的变化，则在每次变轨完成后与变轨前相比， A卫星动能增大，引力势能减小B卫星动能增大，引力势能增大 - 4 -C卫星动能减小，引力势能减小D卫星动能减小，引力势能增大5（2011 全国理综新课标 19）.卫星电话信号需要通地球同步卫星传送。如果你与同学在地面上用卫星电话通话，则从你发出信号至对方接收到信号所需最短时间最接近于（可能用到的数据：月球绕地球运动的轨道半径约为 3.8105m/s，运行周期约为 27 天，地球半径约为 6400 千米，无线电信号传播速度为 3x108m/s） （ ）A.0.1s B.0.25s C.0.5s D.1s6（2011 天津第 8 题） 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 vR B角速度 g C运行周期 2Tg D向心加速度 2GMaR7（2011 浙江第 19 题）.为了探测 X 星球，载着登陆舱的探测飞船在该星球中心为圆心，半径为 r1的圆轨道上运动，周期为 T1，总质量为 m1。随后登陆舱脱离飞船，变轨到离星球更近的半径为 r2 的圆轨道上运动，此时登陆舱的质量为 m2则A. X 星球的质量为 214GrMB. X 星球表面的重力加速度为 21TrgXC. 登陆舱在 1r与 2轨道上运动是的速度大小之比为 121rmvD. 登陆舱在半径为 2轨道上做圆周运动的周期为 312rT8 (2011 广东第 20 题).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- 5 -m，引力常量为 G。有关同步卫星，下列表述正确的是A.卫星距离地面的高度为234MTB.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 2mGRD.卫星运行的向心加速度小于地球表面的重力加速度9 (2011北京第15题)由于通讯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(重庆第 21 题).某行星和地球绕太阳公转的轨道均可视为圆。每过 N 年，该行星会运行到日地连线的延长线上，如题 21 图所示。该行星与地球的公转半径比为 A231()B. 23()1NC32()ND. 32()11（2011 海南第 12 题）.2011 年 4 月 10 日，我国成功发射第 8 颗北斗导航卫星，建成以后北斗导航卫星系统将包含多可地球同步卫星，这有助于减少我国对 GPS 导航系统的依赖，GPS 由运行周期为 12 小时的卫星群组成，设北斗星的同步卫星和 GPS 导航的轨道半径分别为 1R和 2，向心加速度分别为 1a和 2，则 12:R=_。 12:a=_（可用根式表示）12（2011上海22B） 人造地球卫星在运行过程中由于受到微小的阻力，轨道半径将缓慢减小。在此运动过程中，卫星所受万有引力大小将 (填“减小”或“增大”)；其动能将 (填“减小”或“增大”)。13（2011 安徽第 22 题） （14 分）（1）开普勒行星运动第三定律指出：行星绕太阳运动的椭圆轨道的半长轴 a 的三次方与它的公转周期 T 的二次方成正比，即32akT， k 是一个对所有行星都相同的常量。将行星绕太阳的运动按圆周运动处理，请你推导出太阳系中该常量 k 的表达式。已知引力- 6 -常量为 G，太阳的质量为 M 太 。（2）开普勒定律不仅适用于太阳系，它对一切具有中心天体的引力系统（如地月系统）都成立。经测定月地距离为 3.84108m，月球绕地球运动的周期为 2.36106S，试计算地球的质 M 地 。 （G=6.6710 -11Nm2/kg2，结果保留一位有效数字）12010重庆1月球与地球质量之比约为 1：80，有研究者认为月球和地球可视为一个由两质点构成的双星系统，他们都围绕月球连线上某点 O 做匀速圆周运动。据此观点，可知月球与地球绕 O 点运动生物线速度大小之比约为A1：6400 B.1:80C. 80:1 D:6400:12. 2010天津6 探测器绕月球做匀速圆周运动，变轨后在周期较小的轨道上仍做匀速圆周运动，则变轨后与变轨前相比A.轨道半径变小 B.向心加速度变小C.线速度变小 D.角速度变小3. 2010全国卷21 已知地球同步卫星离地面的高度约为地球半径的 6 倍。若某行星的平均密度为地球平均密度的一半，它的同步卫星距其表面的高度是其半径的 2.5 倍，则该行星的自转周期约为A6 小时 B. 12 小时 C. 24 小时 D. 36 小时4. 2010江苏物理62009 年 5 月，航天飞机在完成对哈勃空间望远镜的维修任务后，在 A点从圆形轨道进入椭圆轨道，B 为轨道上的一点，如图所示，关于航天飞机的运动，下列说法中正确的有（A）在轨道上经过 A 的速度小于经过 B 的速度（B）在轨道上经过 A 的动能小于在轨道上经过 A 的动能（C）在轨道上运动的周期小于在轨道上运动的周期（D）在轨道上经过 A 的加速度小于在轨道上经过 A 的加速度5 2010福建14 火星探测项目是我国继神舟载人航天工程、嫦娥探月工程之后又一个重大太空探索项目。假设火星探测器在火星表面附近圆形轨道运行的周期 1T，神舟飞船在地球表面附近的圆形轨道运行周期为 2T，火星质量与地球质量之比为 p，火星半径与地球半径之比为 q，则 1T与2之比为- 7 -A. 3pq B. 31pq C. 3pq D. 3qp6. 2010新课标20 太阳系中的 8 大行星的轨道均可以近似看成圆轨道.下列 4 幅图是用来描述这些行星运动所遵从的某一规律的图像.图中坐标系的横轴是 lg(/)OT，纵轴是lg(/)OR;这里 T 和 R 分别是行星绕太阳运行的周期和相应的圆轨道半径， 和 0R分别是水星绕太阳运行的周期和相应的圆轨道半径.下列 4 幅图中正确的是72010北京16 一物体静置在平均密度为 的球形天体表面的赤道上。已知万有引力常量为 G，若由于天体自转使物体对天体表面压力恰好为零，则天体自转周期为A.1243B.1234GC.12D.123G8. 2010上海物理15 月球绕地球做匀速圆周运动的向心加速度大小为 a，设月球表面的重力加速度大小为 1g，在月球绕地球运行的轨道处由地球引力产生的加速度大小为 2g，则- 8 -（A） 1ga （B） 2ga （C） 12ga （D） 21ga92010海南物理10 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。根据以上数据，以下说法正确的是A火星表面重力加速度的数值比地球表面小B火星公转的周期比地球的长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 10. 2010安徽1711. 2010全国卷25 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点做匀速周运动，星球 A 和 B 两者中心之间距离为 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，若忽略其它星球的影响，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为的周期记为 T1。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 T2。已知地球和月球的质量分别为 5.981024kg 和 7.35 1022kg 。求 T2与 T1两者平方之比。 （结果保留 3 位小数）一、选择题1.（09全国19）天文学家新发现了太阳系外的一颗行星。这颗行星的体积是地球的4.7 倍，是地球的 25 倍。已知某一近地卫星绕地球运动的周期约为 1.4 小时，引力常量- 9 -G=6.6710-11Nm2/kg2,由此估算该行星的平均密度为 （ ）A.1.8103kg/m3 B. 5.6103kg/m3 C. 1.1104kg/m3 D.2.9104kg/m32.（09上海物理8）牛顿以天体之间普遍存在着引力为依据，运用严密的逻辑推理，建立了万有引力定律。在创建万有引力定律的过程中，牛顿 （ ）A接受了胡克等科学家关于“吸引力与两中心距离的平方成反比”的猜想B根据地球上一切物体都以相同加速度下落的事实，得出物体受地球的引力与其质量成正比，即 Fm 的结论C根据 Fm 和牛顿第三定律，分析了地月间的引力关系，进而得出 Fm1m2D根据大量实验数据得出了比例系数 G 的大小3.（09广东物理5）发射人造卫星是将卫星以一定的速度送入预定轨道。发射场一般选择在尽可能靠近赤道的地方，如图这样选址的优点是，在赤道附近 （ ）A地球的引力较大 B地球自转线速度较大C重力加速度较大D地球自转角速度较大。4.（09江苏物理 3）英国新科学家（New Scientist） 杂志评选出了 2008 年度世界8 项科学之最，在 XTEJ1650-500 双星系统中发现的最小黑洞位列其中，若某黑洞的半径R约 45km，质量 M和半径 R的关系满足2McG（其中 为光速， G为引力常量） ，则该黑洞表面重力加速度的数量级为 （ ）A 8210m/s B 102m/sC D 45.（09广东理科基础10）关于地球的第一宇宙速度，下列表述正确的是 - 10 -（ ）A第一宇宙速度又叫环绕速度B第一宇宙速度又叫脱离速度C第一宇宙速度跟地球的质量无关D第一宇宙速度跟地球的半径无关。6.（09重庆17）据报道， “嫦娥一号”和“嫦娥二号”绕月飞行器的圆形轨道距月球表面分别约为 200Km 和 100Km，运动速率分别为 v1和 v2， 那么 v1和 v2的比值为（月球半径取1700Km） （ ）A. 198 B. 198 C, 819 D. 8197.（09四川15）据报道，2009 年 4 月 29 日，美国亚利桑那州一天文观测机构发现一颗与太阳系其它行星逆向运行的小行星，代号为 2009HC82。该小行星绕太阳一周的时间为3.39 年，直径 23 千米，其轨道平面与地球轨道平面呈 155的倾斜。假定该小行星与地球均以太阳为中心做匀速圆周运动，则小行星和地球绕太阳运动的速度大小的比值为 （ ）A.13.9B.123.9C.32.9D.23.98.（09安徽15）2009 年 2 月 11 日，俄罗斯的“宇宙-2251”卫星和美国的“铱-33”卫星在西伯利亚上空约 805km 处发生碰撞。这是历史上首次发生的完整在轨卫星碰撞事件。碰撞过程中产生的大量碎片可能会影响太空环境。假定有甲、乙两块碎片，绕地球运动的轨道都是圆，甲的运行速率比乙的大，则下列说法中正确的是 （ ）A. 甲的运行周期一定比乙的长 B. 甲距地面的高度一定比乙的高C. 甲的向心力一定比乙的小 D. 甲的加速度一定比乙的大9.（09安徽16）大爆炸理论认为，我们的宇宙起源于 137 亿年前的一次大爆炸。除开始瞬间外，在演化至今的大部分时间内，宇宙基本上是匀速膨胀的。上世纪末，对 1A 型超新星的观测显示，宇宙正在加速膨胀，面对这个出人意料的发现，宇宙学家探究其背后的原因，提出宇宙的大部分可能由暗能量组成，它们的排斥作用导致宇宙在近段天文时期内开始加速- 11 -膨胀。如果真是这样，则标志宇宙大小的宇宙半径 R 和宇宙年龄的关系，大致是下面哪个图像 （ ）10.（09山东18）2008 年 9 月 25 日至 28 日我国成功实施了“神舟”七号载入航天飞行并实现了航天员首次出舱。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。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度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11.（09福建14） “嫦娥一号”月球探测器在环绕月球运行过程中，设探测器运行的轨道半径为 r，运行速率为 v，当探测器在飞越月球上一些环形山中的质量密集区上空时 （ ）A.r、v 都将略为减小 B.r、v 都将保持不变C.r 将略为减小，v 将略为增大 D. r 将略为增大，v 将略为减小12.（09浙江19）在讨论地球潮汐成因时，地球绕太阳运行轨道与月球绕地球运行轨道可视为圆轨道。已知太阳质量约为月球质量的 710.2倍，地球绕太阳运行的轨道半径约为月球绕地球运行的轨道半径的 400 倍。关于太阳和月球对地球上相同质量海水的引力，以下说法正确的是 （ ）A太阳引力远大于月球引力B太阳引力与月球引力相差不大C月球对不同区域海水的吸引力大小相等D月球对不同区域海水的吸引力大小有差异13. (09广东文科基础59)关于万有引力及其应用，下列表述正确的是 PA 地球Q轨道 1轨道 2- 12 -（ ）A人造地球卫星运行时不受地球引力作用B两物体间的万有引力跟它们质量的乘积成反比C两物体间的万有引力跟它们的距离成反比D人造卫星在地面附近绕地球作匀速圆周运动所必须具有的速度，称为第一宇宙速度二、非选择题14.（09海南物理11）在下面括号内列举的科学家中，对发现和完善万有引力定律有贡献的是 。 （安培、牛顿、焦耳、第谷、卡文迪许、麦克斯韦、开普勒、法拉第）15.（09上海45）小明同学在学习了圆周运动的知识后，设计了一个课题，名称为：快速测量自行车的骑行速度。他的设想是：通过计算踏脚板转动的角速度，推算自行车的骑行速度。经过骑行，他得到如下的数据：在时间 t 内踏脚板转动的圈数为 N，那么脚踏板转动的角速度 = ;要推算自行车的骑行速度，还需要测量的物理量有 ；自行车骑行速度的计算公式 v= .16.（09全国卷26） (21 分)如图，P、Q 为某地区水平地面上的两点，在 P 点正下方一球形区域内储藏有石油，假定区域周围岩石均匀分布，密度为 ；石油密度远小于 ，可将上述球形区域视为空腔。如果没有这一空腔，则该地区重力加速度（正常值）沿竖直方向；当存在空腔时，该地区重力加速度的大小和方向会与正常情况有微小偏高。重力加速度在原坚直方向（即PO 方向）上的投影相对于正常值的偏离叫做“重力加速度反常” 。为了探寻石油区域的位置和石油储量，常利用 P 点附近重力加速度反常现象。已知引力常数为 G。（1）设球形空腔体积为 V，球心深度为 d（远小于地球半径） ， PQ=x，求空腔所引起的 Q点处的重力加速度反常（2）若在水平地面上半径 L 的范围内发现：重力加速度反常值在 与 k（k1）之间变化，- 13 -且重力加速度反常的最大值出现在半为 L 的范围的中心,如果这种反常是由于地下存在某一球形空腔造成的，试求此球形空腔球心的深度和空腔的体积。17.（09北京22） （16 分）已知地球半径为 R，地球表面重力加速度为 g，不考虑地球自转的影响。（1）推导第一宇宙速度 v1的表达式；（2）若卫星绕地球做匀速圆周运动，运行轨道距离地面高度为 h，求卫星的运行周期 T。18.（09天津12） （20 分）2008 年 12 月，天文学家们通过观测的数据确认了银河系中央的黑洞“人马座 A*”的质量与太阳质量的倍数关系。研究发现，有一星体 S2 绕人马座 A*做椭圆运动，其轨道半长轴为 9.50102天文单位（地球公转轨道的半径为一个天文单位） ，人马座 A*就处在该椭圆的一个焦点上。观测得到 S2 星的运行周期为 15.2 年。（1）若将 S2 星的运行轨道视为半径 r=9.50 102天文单位的圆轨道，试估算人马座 A*的质量 MA是太阳质量 Ms的多少倍(结果保留一位有效数字)；（2）黑洞的第二宇宙速度极大，处于黑洞表面的粒子即使以光速运动，其具有的动能也不足以克服黑洞对它的引力束缚。由于引力的作用，黑洞表面处质量为 m 的粒子具有势能为Ep=-G mR(设粒子在离黑洞无限远处的势能为零)，式中 M、R 分别表示黑洞的质量和半径。已知引力常量 G=6.710-11Nm2/kg2，光速 c=3.0108m/s，太阳质量 Ms=2.01030kg，太阳半径 Rs=7.0 108m，不考虑相对论效应，利用上问结果，在经典力学范围内求人马座 A*的半径 RA与太阳半径 g之比应小于多少（结果按四舍五入保留整数） 。一、选择题1.(08 全国17)已知太阳到地球与地球到月球的距离的比值约为 390,月球绕地球旋转的周期约为 27 天,利用上述数据以及日常的天文知识,可估算出太阳对月球与地球对月球的万有引力的比值约为 ( )A.0.2 B.2 C.20 D.2002.(08 北京理综 17)据媒体报道,“嫦娥一号”卫星环月工作轨道为圆轨道,轨道高度 200 km,运行周期 127 分钟.若还知道引力常量和月球平均半径,仅利用以上条件不能求出的是 （ ）A.月球表面的重力加速度 B. 月球对卫星的吸引力C.卫星绕月运行的速度 D. 卫星绕月运行的加速度- 14 -3.(08 四川理综 20)1990 年 4 月 25 日,科学家将哈勃天文望远镜送上距地球表面约 600 km的高空,使得人类对宇宙中星体的观测与研究有了极大的进展.假设哈勃天文望远镜沿圆轨道绕地球运行.已知地球半径为 6.4106 m,利用地球同步卫星与地球表面的距离为3.6107 m 这一事实可得到哈勃天文望远镜绕地球运行的周期.以下数据中最接近其运行周期的是 ( )A. 0.6 小时 B.1.6 小时 C.4.0 小时 D.24 小时4.(08 山东理综 18)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/sB.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5.(08 广东理科基础 5)人造卫星绕地球做匀速圆周运动,卫星所受万有引力 F 与轨道半径 r的关系是 ( )A.F 与 r 成正比 B.F 与 r 成反比C.F 与 r2成正比 D.F 与 r2成反比6.(08 广东理科基础 8)由于地球的自转,使得静止在地面的物体绕地轴做匀速圆周运动.对于这些做匀速圆周运动的物体,以下说法正确的是 ( )A.向心力都指向地心 B.速度等于第一宇宙速度C.加速度等于重力加速度 D.周期与地球自转的周期相等7.(08 江苏 1)火星的质量和半径分别约为地球的 10和 2,地球表面的重力加速度为 g,则火星表面的重力加速度约为 ( )A.0.2 g B.0.4 g C.2.5 g D.5 g8.(08 广东 12)如图是“嫦娥一号”奔月示意图,卫星发射后通过自带的小型火箭多次变轨,进入地月转移轨道,最终被月球引力捕获,成为绕月卫星,并开展对月球的探测.下列说法正确的是 ( ) A.发射“嫦娥一号”的速度必须达到第三宇宙速度B.在绕月圆轨道上,卫星周期与卫星质量有关- 15 -C.卫星受月球的引力与它到月球中心距离的平方成反比D.在绕月圆轨道上,卫星受地球的引力大于受月球的引力二、非选择题9.(08 山东基本能力测试 32)人造卫星发射、载人航天和深空探测是航天技术的三大领域.从第一颗人造地球卫星发射升空,到“神舟五号” 、 “神舟六号”载人航天以及月球探测卫星“嫦娥一号”的相继成功,表明我国逐步迈进了世界航天大国的行列.(1)2007 年 4 月,我国成功发射了第五颗北斗导航卫星.该卫星受 作用,在距离地面2.15 万千米的轨道上绕地球运动(2)“神舟七号”航天员将进行第一次太空行走,即出舱活动,航天员在太空中通常靠手、机械臂或载人机动装置(关键部件是可以控制的小火箭)移动身体,其中载人机动装置的运动原理是 (3)我国的新一代通信卫星“东方红三号”,是相对于地球静止、位于赤道上空的同步卫星.与地面通信装置相比,关于卫星通信的说法正确的是 ( )A.通信覆盖范围大 B.受地理因素影响 C.受大气层的影响 D.不能实现全球通信(4)“嫦娥一号”为探测月球和月球以外的深空奠定了基础,例如我国建立月球基地天文台将成为可能,与地球相比,月球上有利于光学天文观测的条件是( )A.存在大气散射 B.没有大气的影响 C.温度变化悬殊 D.太阳辐射强烈10.(08 全国25)我国发射的“嫦娥一号”探月卫星沿近似于圆形的轨道绕月飞行.为了获得月球表面全貌的信息,让卫星轨道平面缓慢变化.卫星将获得的信息持续用微波信号发回地球.设地球和月球的质量分别为 M 和 m,地球和月球的半径分别为 R 和 R1,月球绕地球的轨道半径和卫星绕月球的轨道半径分别为 r 和 r1,月球绕地球转动的周期为 T.假定在卫星绕月运行的一个周期内卫星轨道平面与地月连心线共面,求在该周期内卫星发射的微波信号因月球遮挡而不能到达地球的时间(用 M、m、R、R 1、r、r 1和 T 表示,忽略月球绕地球转动对遮挡时间的影响).11.(08 宁夏理综 23)天文学家将相距较近、仅在彼此的引力作用下运行的两颗恒星称为双星.双星系统在银河系中很普遍.利用双星系统中两颗恒星的运动特征可推算出它们的总质量.已知某双星系统中两颗恒星围绕它们连线上的某一固定点分别做匀速圆周运动,周期均- 16 -为 T,两颗恒星之间的距离为 r,试推算这个双星系统的总质量.（万有引力常量为 G）一、选择题1.(07 江苏 10)假设太阳系中天体的密度不变,天体直径和天体之间距离都缩小到原来的一半,地球绕太阳公转近似为匀速圆周运动,则下列物理量变化正确的是 ( )A.地球的向心力变为缩小前的一半 B.地球的向心力变为缩小前的 16C.地球绕太阳公转周期与缩小前的相同 D.地球绕太阳公转周期变为缩小前的一半2.(07 广东理科基础 11)现有两颗绕地球做匀速圆周运动的人造地球卫星 A 和 B,它们的轨道半径分别为 rA和 rB.如果 rArB,则 （ ）A.卫星 A 的运动周期比卫星 B 的运动周期大 B.卫星 A 的线速度比卫星 B 的线速度大C.卫星 A 的角速度比卫星 B 的角速度大 D.卫星 A 的加速度比卫星 B 的加速度大 3.(07 全国卷14)据报道,最近在太阳系外发现了首颗“宜居”行星,其质量约为地球质量的 6.4 倍,一个在地球表面重量为 600 N 的人在这个行星表面的重量将变为 960 N.由此可推知,该行星的半径与地球半径之比约为 ( )A.0.5 B.2 C.3.2 D.44.(07 重庆理综 19)土卫十和土卫十一是土星的两颗卫星,都沿近似为圆周的轨道绕土星运动,其参数如下表:卫星半径(m) 卫星质量(kg) 轨道半径(m)土卫十 8.90104 2.011018 1.51108土卫十一 5.70104 5.601017 1.51108两颗卫星相比较,土卫十 ( )A.受土星的万有引力较大 B.绕土星做圆周运动的周期较大C.绕土星做圆周运动的向心加速度较大 D.动能较大5.(07 宁夏理综 14)天文学家发现了某恒星有一颗行星在圆形轨道上绕其运动,并测出了行星的轨道半径和运行周期.由此可推算出 ( )A.行星的质量 B.行星的半径 C.恒星的质量 D.恒- 17 -星的半径6.(07 山东理综 22)2007 年 4 月 24 日,欧洲科学家宣布在太阳系之外发现了一颗可能适合人类居住的类地行星 Gliese 581c.这颗围绕红矮星 Gliese 581 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 Gliese 581 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,下列说法正确的是 ( )A.飞船在 Gliese 581c 表面附近运行的周期约为 13 天B.飞船在 Gliese 581c 表面附近运行时的速度大于 7.9 km/s C.人在 Gliese 581c 上所受重力比在地球上所受重力大D.Gliese 581c 的平均密度比地球平均密度小7.(07 四川理综 17)我 国 探 月 的 “嫦 娥 工 程 ”已 经 启 动 ,在 不 久 的 将 来 ,我 国 宇 航 员 将 登 上 月 球 .假 如 宇 航 员 在 月 球 上 测 得 摆 长 为 l 的 单 摆 做 小 振 幅 振 动 的 周 期 为 T,将 月 球 视 为 密 度 均 匀 、 半径 为 r 的 球 体 ,则 月 球 的 密 度 为 ( )A. 23GTl B. 23GrTl C. 2316GrlD.16r8.(07 天津理综 17)我国绕月探测工程的预先研究和工程实施已取得重要进展.设地球、月球的质量分别为 m1、m 2,半径分别为 R1、R 2,人造地球卫星的第一宇宙速度为 v,对应的环绕周期为 T,则环绕月球表面附近圆轨道飞行的探测器的速度和周期分别为 ( )A. TR31212,vB. TRm32121,vC. m32121, D. 31212,9.(07 上海综合能力测试 9)太阳系八大行星公转轨道可近似看作圆轨道,“行星公转周期的平方”与“行星与太阳的平均距离的三次方”成正比.地球与太阳之间平均距离约为 1.5亿千米,结合下表可知,火星与太阳之间的平均距离约为 水星 金星 地球 火星 木星 土星公转周期(年)0.241 0.615 1.0 1.88 11.86 29.5A.1.2 亿千米 B.2.3 亿千米 C.4.6 亿千米D.6.9 亿千米10.(07 北京理综 15)不 久 前 欧 洲 天 文 学 家 在 太 阳 系 之 外 发 现 了 一 颗 可 能 适 合 人 类 居 住 的 行 星 ,命- 18 -名 为 “格 利 斯 581c”.该 行 星 的 质 量 是 地 球 的 5 倍 ,直 径 是 地 球 的 1.5 倍 .设 想 在 该 行 星 表 面附 近 绕 行 星 沿 圆 轨 道 运 行 的 人 造 卫 星 的 动 能 为 1kE,在 地 球 表 面 附 近 绕 地 球 沿 圆 轨 道 运 行 的 相同 质 量 的 人 造 卫 星 的 动 能 为 2kE,则 1为 ( ) A.0.13 B.0.3 C.3.33 D.7.5二、非选择题11.(07 广东 16)土星周围有许多大小不等的岩石颗粒,其绕土星的运动可视为圆周运动.其中有两个岩石颗粒 A 和 B 与土星中心的距离分别为 rA=8.0104 km 和 rB=1.2105 km, 忽略所有岩石颗粒间的相互作用.(结果可用根式表示),求:(1)岩石颗粒 A 和 B 的线速度之比.(2)岩石颗粒 A 和 B 的周期之比.(3)土星探测器上有一物体,在地球上重为 10 N,推算出它在距土星中心 3.2105 km 处受到土星的引力为0.38 N.已知地球半径为 6.4103 km,请估算土星质量是地球质量的多少倍?12.(07 上海 19A)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=10 m/s2,空气阻力不计)(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 =14,求该星球的质量与地球质量之比 M 星 M 地 .13.(06 江苏 14)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 0,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,它们再一次相距最近？14.(06 四川理综 23)荡秋千是大家喜爱的一项体育活动.随着科技的迅速发展,将来的某一天,同学们也许会在其他星球上享受荡秋千的乐趣.假设你当时所在星球的质量是 M、半径为 R,可将人视为质点,秋千质量不计、摆长不变、摆角小于 90,万有引力常量为 G.那么,（1）该星球表面附近的重力加速度 g 星 等于多少？（2）若经过最低位置的速度为 v0,你能上升的最大高度是多少？- 19 -15.(06 广东 17)宇宙中存在一些离其他恒星较远的、由质量相等的三颗星组成的三星系统,通常可忽略其他星体对它们的引力作用.已观测到稳定的三星系统存在两种基本的构成形式:一种是三颗星位于同一直线上,两颗星围绕中央星在同一半径为 R 的圆轨道上运行;另一种形式是三颗星位于等边三角形的三个顶点上,并沿外接于等边三角形的圆形轨道运行.设每个星体的质量均为 m.(1)试求第一种形式下,星体运动的线速度和周期.(2)假设两种形式下星体的运动周期相同,第二种形式下星体之间的距离应为多少?1 （2013 届江西省重点中学高三联考）关于卡文迪许扭秤实验对物理学的贡献，下列说法中正确的是 （ ）A发现了万有引力的存在 B解决了微小力的测定问题C开创了用实验研究物理的科学方法 D验证了万有引力定律的正确性2（2013 江苏徐州摸底）我国“北斗”卫星导航定位系统将由 5 颗静止轨道卫星(同步卫星)和 30 颗非静止轨道卫星组成，30 颗非静止轨道卫星中有 27 颗是中轨道卫星，中轨道卫星轨道高度约为 2.15104km ，静止轨道卫星的高度约为 3.60104km。下列说法正确的是A中轨道卫星的线速度大于 7.9km/sB静止轨道卫星的线速度大于中轨道卫星的线速度C静止轨道卫星的运行周期大于中轨道卫星的运行周期D静止轨道卫星的向心加速度大于中轨道卫星的向心加速度3. （2013 武汉摸底） 2012 年 6 月 18 日，搭载着 3 位航天员的神舟九号飞船与在轨运行的天宫一号“牵手” ，顺利完成首次载人自动交会对接。交会对接飞行过程分为远距离导引段、自主控制段、对接段等阶段，图示为“远距离导引”阶段。下列说法正确的是A 在远距离导引阶段，神舟九号向前喷气B 在远距离导引阶段，神舟九号向后喷气C.天宫一-神九组合体绕地球作做速圆周运动的速度小于 7.9 km/sD.天宫一一神九组合体绕地球做匀速圆周运动的速度大于 7.9 km/s4 （2013 安徽江南十校摸底）假设月球绕地球的运动为匀速圆周运动，已知万有引力常量为 G，下列物理量中可以求出地球质量的- 20 -是（ ）A月球绕地球运动的线速度和周期B月球的质量和月球到地球的距离C月球表面重力加速度和月球到地球的距离D地球表面的重力加速度和月球到地球的距离5. （2013 温州八校联考）随着我国登月计划的实施，我国宇航员登上月球已不是梦想；假如我国宇航员登上月球并在月球表面附近以初速度 竖直向上抛出一个小球，经时间 后回0vt到出发点。已知月球的半径为 ,万有引力常量为 ,则下列说法正确的是（ ）RGA月球表面的重力加速度为 tv0B月球的质量为 Gt20C宇航员在月球表面获得 的速度就可能离开月球表面围绕月球做圆周运动tRv0D宇航员在月球表面附近绕月球做匀速圆周运动的绕行周期为 0vRt6 （2013 浙江重点中学协作体高三摸底）宇航员站在星球表面上某高处，沿水平方向抛出一小球，经过时间 t 小球落回星球表面，测得抛出点和落地点之间的距离为 L.若抛出时的速度增大为原来的 2 倍，则抛出点到落地点之间的距离为 L。.已知两落地点在同一3水平面上，该星球半径为 R，求该星球的质量是A B C D243LRGt23Lt2RGt 24RGt7 （2013 安徽师大摸底）北斗卫星导航系统是我国自行研制开发的区域性三维卫星定位与通信系统(CNSS)，建成后的北斗卫星导航系统包括 5 颗同步卫星和 30 颗一般轨道卫星。对于其中的 5 颗同步卫星，下列说法中正确的是( )A它们运行的线速度一定不小于 7.9km/s B地球对它们的吸引力一定相同C一定位于空间同一轨道上 D它们运行的加速度一定相同8. （2013 广西三校联考）如图所示，两颗靠得很近的天体组合为双- 21 -星，它们以两者连线上的某点为圆心，做匀速圆周运动，以下说法中正确的是 （ ） A. 它们所受的向心力大小相等 A它们做圆周运动的角速度大小相等B它们做圆周运动的线速度大小相等C它们的轨道半径与它们的质量成反比 D.它们的轨道半径与它们的质量的平方成反比 9 （2013 唐山摸底）A、B 两颗地球卫星绕地球运转的周期之比为 2 1，则A线速度之比为 1 B轨道半径之比为 812C向心加速度之比为 12 D质量之比为 1110. （2013 湖北摸底）2012 年 6 月 18 日，搭载着 3 位航天员的神舟九号飞船与在轨运行的天宫一号“牵手” ，顺利完成首次载人自动交会对接。交会对接飞行过程分为远距离导引段、自主控制段、对接段等阶段，图示为“远距离导引”阶段。下列说法正确的是A 在远距离导引阶段，神舟九号向前喷气B 在远距离导引阶段，神舟九号向后喷气C.天宫一-神九组合体绕地球作做速圆周运动的速度小于 7.9 km/sD.天宫一一神九组合体绕地球做匀速圆周运动的速度大于 7.9 km/s11. （16 分） （2013 广西三校联考）已知地球绕太阳做圆周运动的轨道半径为 R、周期为 T万有引力常量为 G。求：（1）太阳的质量 M;（2）已知火星绕太阳做圆周运动的周期为 1.9T,求地球与火星相邻两次距离最近时的时间间隔 t。12.（2013 景德镇摸底）如图所示是月亮女神、嫦娥 1 号绕月做圆周运行时某时刻的图片，用 、 、 、 分别表示月亮女神和嫦娥 1 号的轨道半径及周期，用 R 表示月亮的半径。1R21T2（1）请用万有引力知识证明：它们遵循,其中 K 是只与月球质量有关而与卫星321RT无关的常量；- 22 -（2）在经多少时间两卫星第一次相距最远；（3）请用嫦娥 1 号所给的已知量，估测月球的平均密度。13（2013 中原名校联考）半径 R=4500km 的某星球上有一倾角为 30o的固定斜面，一质量为1kg 的小物块在力 F 作用下从静止开始沿斜面向上运动，力 F 始终与斜面平行如果物块和斜面间的摩擦因数 3，力 F 随时间变化的规律如图所示（取沿斜面向上方向为正） ，2s 末物块速度恰好又为 0引力恒量 G=6.6710-11Nm2/kg2试求：（1）该星球的质量大约是多少？（2）要从该星球上平抛出一个物体，使该物体不再落回星球，至少需要多大速度？（计算结果保留二位有效数字）12.（2012 山西太原期末）北京时间 8 月 25 日消息，据国外媒体报道，天文学家日前在距离地球 127 光年处发现了一个拥有 7 颗行星的“太阳系” ，这些行星与其中央恒星之间遵循基本天体运行规律，和我们太阳系的规则相似这一星系的中央恒星名为“HD10180” 分析显示，其中一个行星绕中央恒星“HD10180”的公转周期为 584 天，是地球绕太阳公转周期的 16 倍；与中央恒星“HD10