安徽省宿州市教研室高考物理二轮三轮总复习 特色专题 天体运动(1)

天体运动
1．两颗人造卫星A 、B 绕地球做圆周运动，周期之比为8:1:=B A T T ，则轨道半径之比和运动速率之比分别为
A. 1:4:=B A R R ，2:1:=B A v v
B. 1:4:=B A R R ，1:2:=B A v v
C . 4:1:=B A R R ，1:2:=B A v v D. 4:1:=B A R R ，2:1:=B A v v 2. 一颗正在绕地球转动的人造卫星，由于受到阻力作用则将会出现：
A 、速度变小；
B 、动能增大；
C 、角速度变小；
D 、半径变大。

3．设想人类开发月球，不断把月球上的矿藏搬运到地球上，假定经过长时间开采后，地球仍可看做是均匀的球体，月球仍沿开采前的圆周轨道运动.则与开采前相比
A.地球与月球的万有引力将变大 B .地球与月球的万有引力将变小
C.月球绕地球运动的周期将变长 D .月球绕地球运动的周期将变短
4.. 设想嫦娥号登月飞船贴近月球表面做匀速圆周运动，测得其周期为T 。

飞船在月球上着陆后，自动机器人用测力计测得质量为m 的仪器重力为P 。

已知引力常数为G ，由以上数据可以求出的量有
A ．月球的半径
B ．月球的质量
C ．月球表面的重力加速度
D ．月球绕地球做匀速圆周运动的向心加速度
5.某行星和地球绕太阳公转的轨道均可视为圆。

每过N 年，该行星会运行到日地连线的延长线上，如题21图所示。

该行星与地球的公转半径比为
A ．231()N N +
B ．2
3()1
N N -
C ．321()N N +
D ．32()1N N - 6. 月球绕地球做匀速圆周运动的向心加速度大小为a ，设月球表面的重力加速度大小为1g ，在月球绕地球运行的轨道处由地球引力产生的加速度大小为2g ，则
（A ）1g a = （B ）2g a = （C ）12g g a += （D ）21g g a -=
7、如图所示，有A 、B 两个行星绕同一恒星O 做圆周运动，旋转方向相同，A 行星的周期T l ，B 行星的周期为T 2，在某一时刻，两行星第一次相遇(即两行星距离最近，则
A ．经过时间t ＝T l 十T 2，两行星将第二次相遇
B ．经过时间t ＝1
221T T T T -，两行星将第二次相遇 C ．经过时间t ＝2
21T T +，向行星将第一次相距最远 D ．经过时间t ＝1
22121T T T T -⋅，两个行星将第一次相距最远
8.质量为m 的人造地球卫星与地心的距离为r 时，引力势能可表示为p GMm E r =-，其中G 为引力常量，M 为地球质量。

该卫星原来的在半径为R 1的轨道上绕地球做匀速圆周运动，由于受到极稀薄空气的摩擦作用，飞行一段时间后其圆周运动的半径变为R 2，此过程中因摩擦而产生的热量为 A.211()1GMm R R - B.1211()GMm R R - C .2111()2GMm R R - D.12
11()2GMm R R - 9.近地人造卫星1和2绕地球做匀速圆周运动的周期分别为T 1和2T ,设在卫星1、卫星2各自所在的高度上的重力加速度大小分别为1g 、2g ，则 （ B ）
A ．4/31122g T g T ⎛⎫= ⎪⎝⎭
B ． 4/31221g T g T ⎛⎫= ⎪⎝⎭ D ． 21122g T g T ⎛⎫= ⎪⎝⎭ D ． 21221g T g T ⎛⎫= ⎪⎝⎭
10.天文学家新发现了太阳系外的一颗行星。

这颗行星的体积是地球的4.7倍，是地球的25倍。

已知
某一近地卫星绕地球运动的周期约为1.4小时，引力常量G=6.67×10-11N ·m 2/kg 2,,由此估算该行星的平均
密度为 （ D ）
A.1.8×103kg/m 3
B. 5.6×103kg/m
3 C. 1.1×104kg/m 3 D .2.9×104kg/m 3
11.假如一做圆周运动的人造地球卫星的轨道半径增大到原来的2倍，仍做圆周运动，则（ ）
A.根据公式v =ωr ，可知卫星运动的线速度将增大到原来的2倍
B.根据公式F =m r v 2，可知卫星所需的向心力将减小到原来的2
1 C.根据公式F =G 2r
Mm ，可知地球提供的向心力将减小到原来的41 D .根据上述B 和C 中给出的公式，可知卫星运动的线速度将减小到原来的2/2
12.如图所示，从地面上A 点发射一枚远程弹道导弹，在引力作用下沿ACB 椭圆轨道飞行击中地面目标B ，C 为轨道的远地点，距地面高度为h.已知地球半径为R ，地球质量为M ，引力常量力G 。

没距地面高度为h 的圆轨道上卫星运动周期为T0，下列结论中正确的是（ BCD ）
A ．导弹在c 点的速度大于h R GM
+
B ．导弹在
C 点的加速度等于GM/(R+h)2
C ．地球球心为导弹椭圆轨道的—个焦点
D ．导弹从A 点运动到B 点的时间—定小于To
13.地球赤道上有一物体随地球的自转而做圆周运动，所受的向心力为F 1，向心加速度为a 1，线速度为v 1，角速度为ω1;绕地球表面附近做圆周运动的人造卫星受的向心力为F 2，向心加速度为a 2，线速度为v 2，角速度为ω2;地球同步卫星所受的向心力为F 3，向心加速度为a 3，线速度为v 3，角速度为ω3.地球表面重力加速度为g ，第一宇宙速度为v ，假设三者质量相等.则（ ）
A.F 1=F 2＞F 3
B.a 1=a 2=g ＞a 3
C.v 1=v 2=v ＞v 3
D .ω1=ω3＜ω2
14地球同步卫星到地心的距离r 可由r 3
=2224πc b a 求出.已知式中a 的单位是m ，b 的单位是s ，c 的单位是m/s 2
，则 （ ）
A ．a 是赤道周长，b 是地球自转的周期，c 是地球表面处的重力加速度
B ．a 是地球半径，b 是同步卫星绕地心运动的周期，c 是同步卫星的加速度
C ．a 是赤道周长，b 是地球自转的周期，c 是同步卫星的加速度
D ．a 是地球半径，b 是同步卫星绕地心运动的周期，c 是地球表面处的重力加速度
15.已知太阳到地球与地球到月球的距离的比值约为390,月球绕地球旋转的周期约为27天,利用上述数据以及日常的天文知识,可估算出太阳对月球与地球对月球的万有引力的比值约为
A.0.2 B .2 C.20 D.200
16. 飞船以a ＝g /2的加速度匀加速上升，由于超重现象，用弹簧秤测得质量为10 kg 的物体重量为75 N ．由
此可知，飞船所处位置距地面高度为多大？(地球半径为， g ＝10 m/s 2)
h=R=6400 km
17. 某人在一星球上以速率v 竖直上抛一物体，经t 秒钟落回抛出点，已知该星球的半径为R ，若要在该星球上发射一颗绕该星球表面运转的人造星体，则该人造星体的速度大小为多少?
18.如图所示,A 是地球的同步卫星,另一卫星B 的圆形轨道位于赤道平面内,离地面高度为h.已知地球半径为R,地球自转角速度为ω0,地球表面的重力加速度为g,O 为地球的中心.
（1）求卫星B 的运行周期.23
)(2gR
h R T B +=π （2）若卫星B 绕行方向与地球自转方向相同,某时刻A 、B
两卫星相距最近（O 、B 、A 在同一直线上）,则至少经过多
长时间,它们再一次相距最近？032)(2ωπ
-+=h R gR t
19.宇航员站在一星球表面上的某高处，沿水平方向抛出一个小球，经过时间t ,小球落到星球表面，测得抛出点与落地点之间的距离为L 1，若抛出时的初速增大到2倍，则抛出点与落地点间的距离为L 3，已知两落地点在同一水平面上，该星球的半径为R ，万有引力恒量为G ，求该星球的质量M
22
332Gt
LR M =
20．在勇气号火星探测器着陆的最后阶段，着陆器降落到火星表面上，再经过多次弹跳才停下来。

假设着
陆器第一次落到火星表面弹起后，到达最高点时高度为 h ，速度方向是水平的，速度大小为 v 0 ，求它第二次落到火星表面时速度的大小，计算时不计火星大气阻力。

已知火星的一个卫星的圆轨道的半径为r ，周期为T ，火星可视为半径为r 0 的均匀球体。

21. 经过天文望远镜长期观测，人们在宇宙中已经发现了许多双星系统，通过对它们的研究，使我们对宇宙中物质的存在形式和分布情况有了较深刻的认识。

双星系统由两个星体构成，其中每个星体的线度都远小于两星体之间的距离。

一般双星系统距离其他星体很远，可以当作孤立系统处理。

现根据对某一双星系统的光度学测量确定，该双星系统中每个星体的质量都是M ，两者相距L ，它们正围绕两者连线的中点做圆周运动。

1、试计算该双星系统的运动周期计算T 。

2、若实验上观测到的运动周期为观测T ，且观测T ∶计算T = 1∶N ，（N ＞1）。

为了解释观测T 和计算T 的不
同，目前由一中流行的理论认为，在宇宙中可能存在一种望远镜观测不到的暗物质，作为一种简化模型，我们假定在这两个星体连线为直径的球体内均匀分布着这种暗物质，而不考虑其他暗物质的影响。

试根据这一模型和上述观测结果确定该星系间这种暗物质的密度。

（1）双星均绕它们连线的中点做圆周运动，设运动的速率为v ，得m ① v = ②T 计算==πL ③（2）根据观测结果，星体的运动周期T 观测=T 计算＜T 计算 ④ 这种差异是由双星内均匀分布的暗物质引起的，均匀分布在球体内的暗物质对双星系统的作用与一质量等于球内暗物质的总质量m ′，位于中点O 处的质点的作用相同.考虑暗物质作用后双星的速度即为
观察到的速度v 观测，如图3，则有m ⑤ v 观测=
⑥因为在周长一定时，周期和速度成反比，由④式得 ・ ⑦把②⑥式
代入⑦式得m ′=m 设所求暗物质的密度为ρ，则有m 故
ρ=
.。