2022届高考物理一轮复习经典题汇编13天体含解析

天体

一.选择题（共25小题）

1.把太阳系各行星的运动近似看作匀速圆周运动，那么离太阳越近的行星（）

A.周期越小B.线速度越小C.角速度越小D.加速度越小

2.火星是人类非常感兴趣的太阳系行星，假设地球和火星都绕太阳做匀速圆周运动，地球

到太阳的距离小于火星到太阳的距离，那么（）

A.地球公转周期大于火星的周期公转

B.地球公转的线速度小于火星公转的线速度

C.地球公转的加速度小于火星公转的加速度

D.地球公转的角速度大于火星公转的角速度

3.设地球自转周期为T,质量为M,引力常量为G,假设地球可视为质量均匀分布的球体，

半径为R.同一物体在南极和赤道水平面上静止时所受到的支持力之比为（）

A.GMT?BGMT2

GMT2-4K2R3GMT2+4H2R3

D.GMT2+44R

cGMT?-4兀2R323

GMT2GMT2

4.“探路者”号宇宙飞船在宇宙深处飞行的过程中，发现A、B两颗均匀球形天体，两天体

各有一颗靠近其外表飞行的卫星，测得两颗卫星的周期相等，以下判断正确的选项是（

A.天体A、B的质量一定不相等

B.天体A、B的密度一定相等

C.两颗卫星的线速度一定相等

D.天体A、B外表的重力加速度之比等于它们的半径反比

5.为了测量某行星的质量和半径，宇航员记录了登陆舱在该行星外表做圆周运动的周期T,

登陆舱在行星外表着陆后，用弹簧称称量一个质量为m的祛码读数为N.引力常量为G.那

么以下计算中正确的选项是（）

A.在该行星的第一宇宙速度为』L.

2兀ID

B.该行星的密度为

7TT2

C.该行星的质量为」3T4K

16兀4m3

22

D.该行星的半径为里.NT

m

6.2021年我国相继完成“神十”与"天宫”对接，"嫦娥"携"玉兔”落月两大航天工程,

某航天爱好者提出“玉兔”回家的设想：如图，将携带“玉兔”的返回系统由月球外表发射

到h高度的轨道上，与在该轨道绕月球做圆周运动的飞船对接，然后由飞船送“玉兔”返回

地球，设“玉兔”质量为m,月球半径为R,月面的重力加速度为g”.以月面为零势能面，

“玉兔”在h高度的引力势能可表示为E产毕也丁，其中G为引力常量，M为月球质量，假

R(R+h)

设忽略月球的自转，从开始发射到对接完成需要对“玉兔”做的功为()

mgARmgARr—

A.—(h+2R)B.—(h+J2R)

R+hR+h

C.谑(h+返R)D.及底(h+L)

R+h2R+h2

7.长期以来“卡戎星”被认为是冥王星唯一的卫星，它的公转轨道半径n-XIO'km,公转

周期『七6天.2006年3月，天文学家新发现两颗冥王星的小卫星，其中一颗的公转轨道半

径n^XlO'km,取(2.4)万Q3.7,那么它的公转周期”最接近于()

A.11天B.23天C.35天D.83天

8.地球同步卫星的轨道半径约为地球半径的6.6倍.一飞行器绕地球做匀逮圆周运动的周

期为3小时.假设地球半径为R,那么该飞行器绕地心飞行的轨道半径最接近()

9.神舟八号飞船绕地球做匀速圆周运动时，飞行轨道在地球外表的投影如下图，图中标明

了飞船相继飞临赤道上空所对应的地面的经度.设神舟八号飞船绕地球飞行的轨道半径为

n,地球同步卫星飞行轨道半径为n.那么「彳等于()

A.1：24B.1：156C.1：256D.1：210

10.研究说明，地球自转在逐渐变慢，自转周期逐渐变大，3亿年前地球自转的周期约为22

小时.假设这种趋势会持续下去，地球的其他条件都不变，未来人类发射的地球同步卫星与

现在的相比()

A.距地面的高度变大B.向心加速度变大

C.线速度变大D.角速度变大

11.马航客机失联牵动全世界人的心，现初步确定失事地点位于南纬31°52'东经

115°52'的澳大利亚西南城市珀斯附近的海域，有一颗绕地球做匀速圆周运动的卫星，每

天上午同一时刻在该区域的正上方海面照像，那么()

A.该卫星轨道平面可能与地球某一纬线圈共面

B.该卫星-一定是地球同步卫星

D.地球自转周期一定是该卫星运行周期的整数倍

12.据新华社北京11月1日电(记者张辛欣)1日，探月工程三期再入返回飞行试验任务

的返回器经历了数天的太空之旅后平安回家，标志着探月工程全面转入无人自主采样返回新

阶段.中国探月工程以无人探测为主，分三个实施阶段："绕""落""回"三步走.2007

年10月24日，嫦娥一号卫星由长征三号甲运载火箭在西昌卫星发射中心成功发射升空.2021

年12月2日，嫦娥三号在西昌卫星发射中心发射，2021年12月14日，嫦娥三号成功着陆

月球.设探月卫星可贴近月球外表运动且轨道是圆形的，地球半径约是月球半径的4倍，地

球质量约是月球质量的81倍，地球近地卫星的周期约为84min,地球外表重力加速度g取

10m/s2,那么()

A.绕月球外表做匀速圆周运动的探月卫星，其运动周期约是80min

D.绕月球外表做匀速圆周运动的探月卫星，其向心加速度约是4m/—

13.中国航天局秘书长田玉龙2021年3月6日证实，将在2021年年底发射高分四号卫星，

这是中国首颗地球同步轨道高时间分辨率对地观测卫星.如下图，A是静止在赤道上随地球

自转的物体；B、C是同在赤道平面内的两颗人造卫星，B位于离地高度等于地球半径的圆形

轨道上，C是高分四号卫星.那么以下关系正确的选项是(〕

A.物体A随地球自转的角速度大于卫星B的角速度

B.卫星B的线速度大于卫星C的线速度

C.物体A随地球自转的加速度大于卫星C的加速度

D.物体A随地球自转的周期大于卫星C的周期

14.太阳系各行星几乎在同一平面内沿同一方向绕太阳做圆周运动.当地球恰好运行到某地

外行星和太阳之间，且三者几乎排成一条直线的现象，天文学称为“行星冲日”.据报道，

2021年各行星冲日时间分别是：1月6日木星冲日；4月9日火星冲日；5月11日土星冲日；

8月29日海王星冲日：10月8日天王星冲日.地球及各地外行星绕太阳运动的轨道半径如

下表所示，那么以下判断正确的选项是()

地球火星木星土星天王星海王星

轨道半径(AU)1930

A.各地外行星每年都会出现冲日现象

B.在2021年内一定会出现火星冲日

C.天王星相邻两次冲日的时间间隔为土星的一半

D.地外行星中，海王星相邻两次冲日的时间间隔最短

15.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，他们都围绕地球与月球连线上某点0做匀速圆周运动.据此观点，可知月球与地

球绕0点运动线速度大小之比约为（）

A.1：6400B.1：80C.80：1D.6400：1

16.2021年2月11日，美国科学家宣布探测到引力波，证实了爱因斯坦100年前的预测，

弥补了爱因斯坦广义相对论中最后一块缺失的“拼图”，双星的运动是产生引力波的来源之

一，假设宇宙中有一双星系统由a、b两颗星体组成，这两颗星绕它们的连线的某一点在万

有引力作用下做匀速圆周运动，测得a星的周期为T,a、b两颗星的距离为1,a、b两颗星

的轨道半径之差为a星的轨道半径大于b星的轨道半径，那么（）

A.b星的周期为l-Ar,T

1+Ar

B.a星的线速度大小为冗

T

C.a、b两颗星的半径之比为△工

l-Ar

D.a、b两颗星的质量之比为二

l-Ar

17.宇宙中两颗靠得比拟近的恒星只受到彼此之间的万有引力作用互相绕转，称之为双星系

统，如下图，双星A、B绕其连线上的0点做匀速圆周运动，A、B恒星的半径之比为m,A、

B做圆周运动的轨道半径之比为n.那么（）

A.A、B两恒星外表的重力加速度之比为工

ID

B.A、B两恒星外表的重力加速度之比为工

ran

C.A、B两恒星的密度之比为」于

ID

D.A、B两恒星的密度之比为七

nm

18.火星的质量和半径分别约为地球的」:和工，地球外表的重力加速度为g,那么火星外

102

表的重力加速度约为（）

A.0.2gB.2.5gC.0.4gD.5g

19.2021年10月24日，“嫦娥五号〃在西昌卫星发射中心发射升空，并在8天后以“跳

跃式再入”方式成功返回地面.“跳跃式再入"值航天器在关闭发动机后进入大气层，依靠

大气升力再次冲出大气层，降低速度后在进入大气层，如下图，虚线为大气层的边界.地球

半径R,地心到d点距离r,地球外表重力加速度为g.以下说法正确的选项是()

A.“嫦娥五号”在b点处于完全失重状态

B.“嫦娥五号”在d点的加速度小于圆:

2

r

C.“嫦娥五号”在a点速率大于在c点的速率

D.“嫦娥五号”在c点速率大于在e点的速率

20.理论上己经证明：质量分布均匀的球壳对壳内物体的万有引力为零.现假设地球是一半

径为R、质量分布均匀的实心球体，0为球心，以。为原点建立坐标轴Ox,如下图.一个质

量一定的小物体〔假设它能够在地球内部移动)在x轴上各位置受到的引力大小用F表示，

那么选项图所示的四个F随x的变化关系图正确的选项是()

D.(9RX

21.假设地球是一半径为R、质量分布均匀的球体.质量分布均匀的球壳对壳内物体的引力

为零，不考虑地球自转的影响，距离地球球心为r处的重力加速度大小可能为如以下图象中

的哪一个()

22.如图，地球半径为R,A为地球赤道外表上一点，B为距地球外表高度等于R的一颗卫

星，其轨道与赤道在同一平面内，运行方向与地球自转方向相同，运动周期为T,C为同步

卫星，离地高度大约为5.6R,地球的自转周期为T。，以下说法正确的选项是()

T

A.卫星B的周期T等于一L

3.3

B.地面上A处的观察者能够连续观测卫星B的时间为工

3

T

C.卫星B一昼夜经过A的正上方的次数为—2-

TO-T

D.B、C两颗卫星连续两次相距最近的时间间隔为—T°—T

T0-T

23.2021年8月16日1时40分，我国在酒泉卫星发射中心成功将世界首颗量子卫星”墨

子号”发射升空，在距离地面高度为h的轨道上运行.设火箭点火后在时间t内竖直向上匀

加速飞行，匀加速过程的末速度为v,这一过程对应的质量为m,认为“墨子号”最终在轨

道上做匀速圆周运动，地球的半径为R,地球外表的重力加速度为g,引力常量为G,忽略

时间t内火箭的质量变化，不考虑空气阻力的影响，以下说法不正确的选项是()

A.“墨子号”在最终轨道上绕地球运行的周期为2兀(?+h)J国

B.火箭竖直向上匀加速飞行的过程中克服重力做功的平均功率为Lgv

2

C.地球的平均密度为3_

4兀GR

D.火箭竖直向上匀加速过程中的推力为叱

t

24.宇宙飞船以周期为T绕地球做圆周运动时，由于地球遮挡阳光，会经历“日全食”过程,

如下图.地球的半径为R,地球质量为M,引力常量为G,地球自转周期为几.太阳光可看

作平行光，宇航员在A点测出的张角为a,那么()

A.飞船绕地球运动的线速度为,2兀+-

Tcos-^-

B.一天内飞船经历“日全食”的次数为工

To

aT

C.飞船每次“日全食”过程的时间为——1

2兀

D.飞船周期为I—

.aa

sirr^-UGMsin-^-

25.“行星冲日〃是指当地球恰好运行到某地外行星和太阳之间且三者排成一条直线的天文

现象.2021年4月9日发生了火星冲日的现象.火星和地球绕太阳公转的方向相同，轨迹

都可近似为圆，公转轨道半径为地球的1.5倍，以下说法正确的选项是()

A.火星的公转周期比地球大

B.火星的运行速度比地球大

C.每年都会出现火星冲日现象

D.2021年一定会出现火星冲日现象

二.多项选择题(共14小题)

26.在中国人民抗战胜利70周年阅兵式上首次展示的东风21D中程反舰弹道导弹，是中国

专门为应对航母威胁而研制的打击海上移动目标的导弹，号称“航母杀手”，在技术和国家

平安战略上具有重要影响.如图为东风21D发射攻击示意图，导弹从A点发射，弹头脱离运

载火箭后，在地球引力作用下，沿椭圆轨道飞行，击中海上移动目标B,C为椭圆的远地点，

距地面高度为H.地球半径为R,地球外表重力加速度g,设弹头在C点的速度为v,加速度

为a,那么()

A.v=R/§B.a=.gR2C.v<RJ§D.a<—_

VR+H(R+H)2VR+H(R+H)2

27.宇航员站在星球外表上某高处，沿水平方向抛出一小球，经过时间t小球落回星球外表,

测得抛出点和落地点之间的距离为L.假设抛出时的速度增大为原来的2倍，那么抛出点到

落地点之间的距离为我L.两落地点在同一水平面上，该星球半径为R,假设引力常量G,

那么可能求出()

A.抛出点的高度B.该星球外表的重力加速度

C.小球的质量D.该星球的质量

28.如下图，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9,以下说法

正确的选项是()

A.轨道半径越大，周期越长

B.轨道半径越大，速度越大

C.假设测得周期和张角，可得到星球的平均密度

D.假设测得周期和轨道半径，可得到星球的平均密度

29.我国的“天链一号”星是地球同步轨道卫星，可为载人航天器及中低轨道卫星提供数据

通讯.如图为“天链一号“星a、赤道平面内的低轨道卫星b、地球的位置关系示意图，0

为地心，地球相对卫星a、b的张角分别为弧和02(口图中未标出)，卫星a的轨道半径

是b的4倍.卫星a、b绕地球同向运行，卫星a的周期为T,在运行过程中由于地球的遮

挡，卫星b会进入与卫星a通讯的盲区.卫星间的通讯信号视为沿直线传播，信号传输时间

可忽略.以下分析正确的选项是()

A.张角。］和92满足sin02=4sin91

B.卫星b星的周期为工

8

g+8

C.卫星b每次在盲区运行的时间为—1——2T

14H

g+8

D.卫星b每次在盲区运行的时间为一1——2r

16兀

30.如下图，卫星P绕地球做匀速圆周运动，卫星轨道平面与地球赤道平面在同一平面内，

地球相对卫星P的张角为9,假设3颗卫星P在同一轨道适当位置，信号可以覆盖地球的

全部赤道外表，以下说法正确的选项是()

A.张角0>60°

B.张角。越大，卫星运行的线速度越大

C.张角0越大，每颗卫星的信号覆盖地球的外表积越大

D.假设地球半径为R,那么卫星离地面的高度为R(—1--1)

sirrT

31.北斗导航系统又被称为“双星定位系统”，具有导航、定位等功能.“北斗”系统中两

颗工作卫星均绕地心0做匀速圆周运动，轨道半径为r,某时刻两颗工作卫星分别位于轨道

上的A、B两位置(如下图).假设卫星均按顺时针运行，地球外表处的重力加速度为g,地

球半径为R.不计卫星间的相互作用力，那么以下判断中正确的选项是()

A.这两颗卫星的加速度大小相等，均为隹

r

B.卫星1由位置A运动到位置B的过程中万有引力做功为零

C.卫星1由位置A运动到位置B所需的时间为上工、区

3RVg

D.卫星1中质量为m的物体动能为Lmgr

2

32.该试题已被管理员删除

33.我国连续发射了多颗“北斗一号”导航定位卫星.预示着我国通讯技术的不断提高.该

卫星处于地球的同步轨道，假设卫星质量为m,离地高度为h.地球半径为R,地面附近重

力加速度为g,那么以下不正确的选项是()

A.该卫星运行周期为24h

B.该卫星的居处的重力加速度是(工_)%

R+h

2_

c.该卫星周期与近地卫星周期之比是(i+A)7

R

D.该卫星运动动能是mgR、

2（R+h）

34.假设第一宇宙速度为v,地球外表的重力加速度为g,地球自转的周期为T,地球同步

卫星的轨道半径为地球半径的n倍.那么以下说法正确的选项是（）

A.地球同步卫星的加速度大小为1g

n

B.地球近地卫星的周期为工r

n

C.地球同步卫星的运行速度为

Vn

D.地球赤道上的物体随地球自转的线速度大小为」

nVn

35.太空中存在一些离其它恒星很远的、由三颗星组成的三星系统，可忽略其它星体对它们

的引力作用.已观测到稳定的三星系统存在两种根本的构成形式：一种是直线三星系统•

三颗星始终在一条直线上；另一种是三角形三星系统——三颗星位于等边三角形的三个顶点

上.某直线三星系统A每颗星体的质量均为m,相邻两颗星中心间的距离都为R；某三角形

三星系统B的每颗星体的质量恰好也均为m,且三星系统A外侧的两颗星作匀速圆周运动

的周期和三星系统B每颗星作匀速圆周运动的周期相等.引力常量为G,那么（）

A.三星系统A外侧两颗星运动的线速度大小为丫=幅

B.三星系统A外侧两颗星运动的角速度大小为3=上画

2RVR

C.三星系统B的运动周期为T=4n

D.三星系统B任意两颗星体中心间的距离为L=3^.R

36.2021年12月2日1时30分，嫦娥三号探测器由长征三号乙运载火箭从西昌卫星发射

中心发射，首次实现月球软着陆和月面巡视勘察.嫦娥三号的飞行轨道示意图如下图.假设

嫦娥三号在环月段圆轨道和椭圆轨道上运动时，只受到月球的万有引力，那么（）

A.假设嫦娥三号环月段圆轨道的半径、运动周期和引力常量，那么可算出月球的密度

B.嫦娥三号由环月段圆轨道变轨进入环月段椭圆轨道时，应让发动机点火使其减速

C.嫦娥三号在环月段椭圆轨道上P点的速度大于Q点的速度

D.嫦娥三号在动力下降阶段，其引力势能减小

37.发射地球同步卫星要经过三个阶段：先将卫星发射至近地圆轨道1,然后使其沿椭圆

轨道2运行，最后将卫星送入同步圆轨道3.轨道1、2相切于Q点，轨道2、3相切于P点,

如下图.当卫星分别在1、2、3轨道上正常运行时，以下说法正确的选项是（）

A.卫星在轨道1上经过Q点时的加速度等于它在轨道2上经过Q点时的加速度

B.卫星在轨道1上经过Q点时的速度等于它在轨道2上经过Q点时的速度

C.卫星在轨道3上的速度大于它在轨道1上的速度

D.卫星在轨道3上的周期大于它在轨道1上的周期

38.如图，我国发射了一颗地球资源探测卫星，发射时，先将卫星发射至距离地面50km的

近地圆轨道1上，然后变轨到近地点距离地面50km、远地点距离地面1500km的椭圆轨道2

上，最后由轨道2进入半径为7900km的圆轨道3,轨道1、2相切于P点，轨道2、3相切

于Q点.忽略空气阻力和卫星质量的变化，那么以下说法正确的选项是()

A.该卫星在轨道2上经过P点的加速度大于在轨道1上经过P点的加速度

B.该卫星在轨道2上从P点向Q点运动的过程中速度减小，机械能守恒

C.该卫星在轨道2上经过Q点的运行速度等于在轨道3上经过Q点的运行速度

D.该卫星在轨道2上运行周期小于在轨道3上的运行周期，且由轨道2变轨道3需要在Q

处点火加速

39.Pi、P2为相距遥远的两颗行星，距各自外表相同高度处各有一颗卫星Si、Sz做匀速圆周

运动，图中纵坐标表示行星对周围空间各处物体的引力产生的加速度a,横坐标表示物体到

行星中心的距离r的平方，两条曲线分别表示R、P?周围的a与1的反比关系，它们左端点

横坐标相同，那么()

A.Pi的平均密度比P2的大B.Pi的第一宇宙速度比P2的小

C.Si的公转周期比Sz的大D.Si的向心加速度比Sz的大

三.解答题(共1小题)

40.由三颗星体构成的系统，忽略其它星体对它们的作用，存在着一种运动形式：三颗星体

在相互之间的万有引力作用下，分别位于等边三角形的三个顶点上，绕某一共同的圆心0

在三角形所在的平面内做相同角速度的圆周运动〔图示为A、B、C三颗星体质量不相同时的

一般情况).假设A星体质量为2m,B、C两星体的质量均为m,三角形的边长为a,求：

(1)A星体所受合力大小FA;

(2)B星体所受合力大小FB；

(3)C星体的轨道半径R；

(4)三星体做圆周运动的周期T.

天体

参考答案与试题解析

一.选择题（共25小题）

1.把太阳系各行星的运动近似看作匀速圆周运动，那么离太阳越近的行星（）

A.周期越小B.线速度越小C.角速度越小D.加速度越小

【解答】解：设太阳的质量为.M,行星的质量为m,轨道半径为r。

行星绕太阳做圆周运动，万有引力提供向心力，那么由牛顿第二定律得：

2

G^SL=m^—,G-^-=mw'r,G^^=ma,

222

rr1rr

可知，行星离太远越近，轨道半径r越小，那么周期T越小，线速度、角速度、向心加速度

越大，故BCD错误；

应选：A,

2.火星是人类非常感兴趣的太阳系行星，假设地球和火星都绕太阳做匀速圆周运动，地球

到太阳的距离小于火星到太阳的距离，那么（）

A.地球公转周期大于火星的周期公转

B.地球公转的线速度小于火星公转的线速度

C.地球公转的加速度小于火星公转的加速度

D.地球公转的角速度大于火星公转的角速度

【解答】解：行星公转时，由太阳的万有引力提供圆周运动的向心力，有

22

GM2.=m4Hr=mv_=ma=mro2_式中M是太阳的质量，„,、r分别是行星的质量和轨道半径。

22

rT

V=J更，加速度2=当，3

得行星的公转周期T=2”线速度

知地球公转半径比火星的小，故地球的公转周期小于火星的公转周期,

故A错误;

B、行星公转线速度v=J@L,因为地球公转半径小，故地球公转的线速度大于火星公转的线

速度，故B错误：

C、行星公转加速度a二笔，因为地球公转半径小，故地球公转的加速度大于火星公转的加

速度，故c错误；

D、行星公转角速度3=楞L因为地球公转半径小，故地球公转的角速度大于火星公转的

角速度，故D正确；

应选:Do

3.设地球自转周期为T,质量为M,引力常量为G,假设地球可视为质量均匀分布的球体，

半径为R.同一物体在南极和赤道水平面上静止时所受到的支持力之比为（）

GMT2GMT2

GMT2-4K2R3GMT2+4K2R3

C.GMT2-4兀2R3D.GMT2+4兀2R3

GMT2GMT2

2

【解答】解：在赤道上：G号FN可得中M年①

在南极：G*=F；②

FN_GMT?

由①②式可得:

FNGMT2-4K2R3

应选：A。

4.“探路者”号宇宙飞船在宇宙深处飞行的过程中，发现A、B两颗均匀球形天体，两天体

各有一颗靠近其外表飞行的卫星，测得两颗卫星的周期相等，以下判断正确的选项是（）

A.天体A、B的质量一定不相等

B.天体A、B的密度一定相等

C.两颗卫星的线速度一定相等

D.天体A、B外表的重力加速度之比等于它们的半径反比

【解答】解：

A、设A、B中任决意球形天体的半径为R,质量为M,卫星的质量为m,周期为T.那么由题

意，卫星靠近天体外表飞行，卫星的轨道半径约等于天体的半径，那么有

G典m好2段得M=\冗2R：,1相等，R不一定相等，所以天体A、B的质量不一定

R2T2GT2

相等。故A错误。

B、天体的密度为-,联立得到P=12L,可见，p与天体的半径无关，由于

'VATIR3GT2

3

两颗卫星的周期相等，那么天体A、B的密度一定相等。故B正确。

C、卫星的线速度为V=22LK,T相等，而R不一定相等，线速度不一定相等。故C错误。

T

2

D、天体A、B外表的重力加速度等于卫星的向心加速度，即g=a=4兀R,可见天体A、B

T2

外表的重力加速度之比等于它们的半径正比。故D错误。

应选:Bo

5.为了测量某行星的质量和半径，宇航员记录了登陆舱在该行星外表做圆周运动的周期T,

登陆舱在行星外表着陆后，用弹簧称称量一个质量为m的祛码读数为N.引力常量为G.那

么以下计算中正确的选项是（）

A.在该行星的第一宇宙速度为」n_

2兀ID

B.该行星的密度为一%

7TT2

C.该行星的质量为」3T4

16兀。3

99

D.该行星的半径为-NI

ID

【解答】解：CD、登陆舱在该行星外表做圆周运动，万有引力提供向心力，故：

粤二每尺①

在星球外表，用弹簧称称量一个质量为m的祛码读数为N,故：

N=GMm②

R2

联立解得：

M.N3T4

.vl--------------------

16兀4Gm3

4K2m

故C错误，D错误；

A、第一宇宙速度是星球外表轨道卫星的环绕速度，故:

故A正确;

包4

p=M_16兀4Gm3_3兀

B、行星的密度:

K322

4R4rNT「GT

3T71(----

154兀m

故B错误;

应选：A,

6.2021年我国相继完成“神十”与"天宫”对接，"嫦娥"携"玉兔”落月两大航天工程,

某航天爱好者提出“玉兔”回家的设想：如图，将携带“玉兔”的返回系统由月球外表发射

到h高度的轨道上，与在该轨道绕月球做圆周运动的飞船对接，然后由飞船送“玉兔”返回

地球，设“玉兔”质量为m,月球半径为R,月面的重力加速度为g,i.以月面为零势能面,

“玉兔”在h高度的引力势能可表示为£尸磔工，其中G为引力常量，M为月球质量，假

R(R+h)

设忽略月球的自转，从开始发射到对接完成需要对“玉兔”做的功为()

mgBRmg月R

A.―(h+2R)B.(h+扬)

R+hR+h

C需喈R)mgARI

D.—(h+^R)

R+h2

【解答】解：根据万有引力提供向心力，得:

2

G———----=m——

(R+h)2R+h

在月球外表上，由重力等于万有引力，那么得：G™IL_=m,g月

R2

2

即有：GM=gflR5

“玉兔”绕月球做圆周运动的动能为：Ek-linv2

联十以1一个解彳舁mg月R2

联”以上二式解得：Ek=——-——

2(R+h)

2

mg月Rhmg月Rh

"玉兔”在h高度的引力势能为：E广犁驾■

R(R+h)R(R+h)-R+h

R

根据功能关系得:从开始发射到对接完成需要对“玉兔”做的功为：W=E.+Ek=mg号■射+LR)

R+h2

应选:Do

7.长期以来“卡戎星”被认为是冥王星唯一的卫星，它的公转轨道半径n-XIO'km,公转

周期『七6天.2006年3月，天文学家新发现两颗冥王星的小卫星，其中一颗的公转轨道半

径rz^XlO'km,取(2.4)万Q3.7,那么它的公转周期T?最接近于()

A.11天B.23天C.35天D.83天

33

【解答】解：据开普勒第三定律得：得：

TjT/

T2=J(11)3XT2=/(g.8义！3X6%3.7x6=22.2天，故ACD错误，B正确。

Vrl1V2.0X104

应选:Bo

8.地球同步卫星的轨道半径约为地球半径的6.6倍.一飞行器绕地球做匀逮圆周运动的周

期为3小时.假设地球半径为R,那么该飞行器绕地心飞行的轨道半径最接近()

【解答】解：将开普勒第三定律用到地球系统，所有的卫星的轨道半径的三次方与公转周期

的平方的比值都相等，故：

解得：R同寸(qJX6.6R七

应选：B。

9.神舟八号飞船绕地球做匀速圆周运动时，飞行轨道在地球外表的投影如下图，图中标明

了飞船相继飞临赤道上空所对应的地面的经度.设神舟八号飞船绕地球飞行的轨道半径为

n,地球同步卫星飞行轨道半径为n.那么「,等于()

A.1：24B.1：156C.1：256D.1：210

【解答】解：从图象中可以看出，飞船每转动一圈，地球自转22.5°,故飞船的周期为:

i.

TI=2Z55h

360

同步卫星的周期为24h；

卫星周期公式：T=2

31

故手(铲力一菽1

应选:Co

10.研究说明，地球自转在逐渐变慢，自转周期逐渐变大，3亿年前地球自转的周期约为22

小时.假设这种趋势会持续下去，地球的其他条件都不变，未来人类发射的地球同步卫星与

现在的相比（）

A.距地面的高度变大B.向心加速度变大

C.线速度变大D.角速度变大

【解答】解：设同步卫星的质量为m,轨道半径为r,地球的质量为M,那么有:

「mM4兀2rv22

G21!!!L=ni-----=m——=mwr=ma向

r2T21r

得周期为：T=2线速度为:那么角速度为:向心加速度a向=与史

r2

由题意知，现在同步卫星的周期变大，那么知，其轨道半径r增大，那么线速度v减小，角

速度3减小，向心加速度减小，故A正确，B错误，C错误，D错误。

应选：Ao

11.马航客机失联牵动全世界人的心，现初步确定失事地点位于南纬31°52'东经

115。52'的澳大利亚西南城市珀斯附近的海域，有一颗绕地球做匀速圆周运动的卫星，每

天上午同一时刻在该区域的正上方海面照像，那么（）

A.该卫星轨道平面可能与地球某一纬线圈共面

B.该卫星一定是地球同步卫星

D.地球自转周期一定是该卫星运行周期的整数倍

【解答】解：A、卫星绕地球做匀速圆周运动，万有引力提供圆周运动向心力，故地心必在

轨道平面内，不可能与地球某一纬线圈共面，故A错误；

B、地球同步卫星一定在赤道上空，故B错误；

C、该卫星速度一定小于7.9km/s,故C错误：

D、由于卫星每天上午同一时刻在该区域的正上方海面照像，故知地球自转一周，那么该卫

星绕地球做圆周运动N周，即地球自转周期一定是该卫星运行周期的整数倍，故D正确；

应选：Do

12.据新华社北京11月1日电（记者张辛欣）1日，探月工程三期再入返回飞行试验任务

的返回器经历了数天的太空之旅后平安回家，标志着探月工程全面转入无人自主采样返回新

阶段.中国探月工程以无人探测为主，分三个实施阶段："绕”"落""回"三步走.2007

年10月24日，嫦娥一号卫星由长征三号甲运载火箭在西昌卫星发射中心成功发射升空.2021

年12月2日，嫦娥三号在西昌卫星发射中心发射，2021年12月14日，嫦娥三号成功着陆

月球.设探月卫星可贴近月球外表运动且轨道是圆形的，地球半径约是月球半径的4倍，地

球质量约是月球质量的81倍，地球近地卫星的周期约为84min,地球外表重力加速度g取

10m/s2,那么（）

A.绕月球外表做匀速圆周运动的探月卫星，其运动周期约是80min

D.绕月球外表做匀速圆周运动的探月卫星，其向心加速度约是碗/1

【解答】解：在星球外表重力与有引力相等，据此有：G粤=mg可得重力加速度g=粤，所

R2R2

门1„

GQY』[A

以月球外表的重力加速度为：gy—若g

J281

A、近地卫星的周期T=军区=2兀业,故月球的近月卫星周期为：

VgRVg

T，=2H4T=94.5min，故A错误;

o

B、根据自由落体规律有落地时间为：t=,-s=4.5s，故B正确;

C、月球外表的发射速度为：v■1-R=^-X7.9kin/s=l.TGRro/s,故

C错误；

D、绕月球外表匀速圆周运动的探月卫星其向心加速度等于月球外表的重力加速度即为：

a=-^-g=l.98in/s2）故D错误。

O1

应选：Bo

13.中国航天局秘书长田玉龙2021年3月6日证实，将在2021年年底发射高分四号卫星，

这是中国首颗地球同步轨道高时间分辨率对地观测卫星.如下图，A是静止在赤道上随地球

自转的物体；B、C是同在赤道平面内的两颗人造卫星，B位于离地高度等于地球半径的圆形

轨道上，C是高分四号卫星.那么以下关系正确的选项是（）

A.物体A随地球自转的角速度大于卫星B的角速度

B.卫星B的线速度大于卫星C的线速度

C.物体A随地球自转的加速度大于卫星C的加速度

D.物体A随地球自转的周期大于卫星C的周期

【解答】解：A、地球赤道上的物体与同步卫星具有相同的角速度，所以3产3「

根据万有引力提供向心力

2

GMm、24打2

^^■=013r=m---------r=ma=m-v-

r2T丁21广

3=楞，

所以卫星B的角速度大于卫星C角速度，所以物体A随地球自转的角速度小于卫

星B的角速度，故A错误；

B、v=怦,所以卫星B的线速度大于卫星C的线速度，故B正确；

C、根据a=3、，物体A随地球自转的加速度小于卫星C的加速度，故C错误；

D、地球赤道上的物体与同步卫星C有相同的角速度，所以物体A随地球自转的周期等于卫

星C的周期，故D错误；

应选：B。

14.太阳系各行星几乎在同一平面内沿同一方向绕太阳做圆周运动.当地球恰好运行到某地

外行星和太阳之间，且三者几乎排成一条直线的现象，天文学称为“行星冲日”.据报道，

2021年各行星冲日时间分别是：1月6日木星冲日；4月9日火星冲日；5月11日土星冲日；

8月29日海王星冲日：10月8日天王星冲日.地球及各地外行星绕太阳运动的轨道半径如

下表所示，那么以下判断正确的选项是()

地球火星木星土星天王星海王星

轨道半径(AU)1930

A.各地外行星每年都会出现冲日现象

B.在2021年内一定会出现火星冲日

C.天王星相邻两次冲日的时间间隔为土星的一半

D.地外行星中，海王星相邻两次冲日的时间间隔最短

【解答】解：根据开普勒第三定律，有：咚=?；

TT脑

解得4碍丁地；

故T53=L84年；T05.2?年=11.86年；T土=,9.53年=29.28年；T天

=而不年=82-82年；丁^^年=164.32年；

如果两次行星冲日时间间隔为t年，那么地球多转动一周，有：

2n=(.2兀12几)t

T地