天体运动历年高考试题

天体运动历年高考试题1.火星的质量大约是地球质量的1/11，半径大约是地球半径的1/2。同一物体在火星表面和地球表面受到的引力比值约为0.4。2.“东方红一号”是我国第一颗人造地球卫星，于1970年成功发射。该卫星至今仍沿着椭圆轨道绕地球运动。设卫星在近地点、远地点的速度分别为v1、v2，近地点到地心的距离为r，地球质量为M，引力常量为G。则v1>v2，v1^2>GM/r。3.2019年1月，我国嫦娥四号探测器成功在月球背面软着陆。在探测器“奔向”月球的过程中，用h表示探测器与地球表面的距离，F表示它所受的地球引力。能够描述F随h变化关系的图像是选项C。4.若想检验“使月球绕地球运动的力”与“使苹果落地的力”遵循同样的规律，在已知月地距离约为地球半径60倍的情况下，需要验证自由落体在月球表面的加速度约为地球表面的1/6。5.2018年2月，我国500m口径射电望远镜（天眼）发现毫秒冲量“J0318+0253”，其自转周期T=5.19ms。假设星体为质量均匀分布的球体，已知万有引力常量为6.67×10^-11N·m^2/kg^2。以周期T稳定自转的星体的密度最小值约为5×10^18kg/m^3。6.已知地球质量为月球质量的81倍，地球半径约为月球半径的4倍。若在月球和地球表面同样高度处，以相同的初速度水平抛出物体，抛出点与落地点间的水平距离分别为S月和S地，则S月:S地约为3:2。7.北斗三号系统的收官之星是地球静止轨道卫星，其轨道半径约为地球半径的7倍。与近地轨道卫星相比，地球静止轨道卫星的周期大，线速度小，角速度小，加速度小。8.2019年5月，我国成功发射了第45颗北斗卫星，其轨道高度约为36000km，是天宫二号空间实验室轨道高度的90倍左右。根据这些信息，我们可以得出以下结论：A.该卫星的速率比天宫二号的速率大；B.该卫星的周期比天宫二号的周期小；C.该卫星的角速度比天宫二号的角速度大；D.该卫星的向心加速度比天宫二号的向心加速度大。9.在一均匀球形星体表面附近沿圆轨道绕其运动的卫星的周期公式为T=2π√(r³/(GM))，其中ρ为星体密度，G为引力常量，r为轨道半径，M为星体质量。因此，该星体表面附近沿圆轨道绕其运动的卫星的周期公式为T=2π√(R/(GM/4π/3×R³))=2π√(3R/(GM))，选项A、B、C、D分别对应T=3π√(R/(GMρ))、T=2π√(R/(GMρ))、T=2π√(3R/(GMρ))、T=3π√(R/(GMρ))。10.今年5月9日发射的高分五号轨道高度约为705km，之前已运行的高分四号轨道高度约为36000km，它们都绕地球做圆周运动。与高分四号相比，高分五号的周期更小，角速度更大，线速度更快，向心加速度更大。11.我国首次火星探测任务被命名为“天问一号”。根据火星质量约为地球质量的10%，半径约为地球半径的50%的信息，我们可以得出以下结论：A.火星探测器的发射速度应大于地球的第二宇宙速度；B.火星探测器的发射速度应介于地球的第一和第二宇宙速度之间；C.火星的第一宇宙速度大于地球的第一宇宙速度；D.火星表面的重力加速度小于地球表面的重力加速度。12.若火星公转轨道半径与地球公转轨道半径之比为3∶2，则火星与地球绕太阳运动的轨道周长之比为2∶3，线速度大小之比为3∶2，角速度大小之比为22∶33，向心加速度大小之比为9∶4。13.嫦娥四号探测器在2019年1月成功着陆月球背面前曾绕月球飞行，某段时间可认为绕月做匀速圆周运动，圆周半径为月球半径的K倍。已知地球半径为月球半径的P倍，地球质量为月球质量的Q倍，地球表面重力加速度大小为g。根据这些信息，我们可以得出嫦娥四号绕月球做圆周运动的速率公式为v=√(GM/(KP+Kr))，其中M为月球质量，G为引力常量，r为嫦娥四号绕月球运动的圆周半径。选项A、B、C、D分别对应v=rKg/(QP)、v=rPKg/Q、v=rQg/(KP)、v=rPg/QK。14.2019年5月17日，我国成功发射了第45颗北斗导航卫星，该卫星属于地球静止轨道卫星（同步卫星）。因此，选项A不正确；根据地球静止轨道卫星的定义，该卫星的速度等于地球自转速度，即小于第一宇宙速度，因此选项B不正确；根据第二宇宙速度的定义，发射速度等于第二宇宙速度时，物体将永远远离地球，因此选项C不正确。的物理规律，可以比较它们的形式，即F=ma和F=GmM/r^2。其中，F为力，m为物体的质量，a为加速度，G为万有引力常量，M为地球的质量，r为地球表面到物体的距离。可以发现，这两个公式的形式相同，都是与物体的质量成正比，与距离的平方成反比。因此，这两个力遵循同样的物理规律。而由于月球的质量和距离都比苹果大很多，所以“使月球绕地球运动的力”比“使苹果落地的力”要强得多。选项A正确。根据题意，地球上的物体质量为m，地球半径为R，地球密度为ρ，地球的引力加速度为g。根据万有引力定律，物体所受的引力为F=GmM/R^2，将地球的质量M用密度表示，得到M=4/3πR^3ρ，代入引力公式中，可得F=4/3πGρmRg。根据牛顿第二定律，物体所受的加速度为a=F/m，代入引力公式中，可得a=4/3πGρRg。因此，选项A正确。10.答案：B解析：根据万有引力定律，两个物体之间的引力与它们的质量成正比，与它们之间的距离的平方成反比。因此，引力大小与质量和距离的关系为F∝m1m2/r^2。根据题意，物体1的质量为m1，物体2的质量为m2，它们之间的距离为r，物体1所受的引力为F1，物体2所受的引力为F2。根据题意，F1/F2=4/9，代入引力公式中，可得m1m2/(r^2)=4/9m2m1/(r^2)，化简可得m1/m2=4/9。因此，选项B正确。可得，角速度越大，周期越小，所以“天舟一号”的周期小于地球同步卫星的周期，故C正确。D.由于“天舟一号”和地球同步卫星均绕地球做匀速圆周运动，所以它们的向心力大小相等，故D错误。改写：21.两颗卫星绕地球做圆周运动，甲的轨道半径是乙的2倍。根据万有引力公式GMm/r^2和v^2=GM/r，可以推出乙的速度是甲的2倍，而乙的向心加速度是甲的4倍，故选项A和B错误。根据F=GMm/r^2和两卫星质量相等，可以推出甲的向心力是乙的1/4，故选项C正确。又根据开普勒第三定律和甲的轨道半径是乙的2倍，可以推出甲的周期是乙的22倍，故选项D正确。22.两个中子星绕连线上某点每秒转动12圈，两中子星的周期相等，且均为1/12秒，两中子星的角速度均为2π/1/12=24πrad/s。假设两中子星的质量分别为m1、m2，轨道半径分别为r1、r2，速率分别为v1、v2，则可以根据万有引力公式Gm1m2/r^2和角动量守恒定律L=mvr推出质量之和，故选项A错误，选项B正确。又由v1=ωr1、v2=ωr2，可以推出速率之和，故选项C正确。由题中的条件无法求解出两中子星自转的角速度，故选项D错误。23.“天舟一号”和地球同步卫星均绕地球做匀速圆周运动。根据卫星的速度公式v=GM/r和v=rω，可以推出“天舟一号”的角速度大于地球同步卫星的角速度，而地球同步卫星的角速度等于地球自转角速度，故选项A错误。第一宇宙速度是卫星绕地球做匀速圆周运动最大的运行速度，知其线速度小于第一宇宙速度，故选项B正确。由T=2π/ω可得，角速度越大，周期越小，所以“天舟一号”的周期小于地球同步卫星的周期，故选项C正确。由于“天舟一号”和地球同步卫星均绕地球做匀速圆周运动，所以它们的向心力大小相等，故选项D错误。力做负功，而从Q到N的过程中，万有引力做正功。故D正确。因此，答案为CD。解析：对于第一段，可以改写为：“‘天舟一号’的周期与地球同步卫星的周期相同，而地球同步卫星的周期等于地