高三物理二轮复习专题专题21 天体运动 含解析(高考)

1、专题专题2121 天体运动天体运动 1 1 （20132013浙江省名校质检）英国新科学家杂志评选出了浙江省名校质检）英国新科学家杂志评选出了 度世界度世界8 8项科学之最，项科学之最， 在在XTEJ1650-500XTEJ1650-500双星系统中发现的最小黑洞位列其中，若某黑洞的半径双星系统中发现的最小黑洞位列其中，若某黑洞的半径R R约约45km45km， M Mc c2 2 质量质量M M和半径和半径R R的关系满足的关系满足（其中（其中c c为光速，为光速，G G为引力恒量）则该黑洞表面重为引力恒量）则该黑洞表面重 R R2 2G G 力加速度的数量力加速度的数量级为级为 A.10A

2、.108 8m/sm/s2 2B B101010 10m/sm/s2 2 C C101012 12m/sm/s2 2D D10101414m/sm/s2 2 2 2 20XX20XX 年年 2 2 月月 1616 日凌晨，日凌晨， 2012DA142012DA14 小行星与地球小行星与地球（20132013 山东省潍坊市模拟）山东省潍坊市模拟）“擦“擦 肩而过”肩而过” ，距离地球最近约，距离地球最近约 2.772.77 万公里据观测，它绕太阳公转的周期约为万公里据观测，它绕太阳公转的周期约为 366366 天，比地球的公转周期多天，比地球的公转周期多1 1 天假设小行星和地球绕太阳运行的轨道

3、均为圆轨道，天假设小行星和地球绕太阳运行的轨道均为圆轨道， 对应的轨道半径分别为对应的轨道半径分别为 R R1 1、R R2 2，线速度大小分别为，线速度大小分别为 v v1 1、v v2 2，以下关系式正确的是，以下关系式正确的是 R 1 33662 R 1 366 A.A. B. B. 3 R 2 3652R 2 365 C.C. v 1 365v365 D. D.1 3 v 2 366v 2 366 3 3 （20132013 山东省青岛市模拟）使物体脱离行星的引力束缚，不再绕该行星运行，山东省青岛市模拟）使物体脱离行星的引力束缚，不再绕该行星运行， 从行星表面发射所需的最小速度称为第二

4、宇宙速度，行星的第二宇宙速度从行星表面发射所需的最小速度称为第二宇宙速度，行星的第二宇宙速度 v v2 2与第与第 一宇宙速度一宇宙速度 v v1 1的关系是的关系是 2v v1 1已知某行星的半径为地球半径的三倍，已知某行星的半径为地球半径的三倍，即即r 3R， 1 它表面的重力加速度为地球表面重力加速度的它表面的重力加速度为地球表面重力加速度的不计其它行星的影响，已知地不计其它行星的影响，已知地 6 球的第一宇宙速度为球的第一宇宙速度为 8 km/s8 km/s，则该行星的第二宇宙速度为，则该行星的第二宇宙速度为 A A8 km/s8 km/sB B4 km/s4 km/s C C8 2k

5、m/skm/sD D4 2km/skm/s 4 4 （20XX20XX 年年 3 3 月江苏省苏北四星级高中联考）宇宙中月江苏省苏北四星级高中联考）宇宙中有相距较近，质量可以相比有相距较近，质量可以相比 的两颗星球，其它星球对它们的万有引力可以忽略不计。它们在相互之间的万有的两颗星球，其它星球对它们的万有引力可以忽略不计。它们在相互之间的万有 引力作用下，围绕连线上的某一固定点做同周期的匀速圆周运动。下列说法中正引力作用下，围绕连线上的某一固定点做同周期的匀速圆周运动。下列说法中正 确的是（确的是（） A A它们的速度大小与质量成正比它们的速度大小与质量成正比 B B它们的速度大小与轨道半径成

6、正比它们的速度大小与轨道半径成正比 C C它们的速度大小相等它们的速度大小相等 D D它们的向心加速度大小相等它们的向心加速度大小相等 5 5 （20132013 高考长春市三模）假设在宇宙中存在这样三个天体高考长春市三模）假设在宇宙中存在这样三个天体 A A、B B、C C，它们在一，它们在一 条直线上，天体条直线上，天体 A A 离天体离天体 B B 的高度为某值时，天体的高度为某值时，天体 A A 和天体和天体 B B 就会以相同的就会以相同的 角速度共同绕天体角速度共同绕天体C C运转运转, ,且天体且天体A A和天体和天体B B绕绕天体天体C C运动的轨道都是圆轨道，运动的轨道都是圆

7、轨道， 如图所示。以下说法正确的是如图所示。以下说法正确的是 A A天体天体 A A 做圆周运动的加速度小于天体做圆周运动的加速度小于天体 B B 做圆周运动的加速度做圆周运动的加速度 B B天体天体 A A 做圆周运动的速度小于天体做圆周运动的速度小于天体 B B 做圆周运动的速度做圆周运动的速度 C C天体天体 A A 做圆周运动的向心力大于天体做圆周运动的向心力大于天体 C C 对它的万有引力对它的万有引力 D D天体天体 A A 做圆周运动的向心力等于天体做圆周运动的向心力等于天体 C C 对它的万有引力对它的万有引力 6 6 （20132013 辽宁省沈阳名校质检）宇宙中两个相距较近

8、的星球可以看成双星，它们辽宁省沈阳名校质检）宇宙中两个相距较近的星球可以看成双星，它们 只在相互间的万有引力作用下，绕二球心连线上的某一固定点做周期相同的只在相互间的万有引力作用下，绕二球心连线上的某一固定点做周期相同的 匀速圆周运动。根据宇宙大爆炸理论匀速圆周运动。根据宇宙大爆炸理论, ,双星间的距离在不断缓慢增加，设双星双星间的距离在不断缓慢增加，设双星 仍做匀速圆周运动，则下列说法正确的是（仍做匀速圆周运动，则下列说法正确的是（） A A双星相互间的万有引力减小双星相互间的万有引力减小 B B双星做圆周运动的角速度增大双星做圆周运动的角速度增大 C C双星做圆周运动的周期减小双星做圆周运

9、动的周期减小 D D双星做圆周运动的半径增大双星做圆周运动的半径增大 7 7 （20132013 安徽省联考）如图所示，一颗行星和一颗彗星绕同一恒星的运安徽省联考）如图所示，一颗行星和一颗彗星绕同一恒星的运 行轨道分别为行轨道分别为 A A 和和 B B，A A 是半径为是半径为 r r 的圆轨道，的圆轨道， B B 为椭圆轨道，椭圆长轴为椭圆轨道，椭圆长轴 QQQQ为为 2r2r。P P 点为两轨点为两轨 道的交点，以下说法正确的是道的交点，以下说法正确的是 A A彗星和行星经过彗星和行星经过P P 点时受到的万有引力相等点时受到的万有引力相等 B B彗星和行星绕恒星运动的周期相同彗星和行星

10、绕恒星运动的周期相同 C C彗星和行星经过彗星和行星经过 P P 点时的速度相同点时的速度相同 D D彗星在彗星在 QQ处加速度为行星加速度的处加速度为行星加速度的 1 1/ /4 4 8 8 （20132013 江苏省名校质检）太阳系以外存在着许多恒星与行星组成的双星系统。江苏省名校质检）太阳系以外存在着许多恒星与行星组成的双星系统。 它们运行的原理可以理解为，质量为它们运行的原理可以理解为，质量为M M的恒星和质量为的恒星和质量为m m的行星（的行星（M M m m） ，在它们，在它们 之间的万有引力作用下有规则地运动着。如图所示，我们可认为行星在以某一定之间的万有引力作用下有规则地运动着

11、。如图所示，我们可认为行星在以某一定 点点C C为中心、半径为为中心、半径为a a的圆周上做匀速圆周运动（图中没有表示出恒星）的圆周上做匀速圆周运动（图中没有表示出恒星） 。设万有。设万有 引力常量为引力常量为G G，恒星和行星的大小可忽略不计，恒星和行星的大小可忽略不计，则下图中粗略反映恒星、则下图中粗略反映恒星、行星运动行星运动 的轨道和位置的是（的轨道和位置的是（） 9 9 （20132013 甘肃省张掖市一诊）为了探测甘肃省张掖市一诊）为了探测 X X 星球，某探测飞船先在以该星球中心为星球，某探测飞船先在以该星球中心为 圆心，高圆心，高度为度为 h h 的圆轨道上运动，随后飞船多次变

12、轨，最后围绕该星球做近表面的圆轨道上运动，随后飞船多次变轨，最后围绕该星球做近表面 圆周飞行，周期为圆周飞行，周期为 T T。引力常量。引力常量 G G 已知。则已知。则 A A变轨过程中必须向运动的反方向喷气变轨过程中必须向运动的反方向喷气 B B变轨后比变轨前相比，飞船的动能和机械能均增大变轨后比变轨前相比，飞船的动能和机械能均增大 C C可以确定该星球的质量可以确定该星球的质量 D D可以确定该可以确定该星球的密度星球的密度 1010 （20132013 江西省红色六校联考）一些星球由于某种原因而发生收缩，假设该江西省红色六校联考）一些星球由于某种原因而发生收缩，假设该 星球的直径缩小到

13、原来的四分之一，若收缩时质量不变，则与收缩前相比星球的直径缩小到原来的四分之一，若收缩时质量不变，则与收缩前相比 ( )( ) A A同一物体在星球表面受到的重力增大到原来的同一物体在星球表面受到的重力增大到原来的 4 4 倍倍 B B同一物体在星球表面受到的重力增大到原来的同一物体在星球表面受到的重力增大到原来的 2 2 倍倍 C C星球的第一宇宙速度增大到原来的星球的第一宇宙速度增大到原来的 4 4 倍倍 D D星球的第一宇宙速度增大到原来的星球的第一宇宙速度增大到原来的 2 2 倍倍 11.11. （20132013 江苏省常州市调研江苏省常州市调研 ）如果把水星和金星绕太阳的运动视为匀

14、速圆周运）如果把水星和金星绕太阳的运动视为匀速圆周运 动，从水星与金星在一条直线上开始计时，若天文学家测得在相同时间内水星转动，从水星与金星在一条直线上开始计时，若天文学家测得在相同时间内水星转 过的角度为过的角度为 1 1，金星转过的角度为，金星转过的角度为 2 2(1 1、 2 2均为锐角均为锐角) )，则由此条件可求得，则由此条件可求得( () ) A.A. 水星和金星的质量之比水星和金星的质量之比 B.B. 水星和金星的运动轨道半径之比水星和金星的运动轨道半径之比 C.C. 水星和金星受到太阳的引力之比水星和金星受到太阳的引力之比 D.D. 水星和金星的向心加速度大小之比水星和金星的向

15、心加速度大小之比 1212（20132013 重庆二模）关于地球和地球卫星的说法正确的是重庆二模）关于地球和地球卫星的说法正确的是 A.A.地球表面赤道上的物体随地球自转的向心加速度大小约为地球表面赤道上的物体随地球自转的向心加速度大小约为9.8m/s9.8m/s2 2 B.B.地球卫星的运行速度至少为地球卫星的运行速度至少为7.9km/s7.9km/s C.C.地球卫星的周期可以大于地球卫星的周期可以大于24h24h D.D.所有地球同步卫星的受地球引力大小相同所有地球同步卫星的受地球引力大小相同 1313 （20132013 浙江省杭州市二模）浙江省杭州市二模） 太阳系八大行星绕太阳运动的

16、轨道可粗略地认为是太阳系八大行星绕太阳运动的轨道可粗略地认为是 圆，各行星的半径、日星距离和质量如下表所示：圆，各行星的半径、日星距离和质量如下表所示： 则根据所学的知识可以判断以下说法中正确的是则根据所学的知识可以判断以下说法中正确的是 A A太阳系的八大行星中，海王星的圆周运动速率最大太阳系的八大行星中，海王星的圆周运动速率最大 B B太阳系的八大行星中，水星的圆周运动周期最大太阳系的八大行星中，水星的圆周运动周期最大 C C如果已知地球的公转周期为如果已知地球的公转周期为 1 1 年，万有引力常量年，万有引力常量 G=6.67G=6.671010-11-11NmNm2 2/kg/kg2

17、2， 再利用地球和太阳间的距离，则可以求出太阳的质量再利用地球和太阳间的距离，则可以求出太阳的质量 D D如果已知万有引力常量如果已知万有引力常量 G=6.67G=6.671010-11-11NmNm2 2/kg/kg2 2，并忽略地球的自转，利用，并忽略地球的自转，利用 地球的半径以及地球表面的重力加地球的半径以及地球表面的重力加 g=10m/sg=10m/s2 2，则可以求出太阳的质量，则可以求出太阳的质量 14. (201314. (2013 江西省吉安市一模江西省吉安市一模) )人类正在有计划地探索地球外其他星球，若宇宙空间人类正在有计划地探索地球外其他星球，若宇宙空间 某处有质量均匀

18、分布的实心球形天体，宇航员在星球上可完成以下工作；某处有质量均匀分布的实心球形天体，宇航员在星球上可完成以下工作；1 1、测得、测得 A A 物体质量。物体质量。2 2、测出离星球表面已知高度、测出离星球表面已知高度 h h 平抛物体落地时间平抛物体落地时间 t t。3 3、观测其卫星、观测其卫星 匀速圆周运动的周期匀速圆周运动的周期 T T。4 4、测出此卫星离球面高度、测出此卫星离球面高度 H H。5 5、用弹簧测力计测得、用弹簧测力计测得 A A 物体在该天体的极物体在该天体的极地比赤道上重地比赤道上重 P P, ,已知引力常量已知引力常量 G G。则下列有关推断正确的是。则下列有关推断

19、正确的是 A.A.由由 3 3、4 4 可推知星球质量可推知星球质量 B.B.由由 1 1、5 5 可推知星球同步卫星周期可推知星球同步卫星周期 C.C.由由 2 2、3 3、4 4 可推知星球的第一宇宙速度可推知星球的第一宇宙速度 D.D.由由 1 1、2 2、5 5 可推知该天体的密度可推知该天体的密度 15.15.（20132013 天津河西区模拟）天津河西区模拟） 神奇的黑洞是近代引力理论所预言的一种特殊天体，神奇的黑洞是近代引力理论所预言的一种特殊天体， 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

20、星系大麦哲 伦云时，发现了伦云时，发现了 LMCXLMCX3 3 双星系统，它由可见星双星系统，它由可见星 A A 和不可见的暗星和不可见的暗星 B B 构成。两星构成。两星 视为质点，视为质点， 不考虑其它天体的影响，不考虑其它天体的影响， A A、 B B 围绕两者连线上的围绕两者连线上的 O O 点做匀速圆周运动，点做匀速圆周运动， 它们之间的距离保持不变，如图所示。引力常量为它们之间的距离保持不变，如图所示。引力常量为 G G，由观测能够得到可见星，由观测能够得到可见星 A A 的速率的速率 v v 和运行周期和运行周期 T T。 （1 1）可见星可见星 A A 所受暗星所受暗星 B

21、B 的引力的引力 F FA A可等效为位于可等效为位于 O O 点处点处 质量为质量为 mm 的星体（视为质点）对它的引力，设的星体（视为质点）对它的引力，设 A A 和和 B B 的质量的质量 分别为分别为 mm1 1、mm2 2，试求，试求 mm 的表达式（用的表达式（用 mm1 1、mm2 2表示）表示） ； （2 2）求暗星）求暗星B B 的质量的质量 mm2 2与可见星与可见星 A A 的速率的速率 v v、运行周期、运行周期 T T 和质量和质量 mm1 1之间的关系式；之间的关系式； （3 3）恒星演化到末恒星演化到末期，期，如果其质如果其质 量大于太阳质量量大于太阳质量 mms s的的 2 2 倍，它将有可能成为黑洞。若可见星倍，它将有可能成为黑洞。若可见星 A A 的速率的速率 v v2.72.710105 5m/sm/s，运行周期，运行周期 T T4.74.7 10