专题04 天体运动【练】-2021年高考物理二轮讲练测原卷版

第一部分力与运动
专题04天体运动【练】
1．(2020·哈尔滨三中一模)下列关于天体运动的相关说法中，正确的是()
A．地心说的代表人物是哥白尼，他认为地球是宇宙的中心，其他星球都在绕地球运动
B．牛顿由于测出了引力常量而成为第一个计算出地球质量的人
C．所有行星绕太阳运行的轨道都是椭圆，太阳在椭圆的焦点上
D．地球绕太阳公转时，在近日点附近的运行速度比较慢，在远日点附近的运行速度比较快
2.2019年1月3日，嫦娥四号成功登陆月球背面，全人类首次实现月球背面软着陆。

嫦娥四号登陆月球前，在环月轨道上做匀速圆周运动，其与月球中心连线在单位时间内扫过的面积为S，已知月球的质量为M，引力常量为G，不考虑月球的自转，则环月轨道的半径r为()
A．4S2
GM B．3S2
GM
C．2S2
GM
D．S2
GM
3．(多选)(2020·山东师大附中二模)在已知月地距离约为地球半径60倍的情况下，可以求出()
A．地球吸引月球的力约为地球吸引苹果的力的1
602
B．月球绕地球公转的加速度约为地球表面物体落向地面加速度的1
602
C．自由落体在月球表面的加速度约为地球表面的1
6
D．地球表面近地卫星的角速度平方约是月球绕地球公转角速度平方的603倍
4.(多选)(2020·湖北黄石模拟)我国的火星探测任务基本确定，将于2020年左右发射火星探测器。

若质量为m的火星探测器在距离火星表面高度为h的轨道上做匀速圆周运动，运行周期为T，已知火星半径为R，引力常量为G，则()
A．探测器的线速度v＝2πR
T B．探测器的角速度ω＝2π
T
C．探测器的向心加速度a＝Gm
(R＋h)2D．火星表面的重力加速度g＝4π2(R＋h)3
R2T2
5．(多选)(2020·福建永安一中等三校联考)用m表示地球同步卫星的质量，h表示它离地面的高度，R表示地球的半径，g表示地球表面处的重力加速度，ω表示地球自转的角速度，则()
A．同步卫星内的仪器不受重力B．同步卫星的线速度大小为ω(R＋h)
C．地球对同步卫星的万有引力大小为mgR2
h2D．同步卫星的向心力大小为mgR2
(R＋h)2
6.(2020·安徽合肥调研检测)在国产科幻片《流浪地球》中，人类带着地球流浪至木星附近时，上演了地球的生死存亡之战。

木星是太阳系内体积最大、自转最快的行星，早期伽利略用自制的望远镜发现了木星的四颗卫星，其中“木卫三”离木星表面的高度约为h，它绕木星做匀速圆周运动的周期约为T。

已知木星的半径约为R，引力常量为G，则由上述数据可以估算出()
A．木星的质量B．“木卫三”的质量
C．“木卫三”的密度D．“木卫三”的向心力
7．(2020·泰安一模)某一行星表面附近有颗卫星做匀速圆周运动，其运行周期为T，假设宇航员在该行星表面上用弹簧测力计测量一质量为m的物体重力，物体静止时，弹簧测力计的示数为N，则这颗行星的半径为()
A．NT2
4π2m B．NT4
4π2m
C．4π2m
NT2
D．4π2m
NT4
8半径为R的某均匀球形天体上，两“极点”处的重力加速度大小为g，“赤道”处的重力加速度大小为“极点”处的1
k，已知引力常量为G，则下列说法正确的是()
A．该天体的质量为gR2
kG B．该天体的平均密度为4g
3πGR
C．该天体的第一宇宙速度为gR
k D．该天体的自转周期为2πkR
(k－1)g
9．假设“嫦娥三号”登月轨迹如图所示。

图中M点为环绕地球运行的近地点，N点为环绕月球运行的近月点。

a 为环绕月球运行的圆轨道，b为环绕月球运行的椭圆轨道，下列说法正确的是()
A．“嫦娥三号”在环绕地球轨道上的运行速度大于11.2km/s
B．“嫦娥三号”在M点进入地月转移轨道时应点火加速
C．设“嫦娥三号”在圆轨道a上经过N点时的加速度为a1，在椭圆轨道b上经过N点时的加速度为a2，则a1>a2 D．“嫦娥三号”在圆轨道a上运行时的动能大于在椭圆轨道b上的任意一点运行时的动能
10．石墨烯是目前世界上已知的强度最高的材料，它的发现使“太空电梯”的制造成为可能，人类将有望通过“太空电梯”进入太空。

设想在地球赤道平面内有一垂直于地面延伸到太空的电梯，电梯始终相对地面静止。

如图所示，假设某物体B乘坐太空电梯到达了图示的位置并停在此处，与同高度运行的卫星A、地球同步卫星C相比
较，下列说法正确的是()
C．物体B的线速度大于卫星C的线速度D．若物体B突然脱离电梯，B将做近心运动
1.(2020·广东揭阳市第一次模拟)(多选)北京时间2020年1月7日23时20分，我国在西昌卫星发射中心用长征三号乙运载火箭，成功将通信技术试验卫星五号发射升空，卫星顺利进入预定轨道绕地球做匀速圆周运动。

如图所示，若a是通信技术试验卫星五号，b、c是另外两颗绕地球做匀速圆周运动的卫星，已知a、b轨道半径
相等，则()
A．卫星a的角速度小于c的角速度B．卫星a的加速度大于b的加速度
C．卫星a的运行速度大于第一宇宙速度D．卫星a的周期与卫星b的周期相等
2.(2020·天津耀华中学第一次月考)地球赤道上有一物体随地球自转，所受的向心力为F1，向心加速度为a1，线速度为v1，角速度为ω1；绕地球表面附近做圆周运动的人造卫星(高度忽略)，所受的向心力为F2，向心加速度为a2，线速度为v2，角速度为ω2；地球的同步卫星所受的向心力为F3，向心加速度为a3，线速度为v3，角速度为ω3。

地球表面的重力加速度为g，第一宇宙速度为v，假设三者质量相等，则()
A．F1＝F2>F3B．a1＝a2＝g>a3
C．v1＝v2＝v>v3D．ω1＝ω3<ω2
3.(2020·宁夏回族自治区银川一中高三三模)如图所示为宇宙飞船分别靠近星球P和星球Q的过程中，其所受星球的万有引力F与到星球表面距离h的关系图象。

已知星球P和星球Q的半径都为R，下列说法正确的是()
A．星球P和星球Q的质量之比为1∶2
B．星球P表面和星球Q表面的重力加速度之比为1∶2
C．星球P和星球Q的第一宇宙速度之比为2∶1
D．星球P和星球Q的近地卫星周期之比为1∶2
4．(2020·湖北八校联考)2019年11月5日01时43分，我国在西昌卫星发射中心用长征三号乙运载火箭，成功发射第49颗北斗导航卫星，标志着北斗三号系统3颗倾斜地球同步轨道卫星全部发射完毕。

如图所示，倾斜地球同步轨道卫星的运行轨道面与地球赤道面有夹角，运行周期等于地球的自转周期。

倾斜地球同步轨道卫星正常运行，则下列说法正确的是()
A．此卫星相对地面静止
B．如果有人站在地球赤道的地面上，此人的向心加速度比此卫星的向心加速度大
C．此卫星的发射速度小于地球的第一宇宙速度
D．此卫星轨道正下方某处的人用望远镜观测，可能会一天看到两次此卫星
5.(多选)(2020·山东济南4月质检)宇宙中组成双星系统的甲、乙两颗恒星的质量分别为m、km，甲绕两恒星连线上一点做圆周运动的半径为r，根据宇宙大爆炸理论，两恒星间的距离会缓慢增大，若干年后，甲做圆周运动的半径增大为nr，设甲、乙两恒星的质量保持不变，引力常量为G，则若干年后，下列说法正确的是()
A．恒星甲做圆周运动的向心力为G km2
(nr)2
B．恒星甲做圆周运动的周期变大
C．恒星乙做圆周运动的半径为nr
k
D．恒星乙做圆周运动的线速度为恒星甲做圆周运动的线速度的1
k
6.(2020·安徽“江南十校”综合素质检测)(多选)高分五号卫星在太原卫星发射中心成功发射，它填补了国产卫星无法有效探测区域大气污染气体的空白。

如图是高分五号卫星发射的模拟示意图，先将高分五号卫星送入圆形近地轨道Ⅰ运动，在轨道A处点火变轨进入椭圆轨道Ⅱ，在轨道B处再次点火进入圆形预定轨道Ⅲ绕地球做圆周运动，不考虑卫星的质量变化。

下列叙述正确的是()
A．高分五号卫星在轨道Ⅰ上运动的动能小于在轨道Ⅲ上的动能
B ．高分五号卫星在三条轨道上的运行周期，在轨道Ⅰ上最小、在轨道Ⅲ上最大
C ．高分五号卫星在轨道Ⅰ上的加速度大于在轨道Ⅲ上的加速度
D ．高分五号卫星在A 处变轨要加速，在B 处变轨要减速
7.(多选)(2020·贵州部分重点中学联考)“开普勒”空间望远镜发现了与地球相似的太阳系外行星——开普勒－452b 。

开普勒—452b 围绕其恒星开普勒－452公转一周的时间是地球绕太阳公转一周的1055倍，开普勒－452b 到开普勒－452的距离与地球到太阳的距离接近，则由以上数据可以得出(
)A ．开普勒－452与太阳的质量之比
B ．开普勒－452与太阳的密度之比
C ．开普勒－452b 与地球绕各自恒星公转的线速度之比
D ．开普勒－452b 与地球受到各自恒星对它们的万有引力之比
8.(多选)(2020·福建三明市期末质量检测)(多选)中国科学院云南天文台研究人员在对密近双星半人马座V752进行观测和分析研究时，发现了一种特殊双星轨道变化的新模式，这种周期的突变有可能是受到了来自其伴星双星的动力学扰动，从而引起了两子星间的物质交流，周期开始持续增加。

若小质量子星的物质被吸引而转移至大质量子星上(两子星质量和恒定)，导致周期增大为原来的k 倍，则下列说法正确的是(
)A ．两子星间的万有引力增大
B ．两子星的间距增大为原来的23k 2倍
C ．两子星间的万有引力减小
D ．两子星的间距增大为原来的3k 2倍
9.(2020·山东师大附中模拟)(多选)如图甲所示，假设某星球表面上有一倾角为θ的固定斜面，一质量为m 的小物块从斜面底端沿斜面向上运动，其速度—时间图象如图乙所示。

已知小物块与斜面间的动摩擦因数为μ＝39，该星球半径为R ＝6×104km ，引力常量G ＝6.67×10－11N·m 2/kg 2，π取3.14，则下列说法正确的是()
甲乙
A ．该星球的第一宇宙速度v 1＝3.0×104m/s
B ．该星球的质量M ＝8.1×1026kg
C ．该星球的自转周期T ＝1.3×104s
D ．该星球的密度ρ＝896kg/m 3
10.(2020·山西临汾市二轮复习模拟)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E p ＝－G Mm r
，其中G 为引力常量，M 为地球质量．该卫星原来在半径为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，飞行一段时间后其做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 ．GMm (1R 2－1R 1
)B ．GMm (1R 1－1R 2)C.GMm 2(1R 2－1R 1) D.GMm 2(1R 1－1R 2
)
1.(2020·7月浙江高考·T 7)火星探测任务“天问一号”的标识如图所示。

若火星和地球绕太阳的运动均可视为匀速圆周运动，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()
A ．轨道周长之比为2∶3
B ．线速度大小之比为3∶2
C ．角速度大小之比为22∶33
D ．向心加速度大小之比为9∶42．(2020·全国卷Ⅰ·T 15)火星的质量约为地球质量的110，半径约为地球半径的12，则同一物体在火星表面与在地球表面受到的引力的比值约为(
)A ．0.2B ．0.4C ．2.0D ．2.5
3．(2020·全国卷Ⅲ·T 16)“嫦娥四号”探测器于2019年1月在月球背面成功着陆，着陆前曾绕月球飞行，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R 是月球半径的P 倍，地球质量是月球质量的Q 倍，地球表面重力加速度大小为g 。

则“嫦娥四号”绕月球做圆周运动的速率为()
A ．RKg
QP B ．RPKg
Q C ．RQg
KP D ．RPg
QK
4.(2020·山东学业水平等级考试·T 7)我国将在今年择机执行“天问1号”火星探测任务。

质量为m 的着陆器在着陆
火星前，会在火星表面附近经历一个时长为t 0、速度由v 0减速到零的过程。

已知火星的质量约为地球的110
，半径约为地球的12
，地球表面的重力加速度大小为g ，忽略火星大气阻力。

若该减速过程可视为一个竖直向下的匀减速直线运动，此过程中着陆器受到的制动力大小约为(
)
A ．g
B ．g
C ．g
D ．g 5.(2019·北京高考)2019年5月17日，我国成功发射第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)。

该卫星()
A ．入轨后可以位于北京正上方
B ．入轨后的速度大于第一宇宙速度
C ．发射速度大于第二宇宙速度
D ．若发射到近地圆轨道所需能量较少6．(多选)(2019·全国卷Ⅰ·T 21)在星球M 上将一轻弹簧竖直固定在水平桌面上，把物体P 轻放在弹簧上端，P 由静止向下运动，物体的加速度a 与弹簧的压缩量x 间的关系如图中实线所示。

在另一星球N 上用完全相同的弹簧，改用物体Q 完成同样的过程，其a ­x 关系如图中虚线所示。

假设两星球均为质量均匀分布的球体。

已知星球M 的半径是星球N 的3倍，则()
A ．M 与N 的密度相等
B ．Q 的质量是P 的3倍
C ．Q 下落过程中的最大动能是P 的4倍
D ．Q 下落过程中弹簧的最大压缩量是P 的4倍。