高中物理天体运动真题

1A.1:5B.1:4C.1:1D.土星运行的角速度大小比火星的大A.周期B.角速度C.线速度D.向心加速度体为质量均匀分布的球体，万有引力常量为6.67×10-11N·m2/kg2.以周期T稳定自转的星体的密度最小值约为A.5×104kg/m3B.5×101zkg/m3C.5×1015kg/m3D.5×1018kg/m35.为了探测引力波，“天琴打算”估量放射地球卫星P,其轨道半径约为地球半径的16倍；另一地球卫星Q的轨道半径约为地球半径的4倍。P与Q的周期之比约为()A.2:1B.4:16.假设想检验“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，在月地距离约为地球半径60倍的状况下，A.地球吸引月球的力约为地球吸引苹果的力的B.月球公转的加速度约为苹果落向地面加速度的C.自由落体在月球外表的加速度约为地球外表D.苹果在月球外表受到的引力约为在地球外表的A.质量之积B.质量之和C.速率之和D.各自的自转角速度8.利用引力常量G和以下某一组数据，不能计算出地球质量的是〔〕A.地球的半径及地球外表四周的重力加速度〔不考虑地球自转的影响〕B.人造卫星在地面四周绕地球做圆周运动的速度及周期C.月球绕地球做圆周运动的周期及月球与地球间的距离D.地球绕太阳做圆周运动的周期及地球与太阳间的距离9.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。假设在月球和地球外表同样高度处，以一样的月A.9:4B.6:1C.3:2210.2023年4月，我国成功放射的天舟一号货运飞船与天宫二号空间试验室完成了首次交会对接，对接形成的组合体仍沿天宫二号原来的轨道〔可视为圆轨道〕运行.与天宫二号单独运行相比，组合体运行的()A.角速度小于地球自转角速度B.线速度小于第一宇宙速度C.周期小于地球自转周期D.向心加速度小于地面的重力加速度A.使飞船与空间试验室在同一轨道上运行，然后飞船加速追上空间试验室实现对接B.使飞船与空间试验室在同一轨道上运行，然后空间试验室减速等待飞船实现对接C.飞船先在比空间试验室半径小的轨道上加速，加速后飞船渐渐靠近空间试验室，两者速度接近时实现对接D.飞船先在比空间试验室半径小的轨道上减速，减速后飞船渐渐靠近空间试验室，两者速度接近时实现对接13.利用三颗位置适当的地球同步卫星，可使地球赤道上任意两点之间保持无线电通讯，目前地球同步卫星的轨道半径为地球半径的6.6倍，假设地球的自转周期变小，假设仍仅用三颗同步卫星来实现上述目的，则地球自转周期的最小值约为〔〕A.1h14.国务院批复，自2023年起将4月24日设立为“中国航天日”。1970年4月24日我国首次成功放射的人造卫星东方红一号，目前照旧在椭圆轨道上运行，其轨道近地点高度约为440km,远地点高度约为2060km;1984年4月8日成功放射的东方红二号卫星运行在赤道上空35786km的地球同步轨道上。设东方红一号在远地点的加速度为a₁,东方红二号的加速度为a₂,固定在地球赤道上的物体随地球自转的加速度为a₃,则a₁a₂a的大小关系为()A.a₂>a₁>a₃B.a₃>a₂系式正确的有〔〕A·TA>TN转移轨道SS17.如图，拉格朗日点L₁位于地球和月球连线上，处在该点的物体在地a2分别表示该空间站和月球向心加速度的大小，a3表示地球同步卫星向心加速度的大小。以下推断正确的选项是()A.a₂>a₃>a₁B.a₂>a₁>a₃C.a₃>a₁>a₂D.a₃>a318.如以下图，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θ,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19.如以下图，三颗质量均为m的地球同步卫星等间隔分布在半径为r的圆轨道上，设地球质量为M,半径为R.以下说法正确的选项是〔〕A.地球对一颗卫星的引力大小为GMmB.一颗卫星对地球的引力小于C.两颗卫星之间的引力大小D.三颗卫星对地球引力的合力大小20.迄今觉察的二百余颗太阳系外行星大多不适宜人类居住，绕恒星“Gliese581”运行的行星“G1-581c”却很值得我们期量是太阳质量的0.31倍.设该行星与地球均视为质量分布均匀的球体，绕其中心天体做匀速圆周运动，则()A.在该行星和地球上放射卫星的第一宇宙速度一样B.假设人到了该行星，其体重是地球上的2C.该行星与“Gliese581”的距离是日地距离的D.由于该行星公转速率比地球大，地球上的米尺假设被带上该行星，其长度确定会变短21.“北斗”卫星导航定位系统由地球静止轨道卫星(同步卫星)、中轨道卫星和倾斜同步卫星组成。地球静止轨道卫星和中轨道卫星都在圆轨道上运行，它们距地面的高度分别约为地球半径的6倍和3.4倍，以下说法中正确的选项是A.静止轨道卫星的周期约为中轨道卫星的2倍B.静止轨道卫星的线速度大小约为中轨道卫星的2倍C.静止轨道卫星的角速度大小约为中轨道卫星D.静止轨道卫星的向心加速度大小约为中轨道卫星的22.a是地球赤道上一栋建筑，b是在赤道平面内作匀速圆周运动、距地面9.6×106m的卫星，c是地球同步卫星，某一时刻bc刚好位于的正上方(如图甲所示),经48h,a、b、c的大致位置是图乙中的(取地球半径R=6.4×106m,地球外表重力加速度g=10m/s2)π=10))B23.宇宙飞船以周期为T绕地球作圆周运动时，由于地球遮挡阳光，会经受“日全食”过程，如以下图。地球的4半径为R,地球质量为M,引力常量为G,地球自转周期为T₀.太阳光可看作平行光，宇航员在A点测出的张角A.飞船绕地球运动的线速度D.飞船周期为设想：如图，将携带“玉兔”的返回系统由月球外表放射到h高度的轨道上，与在该轨道绕月球做圆周运动的飞船对转，从开头放射到对接完成需要对“玉兔”做的功为()A.R,月面的重力加速度为g月.以月面为零势为引力常量，M为月球质量，假设无视月球的24.石墨烯是近些年觉察的一种材料，其超高强度及超强导电、导热等非凡的物理化学性质有望使21世纪的世界发生革命性变化，其觉察者由此获得2023年诺贝尔物理学奖.用石墨烯制作超级缆绳，人类搭建“太空电梯”的梦乡有望在本世纪实现.科学家们设想，通过地球同步轨道站向地面垂下一条缆绳至赤道基站，电梯沿着这条缆绳运行，实现外太空和地球之间便捷的物资交换.(1)假设“太空电梯”将货物从赤道基站运到距地面高度为h的同步轨道站，求轨道站内质量为m的货物相对地心运动的动能.设地球自转角速度为w,地球半径为R.(2)当电梯仓停在距地面高度h₂=4R的站点时，求仓内质量m₂=50kg的人对水平地板的压力大小.取地面四周重力加速度g=10m/s2,地球自转角速度w=7.3×10-srad/s,地球半径R=6.4×103km.25.万有引力定律提示了天体运动规律与地上物体运动规律具有内在的全都性.5(1)用弹簧秤称量一个相对于地球静止的小物体的重量，随称量位置的变化可能会有不同的结果.地球质量为M,自转周期为T,万有引力常量为G.将地球视为半径为R、质量均匀分布的球体，不考虑空气的影响.设在地球北极地面称量时，弹簧秤的读数是F₀算结果保存两位有效数字);b.假设在赤道地面称量，弹簧秤读数为F₂,求比的表达式.值(2)设想地球绕太阳公转的圆周轨道半径为r、太阳的半径为R,和地球的半径R三者均减小为现在的1.0%,而太阳和地球的密度均匀且不变.仅考虑太阳和地球之间的相互作用，以现实地球的1年为标准，计算“设想地球”的一年将变为多长?26.如以下图为“嫦娥三号”探测器在月球上着陆最终阶段的示意图，首先在发动机作用下，探测器受到推力在距月面高度为h₁处悬停〔速度为0,h,远小于月球半径〕,接着推力转变，探测器开头竖直下降，到达距月面高度为h₂处的速度为v,此后发动机关闭，探测器仅受重力下落至月面.探测器总质量为m(不包括燃料),地球和月球的半径比为k₁,球的半径比为k₁,质量比为k₂,地球外表四周的重力加速度为g,求：(1)月球外表四周的重力加速度大小及探测器刚接触月球时的速度大小；(2)从开头竖直下降到接触月面时，探测器机械能的变化.悬停k发电机v227.如以下图，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点做匀速圆周运动，星球A和B两者中心之间的距离为L.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，假设无视其它星球的影响，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的周期记为T.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记为₂T.地球和月球的质量分别为5.98×1024kg和7.35×1022kg.求T₂与T₁两者平方之比。〔结果保存3位小数〕28.卡文迪许利用如以下图的扭秤试验装置测量了引力常量G。〔1〕(多项选择题)为了测量石英丝极微小的扭转角，该试验装置中实行使“微小量放大”的主要措施是(A)减小石英丝的直径(B)增大T型架横梁的长度(C)利用平面镜对光线的反射(D)增大刻度尺与平面镜的距离〔2〕T型架水平横梁长度为1,质量分别为m和m'的球，位于同一水平面内，当横梁处于力矩平衡状态时，测得m、m’连线长度为r,且与水平横梁垂直，同时测得石英丝的扭转角度为θ,由此得到扭转力矩kθ〔k为扭转系数且〕,则引力常量的表达式G=o29.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贮存有石油，假定区域四周岩石均匀分布，密度为p;石油密度远小于p,可将上述球形区域视为空腔。假设没有这一空腔，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状况有微小偏离。重力加速度在原竖直方向(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点四周重力加速度反常现象。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)假设在水平地面上半径L的范围内觉察：重力加速度反常值在8与kδ(k>1)之间变化，且重力加速度反常的最大值消灭在半径为L的范围的中心，假设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。30.2023年12月，天文学家们通过观测的数据确认了银河系中心的黑洞“人马座A*”的质量与太阳质量的倍数关系.争论觉察，有一星体S₂绕人马座A*做椭圆运动，其轨道半长轴为9.50×102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.(2)黑洞的其次宇宙速度极大，处于黑洞外表的粒子即使以光速运动，其具有的动能也缺乏以抑制黑洞对它的引力束缚.由于引力的作用，黑洞外表处质量为m的粒子具有势能为E=-GMmR〔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.引力常量G=6.7×10-11N·m2/kg2,光速c=3.0×108m/s,太阳质量M=2.0×103okg,太阳半径R,=7.0×10sm,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R。与太阳半径R之比应小于多少〔结果按四舍五入保存整数〕.31.惊奇的黑洞是近代引力理论所预言的一种特别天体，探寻黑洞的方案之一是观测双星系统的运动规律.天文学家观测河外星系大麦哲伦云时，觉察了LMCX-3双星系统，它由可见星A和不行见的暗星B构成.将两星视为质点，不考虑其他天体的影响，A、B围绕两者连线上的O点做匀速圆周运动，它们之间的距离保持不变，〔如图〕所示.引力常量为G,由观测能够得到可见星A的速率v和运行周期T.(1)可见星A所受暗星B的引力FA可等效为位于O点处质量为m'的星体〔视为质点〕对它的引力，设A和B的(2)求暗星B的质量m2与可见星A的速率v、运行周期T和质量m1之间的关系式；运行周期T=4.7π×104s,质量m₁=6m,试通过估算来推断暗星B有可能是黑洞吗?〔G=6.67×10-1Nm2/kg2,32.一宇航员到达半径为R、密度均匀的某星球外表，做了如下试验：用不行伸长的轻67绳拴一质量为m的小球，上端固定于O点，如图甲所示，在最低点给小球某一初速度，使其绕0点的竖直面内做圆周运动，测得绳的拉力F大小随时间t的变化规律如图乙所示。F₁=4F₂,设R、m、引力常量G和F,为量，无视各种阻力。则以下说法正确的选项是〔〕A.该星球外表的重力加速度B.卫星绕该星球的第一宇宙速度C.星球的密度为甲乙D.小球过最高点的最小速度为033.科技日报北京2023年9月6日电，英国《自然·天文学》杂志发表的一篇论文称，某科学家在银河系中心四周的超过光速时，该天体就是黑洞。己知某天体与地球的质量之比为k。地球的半径为R,地球卫星的围绕速度〔即第一宇宙速度)为v,光速为c,则要使该天体成为黑洞，其半径应小于()34.2023年10月19日，我国放射的“神舟十一号”载人飞船与“天宫二号”空间试验室成功实现交会对接。随后，航天员景海鹏、陈冬先后进入“天宫二号”空间试验室，开启30天的太空生活，将