天体运动(答案在里面)

1、2014-2015学年度?学校6月月考卷1物理学历史上许多规律的发现或学说的建立，是在科学家之间相互启发、相互印证的过程中应用物理学研究方法逐步完成的。下列说法中符合史实的是（ ）A伽利略在亚里士多德、笛卡尔等科学家关于力与运动关系研究的基础上，运用理想实验和归谬法得出了惯性定律B伽利略在对亚里士多德关于物体下落论断的怀疑下，做了著名的斜面实验，并应用实验现察和逻辑推理，得出轻重物体自由下落一样快的结论C第谷接受了哥白尼日心说的观点，并根据开普勒对行星运动观察记录的数据，应用严密的数学运算和椭圆轨道假说，得出了开普勒行星运动定律D牛顿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

2、想，运用严密的逻辑推理，建立了万有引力定律【答案】BD【解析】惯性定律是牛顿得出的，A错误；开普勒行星运动定律是由开普勒得出的，C错误；与物理学史相符的是BD选项。2利用航天飞机，宇航员可以到太空中出现故障的人造地球卫星上。已知一颗人造地球卫星在离地高度一定的圆轨道上运行。当航天飞机接近这颗卫星并与它运行情况基本相同时，速度达到了6.4kms。取地球半径R=6400km，地球表面重力加速度g=9.8ms2，求这颗卫星离地面的高度。【答案】3400Km【解析】考点：万有引力定律及其应用专题：万有引力定律的应用专题分析：此题为卫星做圆周运动的基本计算型题目，借助万有引力定律和运动学公式找出卫星距离

3、地面的高度和常量之间的关系；为了避开地球质量问题，可以借助一地球表面某物体的重力可看做是和地球之间的万有引力去解决解答：解：设地球质量M，地球半径R，卫星距离地面高度h，卫星质量m，当航天飞机接近这颗卫星并与他运行情况基本相同时，速度达到了v=6.4km/s，说明卫星的运行速度也是v=6.4km/s，卫星在天上时，由万有引力提供向心力，所以：G=m 转换公式可得：v2= ，另设地球表面上有一物体，质量为m1，那么它在地球表面受到的万有引力就是其重力所以，m1g=G， 转换公式可得：GM=R2g 将代入得到：v2=即h=-R，将已知数据代入，得到：h=3400km 故这颗卫星离地面的高度为340

4、0km点评：此题为卫星做圆周运动的基本计算型题目，主要考查万有引力充当向心力的相关应用和计算，为中档题3同步卫星离地心距离为r，运行速度为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，第一宇宙速度为v2，地球半径的R，则AB CD 【答案】AD 【解析】分析：求一个物理量之比，我们应该把这个物理量先用已知的物理量表示出来，再进行之比运用万有引力提供向心力列出等式和运用圆周运动的物理量之间的关系列出等式解决问题解答：解：对于地球同步卫星和以第一宇宙速度运动的近地卫星，由万有引力提供做匀速圆周运动所需向心力得到：m=m，m=m得：，故C错误，D正确因为地球同步卫星的角速度和地球

5、赤道上的物体随地球自转的角速度相同，由a1=2r，a2=2R可得，故A正确B错误；故选AD点评：用已知物理量来表达未知的物理量时应该选择两者有更多的共同物理量的表达式42008年9月25日至28日我国成功实施了“神舟”七号载人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P地球Q轨道1轨道2A飞船在轨道上飞行时，经过Q点时的速度大于经过P点时的速度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

6、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【答案】ABC【解析】试题分析：根据开普勒第二定律，在近地点的速度大于远地点速度，所以A对。万有引力均提供向心力，即物体会处于完全失重状态，所以B对。万有引力提供向心力可知，说明半径越大，加速度越小。根据牌谱了第三定律，周期越长，半径越大，由于该卫星周期只有1.5h，而同步卫星是24h，所以C答案正确。根据牛顿第二定律则，所以飞船变轨前后，加速度一样。所以D错考点：万有引力提供向心力点评：本题考查了万有引力提供向心力的分析方法，这类问题常常又被细分为在轨卫星问题和不在轨道物体问题，即主要是看向心力的来源。5如图，a、b、c是在地球大气层外

7、圆轨道上运动的3颗卫星，下列说法正确的是（ ）bac地球Ab、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cDa卫星由于某原因，轨道半径缓慢减小，其线速度将增大【答案】D【解析】试题分析：根据解得，b、c的轨道半径相等，线速度、向心加速度相等，轨道半径越大，线速度、向心加速度越小故A B错误c加速，万有引力不够提供向心力，做离心运动，离开原轨道，b减速，万有引力大于所需向心力，卫星做近心运动，离开原轨道，所以不会与同轨道上的卫星相遇故C错误卫星由于某原因，轨道半径缓慢减小，万有引力做正功，动能增加，

8、则线速度增大故D正确故选D考点：万有引力定律及其应用点评：解决本题的关键掌握线速度、相信加速度与轨道半径的关系，以及两卫星在同一轨道上，通过加速或减速是不会相遇的6地球表面的重力加速度为g0，物体在距地面上方3R处(R为地球半径)的重力加速度为g，那么两个加速度之比gg0等于A.1:1B.1:4C.1:9D.1:16【答案】C【解析】由重力等于万有引力可知C对；7今年4月30日，西昌卫星发射中心的中圆轨道卫星，其轨道半径为2.8 x 107m。它与另一颗同质量的同步轨道卫星（轨道半径为4.2 x 107m）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【答案】B【解

9、析】 卫星做圆周运动万有引力提供向心力有可知半径越大引力越小即向心力越小答案A错误；而由公式可知卫星线速度和角速度分别为所以B正确,D错误，第一宇宙速度是最小的发射速度，实际发射速度都要比它大所以C错；8最早测得万有引力常量G的科学家是（ ）A. 牛顿 B. 开普勒 C. 卡文迪许 D. 爱因斯坦【答案】C【解析】根据物理学史，C正确。91999年11月20日，我国成功发射了“神舟”号宇宙飞船，该飞船在绕地球运行了14圈后在预定地点安全着落，若飞船在轨道上做的是匀速圆周运动，则运行速度v的大小Av7.9km/s Bv=7.9km/sC7.9km/sv B A【答案】C【解析】试题分析：第一宇宙

10、速度是最大环绕速度，是最小发射速度，所以A错误，由公式得，故运行速度越大，则半径越小，B错误，由公式得，半径越小，角速度越大，C正确，地球自转角速度和同步卫星的角速度相同，所以有，D错误，考点：考查了人造卫星运动问题点评：本题是卫星类型的问题，常常建立这样的模型：环绕天体绕中心天体做匀速圆周运动，由中心天体的万有引力提供向心力35把太阳系各行星的运动近似匀速圆周运动，则离太阳越近的行星（）A.周期越小 B.线速度越小 C.角速度越小 D.加速度越小【答案】A【解析】试题分析：太阳系各行星的运动近似匀速圆周运动，万有引力提供向心力，设行星的质量为m，公转半径为r，太阳的质量为MA、由可得，可见离

11、太阳越近的行星，周期越小；正确B、由可得，可见离太阳越近的行星，线速度越大；错误C、由可得，可见离太阳越近的行星，角速度越大；错误D、由可得，可见离太阳越近的行星，加速度越大；错误故选A考点：人造卫星的加速度、周期和轨道的关系点评：本题的关键掌握万有引力提供向心力，由圆周运动规律知道线速度、角速度、周期、加速度与轨道半径的关系。36据科技日报报道，2020年前我国将发射8颗海洋系列卫星，包括4颗海洋水色卫星、2颗海洋动力环境卫星和2颗海陆雷达卫星，以加强对黄岩岛、钓鱼岛及西沙群岛全部岛屿附近海域的监测。设海陆雷达卫星绕地球做匀速圆周运动的轨道半径是海洋动力环境卫星的n倍，则在相同的时间内（ ）

12、A海陆雷达卫星到地球球心的连线扫过的面积是海洋动力环境卫星的n倍B海陆雷达卫星和海洋动力环境卫星到地球球心的连线扫过的面积相等C海陆雷达卫星到地球球心的连线扫过的面积是海洋动力环境卫星的倍D海陆雷达卫星到地球球心的连线扫过的面积是海洋动力环境卫星的倍【答案】C【解析】试题分析：卫星与地心的连线扫过的是扇形，由解得卫星的环绕速度，所以在时间t内扫过的弧长，卫星扫过的面积，即与卫星的轨道半径的平方根成正比，故选项C正确考点：考查万有引力定律的应用，解答时结合几何知识求解37荡秋千是大家喜爱的一项体育活动，随着科技的发展，将来有一天，同学们也许会在其它星球上享受荡秋千的乐趣假设你当时所在星球的质量与

13、地球质量之比为180，半径为14.可将人看成质点，摆角小于90，若经过最低位置的速度为4 m/s，你能上升的最大高度是()A0.8 m B4 mC2 m D1.6 m【答案】B【解析】试题分析：由黄金代换式,可得星球表面的重力加速度：，由机械能守恒定律得：，B正确故选B考点：考查了万有引力定律的应用点评：把星球表面的物体运动和天体运动结合起来是考试中常见的问题重力加速度g是天体运动研究和天体表面宏观物体运动研究联系的物理量38“天宫一号”被长征二号火箭发射后，准确进入预定轨道，如图所示，“天宫一号”在轨道1上运行4周后，在Q点开启发动机短时间加速，关闭发动机后，“天宫一号”沿椭圆轨道2运行到达

14、P点，开启发动机再次加速，进入轨道3绕地球作圆周运动，“天宫一号”在图所示轨道1、2、3上正常运行时，下列说法正确的是（ ） A.“天宫一号”在轨道3上的速率大于在轨道1上的速率。B.“天宫一号”在轨道3上的角速度小于在轨道1的角速度C.“天宫一号”在轨道1上经过Q点的加速度大于它在轨道2上经过Q点的加速度D.“天宫一号”在轨道2上经过P点的加速度等于它在轨道3上经过P点的加速度【答案】BD【解析】试题分析：由公式得，即半径越大，速度越小，故“天宫一号”在轨道3上的速率小于在轨道1上的速率。A错误，由公式得所以卫星在轨道3上的角速度小于在轨道1上的角速度，B正确，卫星在轨道1上经过Q点时的万有

15、引力等于它在轨道2上经过Q点时的万有引力，所以两者的向心加速度是相等的，故C错，同理D正确考点：本题考查了天体的匀速圆周运动模型点评：做此类的问题，关键是灵活运用公式392013年6月11日神舟十号飞船向太空飞去，并与天宫一号对接，为中国梦的实现助力加油。在圆轨道上运行的天宫一号里，宇航员王亚平于6月20日进行太空授课，她从太空中喝水用的饮水袋里面挤出一个小水滴悬停在空中进行实验。已知同步卫星比天宫一号的轨道半径大，下列说法正确的是：（ ）A悬停在空中的水滴处于平衡状态B王亚平站在天宫一号的地面上，但是与地面之间无弹力作用 C天宫一号的运行周期小于同步卫星的周期D天宫一号的运行速度小于7.9

16、km/s【答案】BCD【解析】试题分析：悬停在空中的水滴随卫星绕地球做匀速圆周运动，处于完全失重状态，只受万有引力作用，A错误；同样王亚平站在天宫一号地面上时，也处于完全失重状态，与地面间无弹力作用，B正确；根据，可知，而天宫一号的轨道半径小于同步卫星的轨道半径，因此运动周期小于同步卫星的运动周期，C正确；根据，可知，轨道半径越大，运动速度越小，而卫星绕地球表面运动时的速度为7.9 km/s，因此天宫一号的运行速度小于7.9 km/s，D正确。考点：万有引力与航天40已知万有引力常量G，在下列给出情景中，能根据测量数据求出月球密度的是()A在月球表面使一个小球做自由落体运动，测出落下的高度H和

17、时间tB发射一颗贴近月球表面绕月球做匀速圆周运动的飞船，测出飞船运行的周期TC观察月球绕地球的圆周运动，测出月球的直径D和月球绕地球运行的周期TD发射一颗绕月球做匀速圆周运动的卫星，测出卫星离月球表面的高度H和卫星的周期T【答案】B【解析】试题分析：根据选项A的条件可以算出月球上的重力加速度，由可以求出月球质量和月球半径的平方比，选项A不正确；根据选项B的条件，由可求出月球质量和月球半径的立方比，而月球密度为，选项B正确；根据选项C的条件无法求出月球的质量，选项C不正确；根据选项D的条件，由可求出，虽然知道H的大小，仍然无法求出月球质量和月球半径的立方比，故选项D也不正确。41如图所示，在月球

18、附近圆轨道上运行的“嫦娥二号”，到A点时变为椭圆轨道，B点是近月点，则（ ）A在A点变轨时，“嫦娥二号”必须突然加速B在A点变轨时，“嫦娥二号”必须突然减速C从A点运动到B点过程中，“嫦娥二号”受到月球的引力减小D从A点运动到B点过程中，“嫦娥二号”速率增大【答案】BD【解析】试题分析：在A点变轨时，需减速，使得万有引力大于向心力，做近心运动，故A错误，B正确；根据万有引力定律得，r越来越小，则引力越来越大，故C错误；从A到B运动的过程中，万有引力做正功，根据动能定理，则动能增大，即速率增大，故D正确。考点：考查了万有引力定律的应用42关于人造地球卫星下列说法中，错误的是（ ）A轨道半径是地球

19、半径n倍的地球同步卫星的向心加速度是地表附近重力加速度的倍B轨道半径是地球半径n倍的地球同步卫星的向心加速度是地球赤道表面物体向心加速度的倍C地球同步卫星的线速度比地球上赤道处物体的线速度大D如果卫星因受空气阻力的作用，其半径逐渐减小，则它的势能逐渐减小，动能逐渐增大，机械能逐渐减少【答案】B【解析】本题考查的是对人造地球卫星的认识问题，根据地球同步卫星周期与地球赤道表面转动周期相同，轨道半径是地球半径n倍的地球同步卫星的向心加速度是地表附近重力加速度的倍，A正确，B错误；地球同步卫星的线速度比地球上赤道处物体的线速度大，C正确；如果卫星因受空气阻力的作用，其半径逐渐减小，则它的势能逐渐减小，

20、动能逐渐增大，机械能逐渐减少D正确；43已知引力常数G与下列哪些数据，可以计算出地球密度（ ）A地球绕太阳运动的周期及地球离太阳的距离B月球绕地球运行的周期及月球绕地球转的轨道半径C人造地球卫星在地面附近绕行运行周期D若不考虑地球自转，已知地球半径和重力加速度【答案】CD【解析】试题分析：根据万有引力提供向心力得出，如果已知引力常数G和地球绕太阳运动的周期及地球离太阳的距离，太阳相当于中心天体，可以求出太阳的质量无法求出地球的质量，所以A项错误；如果已知引力常数G和月球绕地球运行的周期及月球绕地球转的轨道半径，可以求出地球的质量，无法知道地球的半径就不能求出地球的体积，无法求出地球密度，所以B

21、项错误；人造地球卫星在地面附近绕行时轨道半径等于地球半径，地球体积，可以求出密度，故已知引力常数G和人造地球卫星在地面附近绕行运行周期可以求出地球密度，所以C项正确；已知地球半径和重力加速度通过黄金公式得出，结合体积公式得出地球密度，所以D项正确。考点：本题考查了求解中心天体质量和密度的方法44我国发射的地球同步卫星的质量为m，如果地球半径为R，自转角速度为，表面重力加速度为g，关于同步卫星以下说法错误的是（）A受到地球引力为 B周期T=24hC距地面的高度 D不能定点于北京上空【答案】A【解析】试题分析：只有在地球表面，万有引力才近似等于mg，故A错误；同步卫星运行周期与地球自转周期相同故B

22、正确；相对于地球静止不动，所以只能发射到赤道上空，由可求出；CD正确；故选A考点：考查了地球同步卫星点评：本题考查了地球卫星轨道相关知识点，地球卫星围绕地球做匀速圆周运动，圆心是地球的地心，万有引力提供向心力，轨道的中心一定是地球的球心；同步卫星有四个“定”：定轨道、定高度、定速度、定周期本题难度不大，属于基础题45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，纵轴是lg；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，T0和R0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()【答案】B【解

23、析】根据开普勒周期定律：周期平方与轨道半径三次方成正比可知：T2kR3，TkR两式相除后取对数，得：lglg，整理得：2lg3lg，选项B正确46如图所示是中国探月工程的两颗卫星的轨道比较图，其中“嫦娥一号”卫星已于2009年3月1日16时13分，在北京航天飞控中心科技人员的精确控制下，成功撞击月球，为中国探月一期工程画上了圆满的句号。作为“嫦娥一号”的姐妹星“嫦娥二号”卫星也将于2010年底发射升空，从而拉开中国探月二期工程的序幕。下列有关探月卫星的说法正确的是（）A从图中轨道高度可知“嫦娥一号”卫星在轨运行速度比“嫦娥二号”在轨运行速度大B从图中轨道高度可知“嫦娥一号”卫星所在位置的重力加

24、速度比“嫦娥二号”所在位置的重力加速度小C“嫦娥一号”卫星在图示轨道上运行时的加速度大于地球表面的重力加速度D“嫦娥一号”卫星在绕月轨道上经过加速变轨，才能靠近月球【答案】B【解析】由图可知，“嫦娥一号”和“嫦娥二号”都绕月球做圆周运动，且“嫦娥二号”的轨道半径较小，根据可知，轨道半径越小，其运行线速度越大，所以，A选项错误。根据可知，r越小，由引力产生的加速度越大，B选项正确。“嫦娥一号”在轨道上运行时的加速度应小于在月球表面上的重力加速度，而月球表面重力加速度小于地球表面重力加速度，故C选项错误。“嫦娥一号”要靠近月球，必减速变轨，做近心运动，D选项错误。47设一卫星离地面高h处绕地球做匀

25、速圆周运动，其动能为，重力势能为，与该卫星等质量的另一卫星在离地面高2h处绕地球做圆周运动其动能为，重力势能为，则（ ）A BC D【答案】BD【解析】从低轨道进人高轨道克服引力做功，重力势能增加；从低轨道进入高轨道外力做正功，机械能增加。故BD正确。48已知某行星绕太阳运动的轨道半径为r，周期为T，太阳的半径是R，则太阳的平均密度为_【答案】 【解析】由公式得,，代入得49两颗人造卫星A、B的质量之比mAmB=12，轨道半径之比rArB=13，某一时刻它们的连线通过地心，则此时它们的线速度之比vAvB= ，向心加速度之比aAaB= ，向心力之比FAFB= 。【答案】；9：1；9：2【解析】由

26、得：所以：由得：所以：由得：50在天体运动中将相距较近、仅在彼此的引力作用下运行的两颗恒星称为双星。已知某双星系统，它们绕连线上的某一固定点分别做匀速圆周运动, 其质量分别为m和m，则它们的角速度 1 ： 2 =_，线速度v：v=_。【答案】1：1， m2：m1【解析】22A51甲、乙是两颗绕地球作匀速圆周运动的人造卫星，其线速度大小之比为，则这两颗卫星的运转半径之比为_，运转周期之比为_。【答案】；【解析】试题分析：由线速度公式可知半径之比为，由可知周期之比为考点：考查天体运动点评：难度较小，熟记并能推导线速度、角速度、周期公式52一地球人造卫星的高度等于地球的半径，用弹簧秤将质量为10的物

27、体挂在卫星内，则弹簧秤的示数为 N，物体受到地球的引力为 N（取地球表面的重力加速度为g=10m/s2）【答案】25；25【解析】53如下图所示，三个质点a、b、c质量分别为、M()在c的万有引力作用下，a、b在同一平面内绕c沿逆时针方向做匀速圆周运动，轨道半径之比为，则它们的周期之比_；从图示位置开始，在b运动一周的过程中，a、b、c共线了_次【答案】1814【解析】试题分析：万有引力提供向心力，则，所以，设每隔时间t，a、b共线一次，则，所以，所以b运动一周的过程中，a、b、c共线的次数为：考点：考查了万有引力定律的应用点评：关键是对公式的灵活掌握，万有引力这一快的物理公式比较多，注意公式

28、的选择以及变形54两颗星在相互引力的作用下绕同一中心做匀速圆周运动，这两颗星称为“双星”。已知两颗星的质量分别为m1、m2，两星之间的距离为L，万有引力恒量G，则这两颗星做匀速圆周运动的半径r1= _ r2= _ 这两颗星间的万有引力对这两颗星_（填“做”或“不做”）功 【答案】【解析】根据万有引力提供向心力可得，且，联立可得，这两颗星间的万有引力始终与星体运动方向垂直，所以万有引力对这两颗星不做功故答案为：，不做55某物体在地面上受到的重力为160N,将它放置在卫星中,在卫星以的加速度随火箭竖直加速上升的过程中,当物体与卫星中的支持物的弹力为90N时,卫星距地球表面的高度为 Km。(地球半径

29、R=6400Km,g取10) 【答案】19200【解析】56两颗人造地球卫星，质量之比m1m2=12，轨道半径之比R1R2=31，则两颗人造地球卫星周期之比T1T2= 线速度之比v1v2= 向心力之比为F1F2= 向心加速度之比a1a2= 【答案】：1，1：18，1：9【解析】由公式可求出四个比值57一物体在地球表面上重力为16N，它在以5m/s2的加速度匀加速上升的火箭中的示重为9N时，火箭离地面的高度是地球半径R的_倍。【答案】3倍【解析】略58地球半径为R，地球表面的重力加速度为g，若高空中某处的重力加速度为g/2，则该处距地球表面的高度为_，在该高度绕地球做匀速圆周运动的卫星的线速度大

30、小为_。【答案】 , 【解析】试题分析: 设地球的质量为M，某个物体的质量为m，则在地球表面有： =mg，在离地面h高处轨道上有，由联立得：h=该高度绕地球做匀速圆周运动的卫星的向心力由万有引力提供，所以=解得v=考点： 万有引力定律及其应用59已知地球和月球的质量分别为M和m，半径分别为R和r。在地球上和月球上周期相等的单摆摆长之比为_，摆长相等的单摆在地球上和月球上周期之比为_。【答案】Mr2：mR2 。 【解析】试题分析：根据可知，所以;根据，解得,所以；。考点：万有引力定律及单摆周期公式。60一星球的半径为R，为了测量该星球两极和赤道的重力加速度及星球自转角速度，某人用小球在该星球表面做了以下实验：（不计小球在运动的过程中所受阻力） 在该星球的两极（相当于地球的南极和北极），以初速度v0（相对地面）从h高处将一小球水平抛出，小球触地时速度与水平方向成角则测量的该星球两极的重力加速度为 ；在该星球的赤道上（相当于地球的赤道），同样以速度v0（相对地面）从h高处将一小球水平抛出，小球触地时速度与水平方向成角该星球赤道上的重力加速度为 ；该星球的自转角速度为 【答案】 【解析】试题分析：平抛运动在竖直方向上做自由落体运动，在水平方向上做匀速直线运动，并且