天体运动大量练习题较难

1、学而不思则惘，思而不学则殆2014-2015学年度?学校3月月考卷学校:姓名： 班级： 考号： 、选择题（题型注释） 1“天宫一号”宇宙飞船绕地球做匀速圆周运动，它比地球同步卫星轨道低很多，则“天宫一号”宇宙飞船与同步卫星相比A. “天宫一号”宇宙飞船的线速度较小C. “天宫一号”宇宙飞船的向心加速度较小B “天宫一号”宇宙飞船的周期较短D.“天宫一号”宇宙飞船受到的万有引力一定较大【答案】B【解析】由V = iGM , A错误；由V rr3T2k, B正确；由a =,rC错误；根据Mmr2由于两者的质量未知,D错误。2 如图所示，飞船从圆轨道 I变轨至圆轨道2，轨道2的半径是轨道I半径的3倍

2、。 若飞船在两轨道上都做匀速圆周运动，则飞船在轨道2上运行和在轨道1上运行相比1A. 线速度变为原来的 3倍 B .向心加速度变为原来的 191C.动能变为原来的D.运行周期变为原来的 3倍3【答案】BC【解析】试题分析：因为r2= 3r1，根据v = JGM可知，V = J3v2选项a错误；根据确；根据T =a2 =丄耳，选项b正确;9 1根据Ek =1 2mv2，Ek 2选项C正2匸可知T2 = 3 3T1,选项D错误.考点：人造卫星；万有引力定律的应用3 .下列关于万有引力的说法中，错误的是A. 地面上自由下落的物体和天空中运行的月亮，都受到了万有引力的作用B. 万有引力定律是牛顿在总结

3、前人研究的基础上发现的C. F -Gmm2 /r2中的G是比例常数，适用于任何两个物体之间，它没有单位D. 万有引力定律适用于自然界中任意两个物体之间【答案】C【解析】A D正确；牛顿在总试题分析：自然界中任意两个物体之间都存在万有引力，故选项结了前人，如第谷、开普勒等科学家的经验，发现了万有引力定律，故选项B正确；引力常量G有单位，故选项 C错误；据题意应该选择选项 Co考点：本题考查万有引力定律的理解。6倍，半径是地球4 .若取地球的第一宇宙速度为8km/s，某行星的质量是地球质量的的1.5倍，则此行星的第一宇宙速度约为（）A、32 km/sB 16 km/sC 、4km/s【答案】B【解

4、析】由黄金代换Mmv2mg = G 2 mRR，第一宇宙速度D 、2km/sM；g = Gv = *gR，由r2 可6知该行星表面加速度为地球表面加速度的2.25倍，第一宇宙速度为地球的第一宇宙速度的2倍，为16 km/s5土星外层上有一个环，为了判断它是土星的一部分还是土星的卫星群，可以测量环中各层的线速度 v与该层到土星中心的距离R之间的关系来判断（）A. 若vx R，则该层是土星的一部分B. 若v2 R,则该层是土星的卫星群1C若vx -，则该层是土星的卫星群RD.若v2x ，则该层是土星的卫星群R【答案】AD【解析】若环是土星的一部分，则环中各点的角速度相同，对应线速度V=3 R即vx

5、R,其中R为土星环内任一点到土星中心的距离，故A正确.若环为卫星群，则环中任一颗粒都有：2Mm vG 2 =mR R2 1即v x ，故d选项正确.R6 一太空探测器进入了一个圆形轨道绕太阳运转，已知其轨道半径为地球绕太阳运转 轨道半径的9倍，则太空探测器绕太阳运转的周期是（）A. 3年B. 9年C. 27 年D. 81 年【答案】CMm2兀 2【解析】可利用m（）2r求解，挖掘地球相关信息（周期To= 1年）是关键R2T设绕太阳做匀速圆周运动的物体（行星或太空探测器等）质量为m，轨道半径为r，运Mm勿 2转周期为T，若太阳质量为 M，则物体绕太阳运转的运动方程为G 2m（J）2r，R2T由此

6、式可得T2GM2=常量.不难看出常量GMT2与绕太阳运转的行星、太空探测器的质量无关,这实际上是应用开普勒第三定律（太空探测器相当于一颗小行星），我们运用地球和探测器绕太阳运3r转时L.相等，即可求解T2设地球绕太阳运转的轨道半径为r。，运转周期为To=l年，已知太空探测器绕太阳运转的轨道半径r ，设它绕太阳的运转周期为T，则有：（9r。）330To2T = .93T0 =27T0 =27 年 |7 我国于20XX年10月24日成功发射了 嫦娥一号”探月卫星若卫星在半径为r的绕月圆形轨道上运行的周期 T，则其线速度大小是A. T/rB. 2 二 r/TC. r/TD. T/2 二 r【答案】B

7、【解析】糸是（）A.由公式8.人造地球卫星在轨道上做匀速圆周运动，它所受的向心力F跟轨道半径r之间的关2F=m 可知F跟r成反比 B.由公式F=m® 2r可知F跟r成正比rC. 由公式F=mw u可知F跟r无关 D. 由公式F=可知F跟r2成反比r【答案】D【解析】人造地球卫星在轨道上做匀速圆周运动，万有引力提供向心力，有Mm"2r随着半径的变化，线速度、角速度随之变化，故不能使用ABC选项中的公式来判断，只有 D正确。9 .“神舟”八号经过变轨后，最终在距离地球表面约 约90分钟绕地球一圈.则下列说法错误的是343公里的圆轨道上正常飞行,A. “神舟”八号绕地球正常飞行时

8、宇航员的加速度小于9.8m/sB. “神舟”八号绕地球正常飞行的速率可能大于8km/sC. “神舟”八号飞船在轨道上正常飞行时，宇航员会处于完全失重状态而悬浮。D. “神舟”八号运行的周期比地球近地卫星的周期大【答案】B【解析】宇航员在神舟八号上所受重力小于地球表面的重力，A对；7.8km/s是环绕地球运动的最大速度，/ r3B错；由周期公式T=2二、可知D对;GM10 . 20XX年2月25日0时12分，西吕卫星发射中心用“长征三号丙”运载火箭，成 功将第11颗北斗导航卫星送入了太空预定轨道，这是一颗地球同步卫星，若该卫星离 地心距离为r，运行速率为V1，加速度为a1，地球赤道上的物体随地球

9、自转的向心加速 度为a2,又知第一宇宙速度为 V2,地球半径为 R,则A.鱼32B.31 _ R22a2 rC.R2D.【答案】AD【解析】地球同步卫星角速度与地球自转角速度相等，由2a = W r，可知A对；由V =11.已知地球的平均密度为?1，火星的平均密度为?2，设绕地球做圆周运动的卫星最小运行周期为 ，绕火星做圆周运动的卫星最小运行周期为T2,则为亠T2A. B.2【答案】C【解析】2?1C.D.试题分析：根据星体的密度公式得:3 二T12GP 2=正确的。考点：星体间的万有引力定律。12 .如图所示，在同一轨道平面上有 不相同，则下列关系正确的是 ：(A、B、C三颗人造地球卫星，它

10、们各自的运转半径)A. 三颗卫星的速度 VA< Vb v VcB. 三颗卫星角速度 3A> ®B> 3 CC. 三颗卫星的向心加速度 3A > 3b> 3cD. 三颗卫星的周期 Ta< Tb < Tc【答案】BCD【解析】13 . 20XX年12月美国宇航局发布声明宣布，通过开普勒太空望远镜项目证实了太阳系外第一颗类似地球的、可适合居住的行星。该行星被命名为开普勒一22b ( Kepler 22b)，距离地球约600光年之遥，体积是地球的 2. 4倍。这是目前被证实的从大小和 运行轨道来说最接近地球形态的行星，它每290天环绕着一颗类似于太阳

11、的恒星运转一圈。若行星开普勒一 22b绕恒星做圆运动的轨道半径可测量，万有引力常量G已知。根据以上数据可以估算的物理量有（）A. 行星的质量B.行星的密度C.恒星的质量D.恒星的密度【答案】C解析】有题可知行星绕恒星转动半径和周期，根据万有引力提供向心力Mmr4二2 尹 r，可计算出恒星质量，选14 .下列关于地球的某“同步卫星”的说法中正确的是（）A、运行速度大于 7.9km/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、运行时能经过北极的正上方【答案】BC【解析】地球同步卫星在轨道上的绕行速度约为3.1 km/s，小于7.9km/s，故A错误地球同步

12、卫星，距离地球的高度约为36000 km，高度一定，其运行角速度等于地球自转的角速度，相对地面静止，B错误A、第一宇宙速度是近地卫星的环绕速度，也是最大的圆周运动的环绕速度.而同步卫星的轨道半径要大于近地卫星的轨道半径，根据同步卫星运行的线速度一定小于第一宇宙速度.故A错误.B、因为同步卫星要和地球自转同步，即3相同，根据F=GM2m =m« 2r，因为o 一定,r得:同步卫星的轨道半所以r必须固定，故B正确.C、根据万有引力提供向心力,GMm 2F= 2 =mw r， r径要小于月球的轨道半径， 所以同步卫星绕地球运行的角速度比月球绕地球运行的角速 度大，故C正确.D、同步卫星在赤

13、道上空的平面上，所以一定不会经过北极，故D错误故选BC.15 由于通信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.轨道平面可以不同B.轨道半径可以不同C. 质量可以不同D.速率可以不同【答案】C【解析】同步卫星的周期与地球自转周期相同，由公式所以同步卫星的轨道半径相同,由线速度公式并且只能发射到赤道正上空，与卫星的质量无关，C对；ABD错16 .月球的质量约为地球的 1/81，半径约为地球半径的 1/4，地球上第一宇宙速度约为 7.9km/s,则月球上第一宇宙速度约为多少？【答案】1.76km/s【解析】试题分析：根据万有引力提供向心力即2MmvG 二 m一，rr所

14、以月球上第一宇宙速度为是 1.76km/s考点：第一宇宙速度点评：本题关键是根据第一宇宙速度和重力加速度的表达式列式求解，17 .下列关于地心说和日心说的说法中，正确的是A. 日心说的参考系是太阳B. 地心说的参考系是太阳C. 地心说和日心说只是参考系不同，两者具有等同的价值D. 日心说是由开普勒提出来的【答案】A【解析】18 银河系的恒星中大约四分之一是双星，某双星由质量不等的星体S和S2构成，两星在相互之间的万有引力作用下绕两者连线上某一定点C做匀速圆周运动。由天文观察测得其运动周期为 T，S到C点的距离为ri, S和S的距离为r，已知引力常量为 G 由此可求出S2的质量为（）A.2 24

15、二 r (rri)B.GT2C.D.2 2r r1GTGTGT【答案】D【解析】试题分析：根据双星系统，则gm?G rmmG 2L r二im r 1 m22'二带入贝U gr, = m2r2， 则mur,-2 2则m2f，答案为Dr1 =:E m2，所以Fri '2，将半径r1代入, mrrr2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和解决办法。+m2这类问题的解决思路通 常是由万有引力提供向心力，建立等式化简求解。19 . 20XX年6月24日12时55分，航天员刘旺驾神舟再会天宫，这是中国人第一次 在太空手控交会对接，“天宫一号”和“神舟九号”绕

16、地球做匀速圆周运动的示意图如 图所示，A代表“天宫一号”，B代表“神舟八号”，虚线为各自的轨道。由图，可以 判定（）地球A. “天宫一号”的运行速率大于“神舟九号”的运行速率B. “天宫一号”的周期小于“神舟九号”的周期C. “天宫一号”的向心加速度大于“神舟九号”的向心加速度D. “神舟九号”适度加速有可能与“天宫一号”实现对接【答案】D2【解析】本题考查的是卫星的圆周运动情况，由GMm mv = 口产）2（r . h）, “天（R + h） R + h T宫一号”的轨道半径大于“神舟九号”的轨道半径，“天宫一号”的运行速率小于“神舟九号”的运行速率，A错误；“天宫一号”的周期大于“神舟九号

17、”的周期，B错误;“天宫一号”的向心加速度大于“神舟九号”的向心加速度小于“神舟九号”的向心加速度，C错误；“神舟九号”适度加速有可能与“天宫一号”实现对接，D正确；1 120 .火星的质量和半径分别约为地球的和一，地球表面的重力加速度为g，则火星10 2表面的重力加速度约为()A. 0.2gB.0.4gC.2.5gD.5g【答案】BMmMmg二 G2 ,g二G 2【解析】由黄金代换R2R2，火星表面的重力加速度为地球重力加速度的0.4倍,B对；21 关于万有引力和万有引力定律，以下说法正确的是（）A. 万有引力是以效果命名的力B. 开普勒发现了万有引力定律C. 公式F = G巴学表明，r T

18、0时，FtrrD. 公式中G为引力常量，它是由实验测得的，而不是人为规定的【答案】D【解析】试题分析：万有引力是一种按性质命名的力，A错误，牛顿发现了万有引力定律，B错误，由Fm.m2可知，两物体间距离 rr减小时，它们之间的引力增大，当r小到一定程度，物体不能看成质点，公式不再适用.故C错误.公式中G为引力常量，它是卡文迪许通过扭秤实验测得的，而不是人为规定的，D正确故选D考点：考查了对万有引力定律的理解点评：本题的C选项容易出错，关键是知道万有引力定律公式适用于质点间的引力计算22 .“神舟”七号实现了航天员首次出舱。如图所示飞船先沿椭圆轨道1飞行，然后在远地点P处变轨后沿圆轨道 2运行，

19、在轨道2上周期约为90分钟。则下列判断正确的 是A. 飞船沿椭圆轨道1经过P点时的速度与沿圆轨道经过 P点时的速度相等B. 飞船在圆轨道2上时航天员出舱前后都处于失重状态C. 飞船在圆轨道2的角速度大于同步卫星运行的角速度D. 飞船从椭圆轨道1的Q点运动到P点过程中万有引力做正功【答案】BC【解析】2试题分析：飞船沿椭圆轨道1时有mV1p ,飞船沿椭圆轨道2时有G M mv2p2 m 2p , V1P<V2P, A错；在圆轨道2上时引力提供向心力，航天员处于完全失重rPrP2 j状态，B对；由二可得C正确；飞船从椭圆轨道 1的Q点运动到P点过程中万有引力做负功，D错，所以本题选择 BG考

20、点：万有引力定律23 .据报道，天文学家发现一颗绕昏暗恒星运转的类地行星“ GJ1214S，距地球仅 40 光年。它是一个热气腾腾的“水世界”，GJ1214b行星的体积约是地球的 3倍，质量约是地球的 6.5倍。若已知地球半径、表面的重力加速度和万有引力常量，则可估算( )A.所绕恒星的质量B该行星运动的线速度C.该行星的第一宇宙速度D .该行星的运动周期【答案】C【解析】设行星绕中心天体的质量为M行星质量为 m,半径为r，行星绕中心天体的运行速度为V，周期为T，而根据万有引力提供向心力的公式有：消去m,可以看出运行的线速度、周期与中心天体的质量有关，与运行半径有关，因此ABD不正确；设有一质

21、量为的卫星绕类地行星“ GJ1214b表面做匀速圆周运动，运行速度即为，则GmtiL丽地R地'为地球的第一宇宙速度，因此D正确24 太阳系的几个行星中，与太阳之间的平均距离越大的行星，它绕太阳公转一周所用的时间（)A.越长B.越短C.相等 D. 无法判断【答案】A【解析】由r3T2 -k 知,平均距离越大的行星，正确越长，A对，BCD错。25 万有引力的发现实现了物理学史上的第一次大统一一一地上物理学”和 天上物理学”的统一它表明天体运动和地面上物体的运动遵循相同的规律牛顿在发现万有引 力定律的过程中，将行星的椭圆轨道简化为圆轨道，还应用了其他的规律和结论下面 的规律和结论被使用到的有

22、A 开普勒行星运动定律B.卡文迪许通过扭秤实验测出的引力常量C.牛顿第二定律D.牛顿第三定律【答案】ACD【解析】考点：万有引力定律及其应用；牛顿运动定律的综合应用；开普勒定律. 分析：在开普勒对行星运动所总结的规律的基础上，把行星的运动理想化，看成匀速圆 周运动.根据匀速圆周运动的条件得出太阳对行星存在着引力，由牛顿运动定律结合圆周运动知识推导出太阳对行星的引力跟行星的质量成正比，跟行星到太阳的距离成反 比，再由引力作用的相互性得出引力的大小也与太阳的质量成正比，写成公式，然后对 该规律进行讨论，推广到一般物体间也同样存在相互作用的引力，且遵守同样的规律-万有引力定律.解答：解：万有引力定律

23、的推导过程：我们已经学习了行星的运动，开普勒指出所有的行星围绕太阳的运动轨道都是椭圆，太阳处在所有的椭圆的一个焦点上，所以行星的轨道的半长轴的三次方跟公转周期的二次方的比值都相等，事实上，行星运动的椭圆轨道离心率很接近于1,我们把它理想化成一个圆形轨道，即认为行星绕太阳作匀速圆周运动.根据圆周运动的条件可知行星必然受到了一个太阳的力牛顿认为这是太阳对行星的引力，那么，太阳对行星的引力F应为行星运动所受的向心力，即:4兀F=mR再根据开普勒行星运动定律得:F=m4k，其中m为行星的质量，R为行星轨道半径，即太阳与行星的距离也就是R2说，太阳对行星的引力正比于行星的质量而反比于太阳与行星的距离的平

24、方即：FxmR2根据牛顿第三定律,既然太阳对行星的引力与行星的质量成正比,那么行星对太阳也有作用力，也应与太阳的质量M成正比，即:Fx M-，所以得到Fx 啤，用文字叙述为：太阳与行星之间的引力，与它们质量的RR乘积成正比，与它们的距离的平方成反比.这就是牛顿的万有引力定律.用公式表述为:F=G 丁其中G是一个常数，叫做万有引力恒量.故选ACD点评：我们自己能够推导万有引力定律，了解其中运用的物理规律.26 .我国发射的"神舟七号”载人飞船，与"神舟六号”船相比，它在较低的轨道上绕 地球做匀速圆周运动，如图所示，下列说法正确的是（）A. “神舟七号”的速率较大B. &quo

25、t;神舟七号”的速率较小C. “神舟七号”的周期更长D. “神舟七号”的周期与“神舟六号”的相同【答案】A【解析】试题分析：人造地球卫星绕地球的转动均是万有引力充当向心力，即：G M m 2 vA正确，B错误；神2 mr = m ，则有：神州飞船的转动速率 rr号的转动半径较小，故“神七”的速率要大于“神六”的速率，故州飞船的转动角速度:，半径越大，角速度越小，故神舟七号的加速度较2 JT大，根据公式T可得：神舟七号的周期较短，故CD错误co故选A考点：人造卫星的加速度、周期和轨道的关系.点评：天体的运动由万有引力充当向心力，故在分析天体转动中各量间的关系时一定要根据力的角度进行分析.27 .

26、我国“神舟”七号载人飞船发射升空，进入预定轨道后绕地球自西向东做匀速圆周运动，每90 min转一圈.航天员在轨道舱做了许多科学实验，着地前1.5 m返回舱底座发动机开始向下喷气，使返回舱减速下降，实现软着陆，“神舟”七号航天实验圆满完成下列关于“神舟”七号的说法正确的是()A. 航天员在24 h内可以见到日出的次数应为16次B“神舟”七号的轨道高度小于地球同步卫星的轨道高度C. “神舟”七号绕地球做匀速圆周运动的速度略大于第一宇宙速度D. 在着地前1.5 m内宇航员处于失重状态【答案】AB【解析】考点：万有引力定律及其应用；第一宇宙速度、第二宇宙速度和第三宇宙速度.分析：(1)航天员每90mi

27、n转一圈，每转一圈看到一次日出，在24h内可以见到日出的次数即为24h内做圆周运动的圈数；2兀 2Mm(2) 根据周期公式 m( ()2R=G r，可知周期大的，轨道半径也大；TR2(3) 根据速度公式 G =m V可知，半径大的，运行速度小；R R(4) 判断超重还是失重关键看加速度的方向，加速度方向向上超重，向下失重.解答：解：A.根据飞船每90 min转一圈，24h内转了 16圈，故可以看到16次日出，A正确；B. 地球同步卫星周期为 24h， “神舟”七号周期为 90min，根据周期公式 m()2R=GTMm，可知“神舟”七号的轨道高度小于地球同步卫星的轨道高度,B正确;C. 第一宇宙

28、速度是绕地球表面匀速圆周运动的速度，“神舟”七号的运动半径大于地球半径，根据Mm2 =mR2“神舟”七号绕地球做匀速圆周运动的速度略小于第一宇宙速度，C错误；D. 着地前1.5 m返回舱底座发动机开始向下喷气，使返回舱减速下降，加速度向上， 飞船处于超重状态，D错误.故选AB.点评：该题考查了万有引力公式及向心力基本公式的直接应用，难度不大，属于基础题.28 已知万有引力常量为 G根据下面的哪组数据，不可以估算出地球的质量)A. 地球绕太阳运动的周期Ti及地球到太阳中心的距离riB. 贴近地球表面运行的卫星的周期T和地球的半径 RC. 地球表面的重力加速g和地球半径RD. 月球绕地球运动的周期

29、T2及月球中心到地球中心的距离2【答案】AA不可以，由公式【解析】A中地球质量两边抵消，无法算出地球的质量，所以Mmr4二 R3二 m 2T2GT，B可以。根据GMRm二 mg,得 MgR2G,C可以算出。MmG-v4 二2=m2T22GT2D可以。29 .嫦娥四号，专家称“四号星”，计划在20XX年发射升空，它是嫦娥探月工程计划中嫦娥系列的第四颗人造探月卫星，主要任务是更深层次、 更加全面的科学探测月球地貌、资源等方面的信息，完善月球档案资料。已知月球的半径为 速度为g，月球的平均密度为 r，嫦娥四号离月球中心的距离为 据以上信息下列说法正确的是R,月球表面的重力加 r，绕月周期为T。根A.

30、 月球的第一宇宙速度为、.亍C.万有引力常量可表示为B.嫦娥四号绕月运行的速度为3r3D嫦娥四号必须减速运动才能返回地球【答案】C【解析】试题分析：根据第一宇宙速度的定义有:2v mg = mRv=$gR ,A错误；根据Mm"2r2v工"=m 和 GrMmR2二mg可以得到嫦娥四号绕月运行的速度为误根据曙4 :二 m2T2r和M二r 4二R3可以知道万有引力常量可表示为33二 r3：、T2R3C正确；嫦娥四号必须先加速离开月球，再减速运动才能返回地球，D错误。考点：本题考查了万有引力与航天的知识。30 某载人飞船运行的轨道示意图如图所示，飞船先沿椭圆轨道1运行，近地点为 Q

31、远地点为P。当飞船经过点P时点火加速，使飞船由椭圆轨道1转移到圆轨道2上运行, 在圆轨道2上飞船运行周期约为 90min。关于飞船的运行过程，下列说法中正确的是A. 飞船在轨道1和轨道2上运动时的机械能相等B. 飞船在轨道1上运行经过P点的速度小于经过 Q点的速度C. 轨道2的半径小于地球同步卫星的轨道半径D. 飞船在轨道1上运行经过P点的加速度等于在轨道 2上运行经过P点的加速度【答案】BCD【解析】试题分析：由于飞船经过点 P时点火加速，使飞船由椭圆轨道1转移到圆轨道2上运行, 外力做正功，机械能增加，所以轨道 2上的机械能大于轨道1上的机械能，A错误；根 据公式v = JGM ，即半径越

32、大线速度越小， 可得在飞船在轨道1上运行经过P点的速 度小于经过 Q点的速度，B正确；根据公式 T =2二，r 可得半径越大周期越大，同GM步卫星的周期为 24h，大于轨道2上运动的卫星，故轨道 2的半径小于同步卫星的运动 半径，C正确；根据公式a二GM，因为在轨道1上运行经过p点和在轨道2上运行经r过P点的运动半径相同，所以加速度相同，D正确；考点：考查了万有引力定律的应用31 . 一个半径是地球 3倍、质量是地球 36倍的行星，它表面的重力加速度是地球表面 重力加速度的（）.A.2 倍 B.4 倍 C.9 倍 D.12 倍【答案】B【解析】试题分析：由黄金代换 G Mmr二mg,g二可知选

33、项B正确；故选BR2R2考点：考查万有引力定律 点评：本题难度较小，处理星球表面加速度问题一般考查的就是黄金代换式32 .如图所示，飞行器 P绕某星球做匀速圆周运动，星球相对飞行器的张角为0，下列说法正确的是（）A. 轨道半径越大，周期越长B. 轨道半径越大，速度越大C. 若测得周期和张角，可得到星球的平均密度D. 若测得周期和轨道半径，可得到星球的平均密度【答案】AC【解析】试题分析：根据开普勒第三定律T2=C，可知轨道半径越大，飞行器的周期越长,正确；根据万有引力提供向心加速度,GM m2 r卫星的速度公式可知轨道半径越大，速度越小.故B错误；设星球的质量为 M半径为R，平均密度为P .张

34、角为0，飞行器的质量为 m,轨道半径为r，周期为T.对于飞行器，根据万有引力提供向心力得:2GM m4m二 r得: M2rGT由几何关系有：R=rsin -2星球的平均密度由以上三式知测得周期和张角，可得到星球的平均密度.若测得周期和轨道半径，可得 到星球的质量，但星球的半径未知，不能求出星球的平均密度.故C正确，D错误。考点：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33 .根据开普勒对第谷观测记录的研究发现，关于行星的运动，判断下列论述正确的是( )A. 行星绕太阳做匀速圆周运动B. 在公式R3/T 2=k中，k是和太阳的质量有关的量C. 在公式R3/T2=k中，R是行星中心

35、到太阳中心的距离D. 以上三点均不正确【答案】B【解析】试题分析：据开普勒第一定律，行星绕太阳运动的轨迹是椭圆，距离太阳越近速率越大，距离太阳越远速率越小，所以A选项错误；据开普勒第三定律，不同的行星的k值均相同，说明k值是与太阳的质量有关的量，R是指行星绕太阳运行的椭圆轨道的半长轴，B选项正确，而 C选项错误；据以上分析 D选项也错误。考点：本题考查对开普勒的第一定律和第三定律的理解。34. 20XX年11月3 日, “天宫一号”目标飞行器与“神舟八号”飞船成功实现首次交 会对接，已知在对接前，“天宫一号”的运行轨道高度为350km, “神州八号”的运行轨道高度为343km。它们的运行轨道均

36、视为圆周，则（）A. “天宫一号”比“神州八号”周期长 B “天宫一号”比“神州八号”线速度大C. “天宫一号”比“神州八号”角速度大D “天宫一号”比“神州八号”向心加速度大【答案】A【解析】试题分析：“天宫一号”和“神州八号”绕地球做圆周运动万有引力作为它们做圆周运 动的向心力。A、由GMm2_r= mr得严，“天宫一号T2: GM的运行轨道半径比“神州八号”大，所以“天宫一号”比“神州八号”的周期长；正确B、由GMmr2v/曰=m 得 vr口 ”号的运行轨道半径比“神州八号”大,所以“天宫一号”比“神州八号”线速度小；错误C、由GMm2 r的运行轨道半径比“神州八号”大,所以“天宫一号”

37、比“神州八号”角速度小；错误Mm MD、由ma得a二Gp，“天宫一号”的运行轨道半径比“神州八号”大，所 rr以“天宫一号”比“神州八号”向心加速度小；错误故选A考点：万有引力定律的应用可以得到线速度点评：此类问题中万有引力作为它们做圆周运动的向心力,a = G卑，根据半径关系比较这些量r的大小。35 两个绕地球做匀速圆周运动的人造地球卫星，轨道如图所示，下列判断正确的是:A、 两卫星的角速度关系：3 a < W bB、 两卫星的向心加速度关系：aa > a bC、 两卫星的线速度关系：va > VbD、 两卫星的周期关系：Ta < Tb【答案】A【解析】考点：本题考查

38、万有引力定律的应用。试题分析：据GMm2=mRw，可知 w 二2，贝U A选项正确；据GM2m = ma，可R2选项错误；据GM2mGM则c选项错误；据2GMm4 二2 = mR ，RT42R3GM则D选项错误。36 如图所示，a，b两颗质量相同的人造地球卫星分别在半径不同的轨道上绕地球作匀速圆周运动，则试题分析：由万有引力提供向心力有A. 卫星a的周期大于卫星b的周期B. 卫星a的动能大于卫星b的动能C. 卫星a的势能大于卫星b的势能D. 卫星a的加速度大于卫星 b的加速度【答案】BD【解析】2. 2v4:二 ma = mmr，rT2兀2兀R有 3=， va得卫星a的周期小于卫星b的周期，A

39、错；a的速度大于b的速度，故a的动能大于b 的动能，B对；卫星a的加速度大于卫星 b的加速度，D对；a到b，重力做负功，重力 势能增大，C错，所以本题选择 BDt考点：万有引力定律37 . A和B是绕地球做匀速圆周运动的卫星，2m,轨道半径 金=2甩，则B与A的（）.A.加速度之比为 4 ： 1 B.周期之比为2 . 2 : 1C.线速度之比为1 : .2 D.角速度之比为1 ：2 2【答案】BCD2GM m2ma向二mRR=TA = -，所以Tb2 2根据开普勒第三定律,D选项正确.由正确.由a = 3 2r知，aBaA2Rb2'A RA故B选项正确.知,又因为vB = f TA =

40、 一1Va Ra Tb ' 21，所以A选项错误.4，所以C选项【解析】人造地球卫星绕地球做匀速圆周运动时，万有引力提供向心力，根据38 “嫦娥一号”探月卫星沿地月转移轨道直奔月球，在距月球表面200 km的P点进行第一次变轨后被月球捕获，先进入椭圆轨道I绕月飞行，如图所示之后，卫星在P点又经过两次变轨，最后在距月球表面200 km的圆形轨道川上绕月球做匀速圆周运动.对此，下列说法正确的是（）A. 卫星在轨道川上运动的速度小于月球的第一宇宙速度B. 卫星在轨道川上运动周期比在轨道I上短C. 卫星在轨道川上运动的加速度大于沿轨道I运动到P点时的加速度D. I、n、川三种轨道运行相比较，卫

41、星在轨道川上运行的机械能最小【答案】ABD【解析】试题分析：在月球“表面”运动行的速度等于月球的第一宇宙速度，最后在距月球表面200 km的圆形轨道川上绕月球做匀速圆周运动,根据v，轨道半径大于月球的半径，则小于月球的第一宇宙速度，A正确;根据卫星在轨道川上运动的半径最小，则周期最小，B正确；根据GMa 厂，r越小，加速度越大，C错误；从 rP点，均需“制动"，减速做向心运动进入低D正确。轨道I至II到III的过程中，每次经过 轨道，则卫星在轨道川上运行的机械能最小， 考点：本题考查天体运动中的变轨。39 .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 B

42、.轨道半径可以不同.速率可以不同A.地球对卫星的引力可以不同C.轨道平面可以不同D【答案】A【解析】试题分析：地球同步卫星的运转周期与地球的自转周期相同且与地球自转“同步”，以它们的轨道平面都必须在赤道平面内，故C项错误；由w,mw2所MmR =G -可R22得R3 - GMT ，由此可知所有地球同步卫星的轨道半径都相同,4 二2项错误，由v=r 3，w二辛，可得v= R，可知同步卫星的运转速率都相同, 卫星的质量不影响运转周期，地球对卫星的引力可以不同，故选 考点：考查同步卫星D项错误；而点评：地球同步卫星的轨道平面都必须在赤道平面内，由得R32GMT4 二2,由此可知所有地球同步卫星的轨道

43、半径都相同,可得v = R-T，可知同步卫星的运转速率都相同,而卫星的质量不影响运转周期40 .在圆轨道上做匀速圆周运动的国际空间站里, 静止“站立”于舱内朝向地球一侧的“地面”上,一宇航员手拿一只小球相对于太空舱 如图所示.下列说法正确的是（）A. 宇航员相对于地球的速度介于7.9 km/s 与11.2 km/s 之间B. 若宇航员相对于太空舱无初速释放小球，小球将落到“地面”上C. 宇航员将不受地球的引力作用D. 宇航员对“地面”的压力等于零【答案】D【解析】7.9 km/s 是发射卫星的最小速度，是卫星环绕地球运行的最大速度，可见，所有环绕地球运转的卫星、飞船等，其运行速度均小于7.9

44、km/s，故A错误；若宇航员相对于太空舱无初速释放小球，由于惯性，小球仍具有原来的速度，所以地球对小球的万有引力正好提供它做匀速圆周运动需要的向心力,2,其中m为r小球的质量，故小球不会落到“地面”上，而是沿原来的轨道继续做匀速圆周运动，故B错误；宇航员受地球的引力作用， 此引力提供宇航员随空间站绕地球作圆周运动的向心力，否则宇航员将脱圆周轨道，故 C错；因宇航员受的引力全部提供了向心力，宇航员不能对“地 面”产生压力，处于完全失重状态，D正确.41 .四名同学关于人造卫星所需向心力的问题发生了争论，请对下面同学的观点进行判断，正确的是（）A.张糊涂认为，当人造地球卫星的半径增大到原来的3倍时

45、，向心力也增大到原来的3倍，因为F =mr -2B.张模糊认为，当人造地球卫星的半径增大到原来的13倍时，向心力减小到原来的，3因为FC.张清楚认为，当人造地球卫星的半径增大到原来的3倍时，向心力减小到原来的Mm2 rD. 张明白同学认为，仅仅知道人造卫星轨道半径的变化量，无法确定向心力的变化【答案】C【解析】试题分析：卫星的向心力是由万有引力提供的，F =G 亍当人造地球卫星的半径增r1大到原来的3倍时，向心力减小到原来的，C正确，ABD错误。9考点：本题考查了有关卫星的向心力问题42 . 一同学为探月宇航员估算环绕月球做匀速圆周运动的卫星的最小周期，想出了一种方法：在月球表面以初速度 V。

46、竖直上抛一个物体，测出物体上升的最大高度为h，假设物体只受月球引力作用，又已知该月球的直径为d，则卫星绕月球做圆周运动的最小周2v0 = 2g h，即月球表面的重期为（）JIA.V。h B2兀Vo,hCvo【答案】D【解析】试题分析：根据匀变速直线运动公式可知，在月球表面有2力加速度为Vo ，根据万有引力定律及圆周运动公式得 2h2M m 4 二Mm.G2m 2、r 一& 2,故可知，当卫星绕月球表面做圆周运动时的周期最rTd小，联立上述各式解得 Tmin 二2 '、丽 ，所以只有选项D正确;Vo考点：万有引力定律及其应用【答案】AD【解析】本题考查物理基本知识伽利略通过观察研

47、究， 设想物体下落的速度与时间成正比，因为当时无法测量物体的瞬时速度，所以伽利略通过数学推导证明如果速度与时间成正比，那么位移与时间的平方成正比；由于当时用滴水法计算，无法记录自由落体的较短时间，伽利略设计了让铜球 沿阻力很小的斜面滚下，而小球在斜面上运动的加速度要比它竖直下落的加速度小得 多，所用时间长的多，所以容易测量伽利略做了上百次实验，并通过抽象思维在实验 结果上做了合理外推所以伽利略用来抽象思维、数学推导和科学实验相结合的方法 打雷时，呆在汽车里更安全，静电屏蔽；牛顿在寻找万有引力的过程中，应用了牛顿第二定律和第三定律；44 “嫦娥一号”于20XX年3月1日成功发射，从发射到撞月历时

48、 433天，其中，卫星 先在近地圆轨道绕行 3周，再经过几次变轨进入近月圆轨道绕月飞行。若月球表面的自由落体加速度为地球表面的 1/6，月球半径为地球的1/4，则根据以上数据可得（）A. 绕月与绕地飞行周期之比为3/2B. 绕月与绕地飞行周期之比为2/3C. 绕月与绕地飞行向心加速度之比为1/6D. 月球与地球质量之比为 1/96【答案】CD【解析】试题分析：根据万有引力提供向心力GMm2=mr 2，-=-T可以得到关于周期、向心加速度以及天体中心质量的表达式如下:GMa向 2r2 34 二 rGT釘96GR地'M月R月3M 地43*11*96AB均错。*地a月M地* R月22R地M地

49、-6，所以C正确。向心加速度公式但要记得考点分析：万有引力 匀速圆周运动周期、 总结评价：要将万有引力提供向心力这类问题当作普通圆周运动问题来处理,万有引力公式，以及会区别在轨天体问题（万有引力等于向心力）；卫星的在发射、变轨过程中的变轨问题（万有引力不能于向心力）。45 在早期的反卫星试验中，攻击拦截方式之一是快速上升式攻击，即“拦截器”被送入与"目标卫星”轨道平面相同而高度较低的追赶轨道，然后通过机动飞行快速上升接 近目标将“目标卫星”摧毁。图为追赶过程轨道示意图。下列叙述正确的是（）A. 图中A是“目标卫星” ，B是“拦截器”B. “拦截器”和“目标卫星”的绕行方向为图中的顺时

50、针方向C. “拦截器”在上升的过程中重力势能会增大D. “拦截器”的加速度比“目标卫星”的加速度小【答案】BC【解析】试题分析：拦截卫星的高度要比目标卫星的高度低，所以A是拦截器，B是目标卫星，A错误；由于拦截器轨道低，速度大，应落后目标卫星，绕行方向应为图中的顺时针方向，B正确；拦截器在上升过程中要克服重力做功，所以重力势能增大，C正确；根据公式a二翌 可知拦截器的加速度比目标卫星的加速度大，D错误；r考点：考查了万有引力定律得应用46 发射地球同步卫星时，先将卫星送入近地圆轨道 1，然后点火使其沿椭圆轨道 2运 行，最后再次点火，将其送入同步轨道 3。P、Q分别为轨道1、2,2、3的切点，

51、贝U （）PA. 卫星在轨道B. 卫星在轨道C. 卫星在轨道D. 卫星在轨道【答案】BC【解析】试题分析：卫星从轨道 1到轨道2再到轨道3，实际上是在 心运动实质是物体需要的向心力大于实际存在的向心力，1上经过 2上经过 1上经过 2上经过Q点的加速度大于它在轨道 P点的加速度等于它在轨道 Q点的速度小于它在轨道P点的速度等于它在轨道2上经过Q点的加速度3上经过P点的加速度2上经过3上经过Q点的速度P点的速度Q点和P点做离心运动，离或提供的向心力不够，卫星在2vP点Q点应增大速度，需要的向心力 F变大，发生离心运动。但 PQ两点距离r地心的距离一样，万有引力相同，则加速度相同，BC正确。考点：卫星变轨问题，离心运动点评：卫星在绕地球运动时，离地面高度相同时，根据万有引力公式= ma向心r力不变。卫星变轨实际上就是离心运动，要知道离心运动的原理。47 .目前我国已经成功发射北斗导航卫星十六颗，计划到2020年，将建成由35颗卫星组网而成的全球卫星导航系统，关于卫星网中的地球同步静止卫星，以下说法正确的是（）A. 运行角速度相同B. 环绕地球运行可以不在同一条轨道上C. 运行速度大小相等，且