高考物理一轮复习章节训练:《天体运动》

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专题31天体的运动(解析版)2023-2024届高考物理一轮复习知识点精讲与最新高考题模拟题同步训练

专题31天体的运动(解析版)2023-2024届高考物理一轮复习知识点精讲与最新高考题模拟题同步训练

2023高考一轮知识点精讲和最新高考题模拟题同步训练第六章 万有引力与航天 专题31 天体的运动 第一部分 知识点精讲一、 中心天体质量和密度的计算 1.重力加速度法利用天体表面的重力加速度g 和天体半径R 。

(1) 在天体表面,忽略自转的情况下有G Mm R 2=mg .。

由G Mm R 2 =mg 得天体质量M =gR 2G 。

(2)天体密度ρ=M V =M 43πR 3 =3g4πGR。

2.天体环绕法测出卫星绕天体做匀速圆周运动的周期T 和半径r 。

(1)由G Mmr 2 =m 4π2T 2 r 得天体的质量M =4π2r 3GT 2。

(2)若已知天体的半径R ,则天体的密度ρ=M V =M43πR 3 =3πr 3GT 2R3 。

(3)若卫星绕天体表面运行,可认为轨道半径r 等于天体半径R ,则天体密度ρ=3πGT 2 ,可见,只要测出卫星环绕天体表面运动的周期T ,就可估算出中心天体的密度。

二.天体运动的处理方法处理天体的运动问题时,通常把天体的运动看成是匀速圆周运动,其加速度、线速度、角速度、周期与轨道半径的关系如下:【特别提醒】(1)利用万有引力提供天体圆周运动的向心力估算天体质量时,估算的只是中心天体的质量,而非环绕天体的质量。

(2)注意区别中心天体半径R和卫星轨道半径r,只有在天体表面附近的卫星才有r≈R;计算天体密度时,V=43πR3中的R只能是中心天体的半径。

(3)天体质量估算中常有隐含条件,如地球的自转周期为24 h,公转周期为365天等。

三、天体特殊模型四、天体运动中的追及相遇问题“天体相遇”,指两天体相距最近。

若两环绕天体的运转轨道在同一平面内,则两环绕天体与中心天体在同一直线上,且位于中心天体的同侧(或异侧)时相距最近(或最远)。

类似于在田径场赛道上的循环长跑比赛,跑得快的每隔一段时间多跑一圈追上并超过跑得慢的。

解决这类问题有两种常用方法。

1.角度关系设天体1(离中心近些)与天体2某时刻相距最近,如果经过时间t ,两天体与中心连线半径转过的角度之差等于2π的整数倍,则两天体又相距最近,即ω1t -ω2t =2n π;如果经过时间t ′,两天体与中心连线半径转过的角度之差等于π的奇数倍,则两天体又相距最远,即ω1t ′-ω2t ′=(2n -1)π(n =1,2,3,…)。

(完整word)高三一轮专题复习:天体运动知识点归类解析,推荐文档

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天体运动知识点归类解析【问题一】行星运动简史 1、两种学说(1)地心说:地球是宇宙的中心,而且是静止不动的,太阳、月亮以及其他行星都绕地球运动。

支持者托勒密。

(2).日心说:太阳是宇宙的中心,而且是静止不动的,地球和其他行星都绕太阳运动。

(3).两种学说的局限性都把天体的运动看的很神圣,认为天体的运动必然是最完美,最和谐的圆周运动,而和丹麦天文学家第谷的观测数据不符。

2、开普勒三大定律开普勒1596年出版《宇宙的神秘》一书受到第谷的赏识,应邀到布拉格附近的天文台做研究工作。

1600年,到布拉格成为第谷的助手。

次年第谷去世,开普勒成为第谷事业的继承人。

第谷去世后开普勒用很长时间对第谷遗留下来的观测资料进行了整理与分析他在分析火星的公转时发现,无论用哥白尼还是托勒密或是第谷的计算方法得到的结果都与第谷的观测数据不吻合。

他坚信观测的结果,于是他想到火星可能不是按照人们认为的匀速圆周运动他改用不同现状的几何曲线来表示火星的运动轨迹,终于发现了火星绕太阳沿椭圆轨道运行的事实。

并将老师第谷的数据结果归纳出三条著名定律。

第一定律:所有行星绕太阳运动的轨道都是椭圆,太阳处在椭圆的一个焦点上。

第二定律:对任意一个行星来说,它与太阳的连线在相等时间内扫过的面积相等。

如图某行星沿椭圆轨道运行,远日点离太阳的距离为a ,近日点离太阳的距离为b ,过远日点时行星的速率为a v ,过近日点时的速率为b v由开普勒第二定律,太阳和行星的连线在相等的时间内扫过相等的面积,取足够短的时间t ∆,则有:t bv t av b a ∆=∆2121①所以bav v a b = ② ②式得出一个推论:行星运动的速率与它距离成反比,也就是我们熟知的近日点快远日点慢的结论。

②式也当之无愧的作为第二定律的数学表达式。

第三定律:所有行星的轨道半长轴的三次方跟它的公转周期平方的比值都相等。

用a 表示半长轴,T 表示周期,第三定律的数学表达式为k T a =23,k 与中心天体的质量有关即k 是中心天体质量的函数)(23M k T a =①。

2024高考物理一轮复习--天体运动专题--卫星运行参量的分析、近地、同步卫星与赤道上物体的比较

2024高考物理一轮复习--天体运动专题--卫星运行参量的分析、近地、同步卫星与赤道上物体的比较

卫星运行参量的分析、近地、同步卫星与赤道上物体的比较一、卫星运行参量与轨道半径的关系1.天体(卫星)运行问题分析将天体或卫星的运动看成匀速圆周运动,其所需向心力由万有引力提供. 2.物理量随轨道半径变化的规律G Mmr 2= ⎩⎪⎨⎪⎧ma →a =GM r 2→a ∝1r2m v 2r →v =GM r →v ∝1r mω2r →ω=GM r 3→ω∝1r3m 4π2T 2r →T =4π2r3GM→T ∝r 3即r 越大,v 、ω、a 越小,T 越大.(越高越慢)3.公式中r 指轨道半径,是卫星到中心天体球心的距离,R 通常指中心天体的半径,有r =R +h .4.同一中心天体,各行星v 、ω、a 、T 等物理量只与r 有关;不同中心天体,各行星v 、ω、a 、T 等物理量与中心天体质量M 和r 有关.5.所有轨道平面一定通过地球的球心。

如右上图6.同步卫星的六个“一定”二、宇宙速度1.第一宇宙速度的推导 方法一:由G Mm R 2=m v 12R,得v 1=GMR = 6.67×10-11×5.98×10246.4×106m/s≈7.9×103 m/s.方法二:由mg =m v 12R得v 1=gR =9.8×6.4×106 m/s≈7.9×103 m/s.第一宇宙速度是发射人造卫星的最小速度,也是人造卫星的最大环绕速度,此时它的运行周期最短,T min =2πRg=2π 6.4×1069.8s≈5 075 s≈85 min. 2.宇宙速度与运动轨迹的关系(1)v 发=7.9 km/s 时,卫星绕地球表面做匀速圆周运动. (2)7.9 km/s<v 发<11.2 km/s ,卫星绕地球运动的轨迹为椭圆. (3)11.2 km/s≤v 发<16.7 km/s ,卫星绕太阳运动的轨迹为椭圆.(4)v 发≥16.7 km/s ,卫星将挣脱太阳引力的束缚,飞到太阳系以外的空间.三、近地卫星、同步卫星及赤道上物体的运行问题1.如图所示,a 为近地卫星,半径为r 1;b 为地球同步卫星,半径为r 2;c 为赤道上随地球自转的物体,半径为r 3。

高一物理专题训练:天体运动(带答案)

高一物理专题训练:天体运动(带答案)

高一物理专题训练:天体运动一、单选题1.如图所示,有两个绕地球做匀速圆周运动的卫星.一个轨道半径为,对应的线速度,角速度,向心加速度,周期分别为,,,;另一个轨道半径为,对应的线速度,角速度,向心加速度,周期分别为,,,.关于这些物理量的比例关系正确的是()A.B.C.D.【答案】D2.设在地球上和某天体上以相同的初速度竖直上抛一物体的最大高度比为k(均不计阻力),且已知地球与该天体的半径之比也为k,则地球与此天体的质量之比为() A.1B.k2C.kD.【答案】C3.假设火星和地球都是球体,火星的质量与地球质量之比,火星的半径与地球半径之比,那么火星表面的引力加速度与地球表面处的重力加速度之比等于(忽略行星自转影响)A.B.C.D.【答案】B4.土星最大的卫星叫“泰坦”(如图),每16天绕土星一周,其公转轨道半径约1.2×106 km,土星的质量约为A .5×1017 kgB .5×1026 kgC .7×1033 kgD .4×1036 kg【答案】B5.有一质量为M 、半径为R 、密度均匀的球体,在距离球心O 为2R 的地方有一质量为m 的质点.现从M 中挖去半径为12R 的球体,如图所示,则剩余部分对m 的万有引力F 为( )A .2736GMm R B .278GMm R C .218GMm R D .2732GMm R 【答案】A6.已知地球的质量是月球质量的81倍,地球半径大约是月球半径的4倍,不考虑地球、月球自转的影响,以上数据可推算出 [ ]A .地球表面的重力加速度与月球表面重力加速度之比为9:16B .地球的平均密度与月球的平均密度之比为9:8C .靠近地球表面沿圆轨道运动的航天器的周期与靠近月球表面沿圆轨道运行的航天器的周期之比约为8:9D .靠近地球表面沿圆轨道运行的航天器的线速度与靠近月球表面沿圆轨道运行的航天器的线速度之比约为81:4【答案】C7.中新网2018年3月4日电:据外媒报道,美国航空航天局(NASA)日前发现一颗名为WASP-39b 的地外行星,该行星距离地球约700光年,质量与土星相当,它白天温度为776.6摄氏度,夜间也几乎同样热,因此被科研人员称为“热土星”。

2024届高考物理一轮复习:天体运动热点问题

2024届高考物理一轮复习:天体运动热点问题

第四章曲线运动天体运动热点问题【考点预测】1.卫星的变轨问题2. 星球稳定自转的临界问题3. 双星、多星模型4. 天体的“追及”问题5.万有引力定律与几何知识的结合【方法技巧与总结】卫星的变轨和对接问题1.变轨原理(1)为了节省能量,在赤道上顺着地球自转方向发射卫星到圆轨道Ⅰ上,如图所示.(2)在A点(近地点)点火加速,由于速度变大,万有引力不足以提供卫星在轨道Ⅰ上做圆周运动的向心力,卫星做离心运动进入椭圆轨道Ⅱ.(3)在B点(远地点)再次点火加速进入圆形轨道Ⅲ.2.变轨过程分析(1)速度:设卫星在圆轨道Ⅰ和Ⅲ上运行时的速率分别为v1、v3,在轨道Ⅱ上过A点和B 点时速率分别为v A、v B.在A点加速,则v A>v1,在B点加速,则v3>v B,又因v1>v3,故有v A>v1>v3>v B.(2)加速度:因为在A点,卫星只受到万有引力作用,故不论从轨道Ⅰ还是轨道Ⅱ上经过A点,卫星的加速度都相同,同理,卫星在轨道Ⅱ或轨道Ⅲ上经过B点的加速度也相同.(3)周期:设卫星在Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ轨道上的运行周期分别为T1、T2、T3,轨道半径分别为r1、r2(半长轴)、r3,由开普勒第三定律r3T2=k可知T1<T2<T3.(4)机械能:在一个确定的圆(椭圆)轨道上机械能守恒.若卫星在Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ轨道的机械能分别为E1、E2、E3,从轨道Ⅰ到轨道Ⅱ,从轨道Ⅱ到轨道Ⅲ,都需要点火加速,则E1<E2<E3. 【题型归纳目录】题型一:卫星的变轨问题题型二:星球稳定自转的临界问题题型三:双星模型题型四:天体的“追及”问题【题型一】卫星的变轨问题【典型例题】例1.(2023·安徽·校联考模拟预测)《天问》是中国战国时期诗人屈原创作的一首长诗,全诗问天问地问自然,表现了作者对传统的质疑和对真理的探索精神,我国探测飞船天问一号发射成功飞向火星,屈原的“天问”梦想成为现实,也标志着我国深空探测迈向一个新台阶,如图所示,轨道1是圆轨道,轨道2是椭圆轨道,轨道3是近火圆轨道,天问一号经过变轨成功进入近火圆轨道3,已知引力常量G,以下选项中正确的是()A.天问一号在B点需要点火加速才能从轨道2进入轨道3B.天问一号在轨道2上经过B点时的加速度大于在轨道3上经过B点时的加速度C.天问一号进入近火轨道3后,测出其近火环绕周期T,可计算出火星的平均密度D.天问一号进入近火轨道3后,测出其近火环绕周期T,可计算出火星的质量【方法技巧与总结】卫星的变轨问题卫星变轨的实质卫星速度突然增大卫星速度突然减小练1.(2023·广东·广州市第二中学校联考三模)天问一号火星探测器搭乘长征五号遥四运载火箭成功发射意味着中国航天开启了走向深空的新旅程。

高三物理一轮复习第4章 天体运动与航天

高三物理一轮复习第4章 天体运动与航天
A.同步卫星运行速度 是第一宇宙速度的 倍 n 1 B.同步卫星的运行速 度是地球赤道上随地球 自转的物体速度的 倍 n 1 C.同步卫星运行速度 是第一宇宙速度的 倍 n 1 D.同步卫星的向心加 速度是地球表面重力加 速度的 倍 n
GM 分析:1.对AC项同 为圆周环绕:v ,则C对A错 r 2 2.对BD项ω等,v rω, a rω ,则BD错。
(一)万有引力定律及其应用 (考纲要求 Ⅱ) 1.内容:自然界中任何两个物体都相互吸引,引力的方向 在它们的连线上,引力的大小与物体的质量m1和m2的乘 成正比 成反比 积 _______,与它们之间距离r的平方 _______. m1m2 2.表达式:F=________ G 2 r G为引力常量:G=6.67×10-11 N·m2/kg2. 卡文迪许测定。 3.适用条件 (1)公式适用于_____ 质点 间的相互作用.当两个物体间的距离远远 大于物体本身的大小时,物体可视为质点. (2)质量分布均匀的球体可视为质点,r是__________ 两球心间 的距离.
B.登陆器与轨道舱对接后的运行周期小于对接前登陆器的运 行周期
2 3 4π r T ,较高轨道和近地轨道相 比,r T GM
C.登陆器与轨道舱对接后必须加速到等于或大于月球第二宇
宙速度才可以返回地球 的运行速度
脱离月球,v v月2.
D.登陆器与轨道舱对接时登陆器的速度大于其在近月轨道上
R+h g GmM GM 所以 = 2 mg′= g′= 2,得, R g′ R+h R+h2
2
类型一 星体表面上的重力加速度问题
2 g R+h 所以 = 2 R g′
2 (3)其他星球上的物体,可参考地球上的情况做相应分析. (3)其他星球上的物体,可参 g R+h 所以 = R2 g′

高考物理一轮复习 第5章 天体运动 第20课时 天体运动

高考物理一轮复习 第5章 天体运动 第20课时 天体运动

第20课时 天体运动与人造卫星考点1 卫星运行参量的分析与比较1.理想模型:认为卫星绕中心天体都做匀速圆周运动。

2.中心天体对卫星的万有引力提供向心力,即是匀速圆周运动的一种应用。

3.卫星的运行参数随轨道半径变化的规律由G Mm r 2=ma=m v 2r =mω2r =m 4π2T2r =m ·4π2n 2r 可得:⎭⎪⎪⎬⎪⎪⎫v =GM rω= GM r 3T = 4π2r3GM n =GM 4π2r3a =GMr2⇒当r 增大时⎩⎪⎨⎪⎧⎭⎪⎬⎪⎫v 减小ω减小T 增大n 减小a 减小越高越慢4.地球同步卫星的六个“一定”[例1] (2015·北京高考)假设地球和火星都绕太阳做匀速圆周运动,已知地球到太阳的距离小于火星到太阳的距离,那么( )A .地球的公转周期大于火星的公转周期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 解析 由T =2πr 3GM,得T 地<T 火,A 错误;由v =GM r 得v 地>v 火,B 错误;由a =GM r2得a 地>a 火,C 错误;由ω=GMr 3得ω地>ω火,D 正确。

答案 D(1)一个模型天体(包括卫星)的运动可简化为质点的匀速圆周运动模型。

(2)两条思路思路一:万有引力提供向心力G Mm r 2=m v 2r =mω2r =m 4π2T2r =ma 思路二:在中心天体表面,万有引力等于重力mg =GMmR2(g 为天体表面处的重力加速度)(3)a 、v 、ω、T 均与卫星(或行星)的质量无关,只由轨道半径和中心天体质量共同决定,所有参量的比较,最终归结到半径的比较。

有a 、b 、c 、d 四颗地球卫星,a 还未发射,在地球赤道上随地球一起转动,b 在地面附近近地轨道上正常运动,c 是地球同步卫星,d 是高空探测卫星,各卫星排列位置如图所示,则下列说法中正确的是( )A .a 的向心加速度等于重力加速度gB .c 在4 h 内转过的圆心角是π6C .在相同时间内b 转过的弧长最长D .d 的运行周期可能是23 h 答案 C解析 地球赤道上静止的物体随地球自转的向心加速度小于重力加速度,A 错误;同步卫星c 在4 h 内转过的圆心角φ=π3,B 错误;相同时间内转过的弧长s =vt 由线速度v决定,卫星b 的线速度最大,因此相同时间内b 转过的弧长最长,C 正确;d 的轨道比同步卫星c 的轨道高,其运行周期比c 的大,故其运行周期一定大于24 h ,D 错误。

专题10 天体运动-2023届高考物理一轮复习热点题型专练(解析版)

专题10  天体运动-2023届高考物理一轮复习热点题型专练(解析版)

专题10天体运动目录题型一开普勒定律的应用 (1)题型二万有引力定律的理解 (3)类型1万有引力定律的理解和简单计算 (3)类型2不同天体表面引力的比较与计算 (4)类型3重力和万有引力的关系 (5)类型4地球表面与地表下某处重力加速度的比较与计算 (7)题型三天体质量和密度的计算 (8)类型1利用“重力加速度法”计算天体质量和密度 (8)类型2利用“环绕法”计算天体质量和密度 (9)类型3利用椭圆轨道求质量与密度 (11)题型四卫星运行参量的分析 (13)类型1卫星运行参量与轨道半径的关系 (13)类型2同步卫星、近地卫星及赤道上物体的比较 (15)类型3宇宙速度 (17)题型五卫星的变轨和对接问题 (19)类型1卫星变轨问题中各物理量的比较 (19)类型2卫星的对接问题 (22)题型六天体的“追及”问题 (23)题型七星球稳定自转的临界问题 (25)题型八双星或多星模型 (26)类型1双星问题 (27)类型2三星问题 (29)类型4四星问题 (31)题型一开普勒定律的应用【解题指导】1.行星绕太阳运动的轨道通常按圆轨道处理.2.由开普勒第二定律可得12Δl1r1=12Δl2r2,12v1·Δt·r1=12v2·Δt·r2,解得v1v2=r2r1,即行星在两个位置的速度之比与到太阳的距离成反比,近日点速度最大,远日点速度最小.3.开普勒第三定律a3T2=k中,k值只与中心天体的质量有关,不同的中心天体k值不同,且该定律只能用在同一中心天体的两星体之间.【例1】(2022·山东潍坊市模拟)中国首个火星探测器“天问一号”,已于2021年2月10日成功环绕火星运动。

若火星和地球可认为在同一平面内绕太阳同方向做圆周运动,运行过程中火星与地球最近时相距R0、最远时相距5R0,则两者从相距最近到相距最远需经过的最短时间约为()A.365天B.400天C.670天D.800天【答案】B【解析】设火星轨道半径为R1,公转周期为T1,地球轨道半径为R2,公转周期为T2,依题意有R1-R2=R0,R1+R2=5R0,解得R1=3R0,R2=2R0,根据开普勒第三定律有R31T21=R32T22,解得T1=278年,设从相距最近到相距最远需经过的最短时间为t,有ω2t-ω1t=π,ω=2πT,代入数据可得t=405天,故选项B正确。

高考物理总复习练习:第12课+天体运动+Word版含解析.docx

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第12课 天体运动1.开普勒第三定律的用法(1)(2014浙江理综,6分)长期以来“卡戎星(Charon)”被认为是冥王星唯一的卫星,它的公转轨道半径r 1=19 600 km ,公转周期T 1=6.39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r 2=48 000 km ,则它的公转周期T 2最接近于( )A .15天B .25天C .35天D .45天答案:B解析:根据开普勒第三定律有r 31T 21=r 32T 22,代入数据计算可得T 2约等于25天。

故B 项正确。

2.万有引力定律的理解和应用a .求解天体的质量(或密度)需要的条件(2)(2017北京理综,6分)利用引力常量G 和下列某一组数据,不能计算出地球质量的是( )A .地球的半径及重力加速度(不考虑地球自转)B .人造卫星在地面附近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答案:D解析:根据万有引力等于重力GMm r 2=mg ,解得M =gr 2G可以计算出地球的质量,故A 项正确,不符合题意。

已知人造卫星做圆周运动的速度和周期,根据v =2πr T可计算出卫星的轨道半径r =v T 2π,万有引力提供向心力有GMm r 2=m ·4π2r T 2,可求出地球质量M =v 3T 2G π,故B 项正确,不符合题意。

已知月球绕地球运动的周期和半径,根据GMm r 2=m ·4π2r T 2得地球的质量为M =4π2r 3GT 2,故C 项正确,不符合题意。

已知地球绕太阳运动的周期和半径,根据GMm r 2=m ·4π2r T 2,可计算出太阳的质量,但无法计算地球的质量,故D 项错误,符合题意。

b .分析重力时要注意是否需要考虑地球的自转(3)(2014海南单科,4分)设地球自转周期为T ,质量为M ,引力常量为G 。

高中物理一轮复习:天体运动专题(无答案)

高中物理一轮复习:天体运动专题(无答案)

高中物理一轮复习:天体运动专题(无答案)1..我国发射的〝天宫一号〞和〝神州八号〞在对接前,〝天宫一号〞的运转轨道高度为350km,〝神州八号〞的运转轨道高度为343km.它们的运转轨道均视为圆周,那么 ( )A .〝天宫一号〞比〝神州八号〞速度大B .〝天宫一号〞比〝神州八号〞周期长C .〝天宫一号〞比〝神州八号〞角速度大D .〝天宫一号〞比〝神州八号〞减速度大2.两颗天然卫星A 、B 绕地球做圆周运动,周期之比为8:1:=B A T T ,那么轨道半径之比和运动速率之比区分为〔 〕A. 2:1:,1:4:==B A B A v v R RB. 1:2:,1:4:==B A B A v v R RC. 1:2:,4:1:==B A B A v v R RD. 2:1:,4:1:==B A B A v v R R3.一颗小行星绕太阳做匀速圆周运动的半径是地球绕太阳做匀速圆周运动的半径的4倍,那么这颗小行星公转的周期是 ( )A.4年B.6年C.8年D.9年二.求中心天体质量和密度4.过去几千年来,人类对行星的看法与研讨仅限于太阳系内,行星〝51 peg b 〞的发现拉开了研讨太阳系内行星的序幕。

〝51 peg b 〞绕其中心恒星做匀速圆周运动,周期约为4天,轨道半径约为地球绕太阳运动半径的120。

该中心恒星与太阳的质量比约为 ( ) A.110B.1C.5D.10 5.最近,迷信家在望远镜中看到太阳系外某一恒星有一行星,并测得它围绕该恒星运动一周所用的时间为1200年,它与该恒星的距离为地球到太阳距离的100倍.假定该行星绕恒星运转的轨道和地球绕太阳运转的轨道都是圆周,仅应用以上两个数据可以求出的量有 ( )A .恒星质量与太阳质量之比B .恒星密度与太阳密度之比C .行星质量与地球质量之比D .行星运转速度与地球公转速度之比6. 1798年英国物理学家卡文迪许测出万有引力常量G ,因此卡文迪许被人们称为能称出地球质量的人,假定万有引力常量G ,地球外表处的重力减速度g ,地球半径为R ,地球上一个昼夜的时间为T 1〔地球自转周期〕,一年的时间T 2〔地球公转的周期〕,地球中心到月球中心的距离L 1,地球中心到太阳中心的距离为L 2。

2023届高三物理一轮复习最新试题汇编:天体运动

2023届高三物理一轮复习最新试题汇编:天体运动

2023届高三物理一轮复习最新试题汇编:天体运动物理考试注意事项:1、填写答题卡的内容用2B 铅笔填写2、提前 xx 分钟收取答题卡第Ⅰ卷 客观题第Ⅰ卷的注释(共9题;共18分)1.(2分)如图所示,2021年2月我国“天问一号”火星探测器先由地火转移轨道1进入火星停泊轨道2,进行相关探测后进入较低的轨道3开展科学探测,则探测器( )A .在轨道2与轨道3同一近火点的加速度相等B .在轨道2上近火点的机械能比远火点的机械能小C .在轨道1上的运行速度不超过地球的第一宇宙速度D .在轨道2上近火点加速可进入轨道32.(2分)中国目前在轨运行的人造地球卫星数量已超400颗,居世界第二位。

假设这些卫星均可视为绕地球做匀速圆周运动,仅知道它们的轨道半径。

关于这些卫星,下列哪个物理量的大小关系不能进行比较( ) A .加速度B .线速度C .周期D .动能3.(2分)神舟十四号载人飞船于2022年6月5日成功发射升空,航天员陈冬、刘洋、蔡旭哲进驻中国空间站天和核心舱。

若认为天和核心舱绕地球近似做匀速圆周运动,周期约90分钟,下列说法正确的是( ) A .航天员在核心舱内不受地球引力作用B .天和核心舱距离地面的高度小于地球同步卫星距离地面的高度C .天和核心舱在圆周轨道上匀速飞行时的速度大于第一宇宙速度D .神舟十四号载人飞船与天和核心舱对接时,若以地面为参考系,则神舟十四号是静止不动4.(2分)2021年5月15日,我国首次火星探测任务“天问一号”探测器在火星乌托邦平原南部预选着陆区着陆。

“天问一号”到达火星时,经过多次变轨进入环火圆轨道Ⅰ,图为变轨示意图,P 为椭圆轨道Ⅰ近火点,Q 为椭圆轨道Ⅰ的远火点,设“天问一号”的质量保持不变,则下列说法正确的是( )A .“天问一号”在轨道Ⅰ上的线速度一定比在轨道Ⅰ上线速度小B .“天问一号”在轨道Ⅰ上的加速度一定比在轨道Ⅰ上加速度小C .“天问一号”在轨道Ⅰ上的机械能一定比在轨道Ⅰ上机械能小D .“天问一号”在轨道Ⅰ上的运行周期一定比在轨道Ⅰ上运行周期大5.(2分)2021年6月17日,神舟十二号载人飞船采用自主快速交会对接模式成功对接于天和核心舱前向端口,与此前已对接的天舟二号货运飞船一起构成三舱组合体。

高考物理一轮复习课件专题四小专题天体运动专

高考物理一轮复习课件专题四小专题天体运动专

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天文特色小镇
依托当地的天文资源和文化特色,打 造以天文为主题的特色小镇,推动当 地旅游业和相关产业的发展。
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高考物理一轮复习课件
专题四小专题天体运动

汇报人:XX
20XX-01-22
CONTENTS 目录
• 天体运动基本概念与规律 • 地球自转与公转现象分析 • 月球绕地球运动特点与影响 • 行星绕太阳运动特点与影响 • 恒星演化过程与宇宙结构探索 • 天体运动在日常生活中的应用
CHAPTER 01
天体运动基本概念与规律
万有引力定律应用
用于解释天体运动的规律和现象,如 行星绕太阳的运动、卫星绕行星的运 动等。
开普勒三定律内容及意义
开普勒第一定律(轨道定律)
所有行星绕太阳运动的轨道都是椭圆,太阳处在 椭圆的一个焦点上。
开普勒第三定律(周期定律)
所有行星的轨道的半长轴的三次方跟公转周期的 二次方的比值都相等。
ABCD
行星表面温度差异原因
太阳辐射
太阳是行星表面温度差异的主要原因。行星 接收到的太阳辐射能量不同,导致行星表面 温度分布不均。一般来说,行星面向太阳的 一面温度较高,而背向太阳的一面温度较低 。
大气层影响
行星的大气层对表面温度也有重要影响。大 气层中的气体成分和厚度不同,会影响行星 对太阳辐射的吸收和反射,从而导致表面温
CHAPTER 04
行星绕太阳运动特点与影响
行星绕太阳运动轨迹和周期
行星绕太阳运动的轨迹
行星绕太阳运动的轨迹是椭圆,太阳位于椭 圆的一个焦点上。行星在椭圆轨道上运动时 ,离太阳的距离时远时近,但总体上保持稳 定的轨道形状。

高考物理一轮总复习课后习题 第5章 万有引力与航天 第3讲 专题提升 天体运动的四大问题 (3)

高考物理一轮总复习课后习题 第5章 万有引力与航天 第3讲 专题提升 天体运动的四大问题 (3)

第3讲专题提升:天体运动的四大问题基础对点练题组一卫星的变轨和对接问题1.(七省适应性测试贵州物理)天宫空间站运行过程中因稀薄气体阻力的影响,每经过一段时间要进行轨道修正,使其回到原轨道。

修正前、后天宫空间站的运动均可视为匀速圆周运动,则与修正前相比,修正后天宫空间站运行的( )A.轨道半径减小B.速率减小C.向心加速度增大D.周期减小2.我国在海南文昌航天发射场,用长征五号遥五运载火箭成功将嫦娥五号探测器送入预定轨道。

嫦娥五号在进入环月圆轨道前要进行两次“刹车”,如图所示,第一次“刹车”是在P点让其进入大椭圆轨道,第二次是在P点让其进入环月轨道。

下列说法正确的是( )A.探测器在不同轨道上经过P点时所受万有引力相同B.探测器完成第二次“刹车”后,运行过程线速度保持不变C.探测器在环月轨道上运行周期比在大椭圆轨道上运行周期大D.探测器在环月轨道上运动的机械能比在大椭圆轨道上运动的机械能大3.“天舟五号”货运飞船仅用2小时就与“天宫”空间站快速交会对接,创造了世界纪录。

飞船从预定轨道Ⅰ的A点第一次变轨进入椭圆轨道Ⅱ,到达椭圆轨道的远地点B时,再次变轨进入空间站的运行轨道Ⅲ,与空间站实现对接,假设轨道Ⅰ和Ⅲ都近似为圆轨道,不计飞船质量的变化,则飞船( )A.在轨道Ⅰ的线速度大于第一宇宙速度B.在轨道Ⅰ上的运行周期小于空间站的运行周期C.第一次变轨需加速,第二次变轨需减速D.在圆轨道Ⅰ上A点与椭圆轨道Ⅱ上A点的加速度不同题组二双星和多星问题4.天文学家发现了一对被称为“灾变变星”的罕见双星系统,约每51 min 彼此绕行一圈,通过天文观测的数据,模拟该双星系统的运动,推测在接下来的7 000万年里,这对双星彼此绕行的周期逐渐减小至18 min。

如果将该双星系统简化为理想的圆周运动模型,如图所示,两星球在万有引力作用下,绕O点做匀速圆周运动。

不考虑其他天体的影响,两颗星球的质量不变,在彼此绕行的周期逐渐减小的过程中,下列说法正确的是( )A.每颗星球的角速度都在逐渐变小B.两颗星球的距离在逐渐变大C.两颗星球的轨道半径之比保持不变D.每颗星球的加速度都在变小题组三卫星的追及和相遇问题5.如图所示,卫星甲、乙均绕地球做匀速圆周运动,轨道平面相互垂直,乙3倍。

雅安中学2020年高考物理一轮复习专题分类练习卷:天体运动(含答案解析)

雅安中学2020年高考物理一轮复习专题分类练习卷:天体运动(含答案解析)

算不正确的是
()
vT A.彗星的半径为 2π
3π C.彗星的密度为 GT 2
v3T B.彗星的质量为 4πG
2π D.卫星 B 的运行角速度为 T n3
【变式 1】 (2018 ·高考全国卷Ⅱ )2018 年 2 月,我国 500 m 口径射电望远镜 (天眼 )发现毫秒脉冲星 “J031+8 0253”,
3θ2 D.月球的密度为 4Gt
题型四 卫星运行参量的比较与计算
卫星运行参量的比较
GM B .( R+ h)2
GMm C. ( R+ h) 2
GM D . h2
题型三 中心天体质量和密度的估算
【例 2】为了研究某彗星,人类先后发射了两颗人造卫星.卫星
A 在彗星表面附近做匀速圆周运动,运行速
度为 v,周期为 T;卫星 B 绕彗星做匀速圆周运动的半径是彗星半径的
n 倍.万有引力常量为 G,则下列计
【变式 2】我国计划于 2019 年发射 “嫦娥五号 ”探测器,假设探测器在近月轨道上绕月球做匀速圆周运动,经过时间
t (小于绕行周期 ),运动的弧长为 s,探测器与月球中心连线扫过的角度为 θ(弧度 ),引力常量为 G,则 ( )
θ A .探测器的轨道半径为 t
s3 C.月球的质量为 Gt2θ
πt B.探测器的环绕周期为 θ
力加速度为地球表面重力加速度的四分之一,则某一时刻该卫星观测到地面赤道最大弧长为
(已知地球半径
为 R)
()
2 A. 3πR
1 B. 2πR
1 C.3πR
1 D. 4πR
【变式 2】宇航员王亚平在 “天宫 1 号 ”飞船内进行了我国首次太空授课, 演示了一些完全失重状态下的物理现象. 若
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高考一轮复习章节训练之天体运动1.牛顿以天体之间普遍存在着引力为依据,运用严密的逻辑推理,建立了万有引力定律.在创建万有引力定律的过程中,下列哪些工作不是由牛顿完成的( )A .接受了胡克等科学家关于“吸引力与两中心距离的平方成反比”的猜想B .根据地球上一切物体都以相同加速度下落的事实,得出物体受地球的引力与其质量成正比,即F ∝m 的结论C .根据F ∝m 和牛顿第三定律,分析了地、月间的引力关系,进而得出F ∝m 1、m 2D .根据大量实验数据得出了比例系数G 的大小2.2013·会昌中学月考据报道,北京时间2012年5月5日夜晚,天空中出现“超级月亮”,这是2012年的最大满月.实际上,月球绕地球运动的轨道是一个椭圆,地球在椭圆的一个焦点上.根据天文学家观测,此时月球距离地球最近,约35.7万公里,与平均距离的比值约为37∶40.有传言称由于月亮对地球的引力增大,“超级月亮” 会引起严重的地震、火山或者其他自然灾害.由以上信息和学过的知识,以下说法中正确的有( )A .“超级月亮”对地球上的物体引力要比平均距离时大 15%左右B .此时月球达到最大速度C .如果要使月球以此时到地球的距离开始绕地球做圆周运动,需要使月球适当加速D .若宇航员在绕月运行的“天宫一号”太空舱无初 速释放小球,小球将做自由落体运动3.把地球绕太阳公转看做匀速圆周运动,轨道平均半径约为1.5×108 km ,已知万有引力常量G =6.67×10-11 N ·m 2/kg 2,则可估算出太阳的质量大约是( )A .2×1030kgB .2×1031 kgC .3×1030 kgD .3×1031 kg4.代号“581c ”的行星距离地球约190万亿公里,正围绕一颗体积比太阳小、温度比太阳低的红矮星运行.现已测出它的质量约是地球的5倍,其直径约为地球的1.5倍.则该行星表面重力加速度与地球表面重力加速度之比约为( )A .1∶1B .2∶1C .3∶1D .4∶1技能强化5.一物体静置在平均密度为ρ的球形天体表面的赤道上.已知万有引力常量为G ,若由于天体自转使物体对天体表面压力恰好为零,则天体自转周期为( )A.⎝⎛⎭⎫4π3G ρ12B.⎝⎛⎭⎫34πG ρ12 C.⎝⎛⎭⎫πG ρ12 D.⎝⎛⎭⎫3πG ρ12 6.如图K11-1所示,天文学家观测到某行星和地球在同一轨道平面内绕太阳做同向匀速圆周运动,且行星的轨道半径比地球的轨道半径小,已知地球的运转周期为T.地球和太阳中心的连线与地球和行星的连线所夹的角叫做地球对该行星的观察视角(简称视角).已知该行星的最大视角为θ,当行星处于最大视角处时,是地球上的天文爱好者观察该行星的最佳时期.则此时行星绕太阳转动的角速度ω行与地球绕太阳转动的角速度ω地的比值ω行∶ω地为( )图K11-1 A.tan3θ B.cos3θC.1sin3θD.1tan3θ7.在讨论地球潮汐成因时,地球绕太阳运行轨道与月球绕地球运行轨道可视为圆轨道.已知太阳质量约为月球质量的 2.7×107倍,地球绕太阳运行的轨道半径约为月球绕地球运行轨道半径的400倍.关于太阳和月球对地球上相同质量海水的引力,以下说法正确的是() A.太阳引力远小于月球引力B.太阳引力与月球引力相差不大C.月球对不同区域海水的吸引力大小相等D.月球对不同区域海水的吸引力大小有差异8.2012·淮北模拟假设太阳系中天体的密度不变,天体直径和天体之间距离都缩小到原来的一半,地球绕太阳公转近似为匀速圆周运动,则下列物理量变化正确的是() A.地球的向心力变为缩小前的一半B.地球的向心力变为缩小前的116C.地球绕太阳公转周期变为缩小前的2倍D.地球绕太阳公转周期变为缩小前的一半9.宇航员在地球和某星球表面做了两个对比实验.实验一:在该星球和地球上以同样的高度和初速度平抛同一物体,发现其水平射程是地球上的4倍.实验二:飞船绕该星球表面的运行周期是它绕地球表面运行周期的2倍.则该星球与地球的质量之比和半径之比分别是()A.1256和14 B.1256和18C.164和14 D.116和1810.2012·丽江模拟土星周围有美丽壮观的“光环”,组成环的颗粒是大小不等,线度从1 μm到10 m的岩石、尘埃,类似于卫星,它们与土星中心的距离从7.3×104km延伸到1.4×105km.已知环的外缘颗粒绕土星做圆周运动的周期约为14 h,引力常量为6.67×10-11 N·m2/kg2,则土星的质量约为(估算时不考虑环中颗粒间的相互作用)() A.9.0×1016 kg B.6.4×1017 kgC.9.0×1025 kg D.6.4×1026 kg11.2012·茂名模拟我国已启动“嫦娥工程”,“嫦娥一号”和“嫦娥二号”已成功发射,“嫦娥三号”亦有望在2013年落月探测90天,并已给落月点起了一个富有诗意的名字——“广寒宫”.(1)若已知地球半径为R,地球表面的重力加速度为g,月球绕地球运动的周期为T,月球绕地球的运动近似看做匀速圆周运动,请求出月球绕地球运动的轨道半径r;(2)若宇航员随登月飞船登陆月球后,在月球表面某处以速度v0竖直向上抛出一个小球,经过时间t,小球落回抛出点.已知月球半径为r月,引力常量为G,请求出月球的质量M月.挑战自我12.2012·淮安调研剑桥大学研究生贝尔偶然发现一个奇怪的射电源,它每隔1.337 s发出一个脉冲信号.贝尔和她的导师曾认为他们和外星文明接上了头.后来大家认识到事情没有这么浪漫,这类天体被定名为“脉冲星”.“脉冲星”的特点是脉冲周期短,且周期高度稳定.这意味着脉冲星一定进行着准确的周期运动,自转就是一种很准确的周期运动.(1)已知蟹状星云的中心星PS0531是一颗脉冲星,其周期为0.331 s.PS0531的脉冲现象来自于自转.设阻止该星离心瓦解的力是万有引力,估计PS0531的最小密度.(万有引力常量G=6.67×10-11 N·m2/kg2)(2)如果PS0531的质量等于太阳质量,该星的可能半径最大是多少?(太阳质量是M=1030 kg)(3)求出脉冲星PS0531表面附近可能的最大环绕速度.课时作业(十一)1.D [解析] 由物理学史可知,选项A 、B 、C 正确;比例常数G 是万有引力定律发现100多年以后,英国人卡文迪许利用扭秤测出的,选项D 错误.2.AB [解析] 根据万有引力定律知F ∝1r 2,有F 1F 2=r 22r 21=402372=1.17,ΔF F 2=0.17,选项A 正确;根据开普勒第二定律,月球在椭圆轨道上运动到近地点时的速度最大,选项B 正确;月球在椭圆轨道上运动到近地点时,万有引力大于向心力,即G Mm r 2>mv 2r,要使月球以此时到地球的距离开始绕地球做圆周运动,需满足G Mm r 2=mv′2r,即需将月球运行速度减小为v′,选项C 错误;无初速释放的小球受到的万有引力提供其随太空舱运动的向心力,小球仍做圆周运动,选项D 错误.3.A [解析] 根据题意:地球轨道半径r =1.5 ×108 km ,由地球绕太阳公转一周为365天可得周期T =3.2×107 s .万有引力提供向心力,即G Mm r 2=m ⎝⎛⎭⎫2πT 2r ,故太阳质量M =4π2r 3GT 2≈2×1030 kg.选项A 正确.4.B [解析] 由星球表面重力加速度公式g =G M R 2可知,g =G·5M 地(1.5R 地)2≈2g 地,故选B.5.D [解析] 在星球表面,压力为零,万有引力提供物体做圆周运动的向心力,有G Mm R 2=m 4π2T 2R ,且ρ=M V ,V =43πR 3,联立以上各式得T =3πρG,D 正确. 6.C [解析] 当行星处于最大视角处时,地球和行星的连线与行星和太阳的连线垂直,三个星球的连线构成直角三角形,有sin θ=r 行r 地,根据G Mm r 2=mω2r ,得ω行ω地=r 3地r 3行=1sin 3θ,选项C 正确.7.D [解析] 设地球上海水质量为m ,该海水既受太阳吸引,也受月球吸引.由万有引力定律得G mM 月r 2月=F 月,G mM 日r 2日=F 日,则F 日F 月=M 日M 月r 2月r 2日=2.7×107×14002≈170倍,A 、B 错;又月球轨道半径较小,月球与不同地区的海水距离差别明显,故对不同区域海水引力大小有差异,C 错,D 对.8.B [解析] 密度不变,天体直径缩小到原来的一半,质量变为原来的18,根据万有引力定律F =G Mm r 2知向心力变为F′=G ×M 8×m 8⎝⎛⎭⎫r 22=116·GMm r 2=F 16,选项A 错误,选项B 正确,由G Mm r 2=mr·4π2T 2得T =2πr 3GM ,则T′=2π ⎝⎛⎭⎫r 23G ×M/8=T ,选项C 、D 错误. 9.A [解析] 由平抛运动规律h =12gt 2、s =vt 得s =v 2h g ,已知s 星s 地=41,则g 星g 地=116;在地球表面附近有mg =m ⎝⎛⎭⎫2πT 2R ,解得R =gT 24π2,即R 星R 地=g 星g 地T 2星T 2地=116⎝⎛⎭⎫212=14;由mg =G Mm R 2得M 星M 地=g 星R 2星g 地R 2地=116⎝⎛⎭⎫142=1256. 10.D [解析] 由G Mm r 2=m ⎝⎛⎭⎫2πT 2r 解得M =4π2r 3GT 2=6.4×1026 kg, 选项D 正确. 11.(1)3gR 2T 24π2(2)2v 0r 2月Gt [解析] (1)根据万有引力定律和向心力公式有:G M 月M r 2=M 月⎝⎛⎭⎫2πT 2r质量为m 的物体在地球表面时:mg =G Mm R 2解得:r =3gR 2T 24π2. (2)设月球表面处的重力加速度为g 月,根据竖直上抛运动规律有:v 0=g 月t 2质量为m′的物体在月球表面时有:m ′g 月=G M 月m ′r 2月解得:M 月=2v 0r 2月Gt. 12.(1)1.3×1012 kg/m 3 (2)5.7×102 km (3)1.1×104 km/s[解析] (1)脉冲星的脉冲周期即为自转周期,脉冲星高速自转但不瓦解的临界条件是:该星球表面的质量为m 的物块所受星体的万有引力恰等于向心力.有G Mm R 2=m ⎝⎛⎭⎫2πT 2R又ρ=M V ,V =43πR 3 故脉冲星的最小密度为ρ=3πGT 2=3×3.146.67×10-11×0.3312kg/m 3≈1.3×1012kg/m 3. (2)由M =43πR 3ρ,得该脉冲星的最大半径为 R =33M 4πρ=33×10304×3.14×1.3×1012m ≈5.7×102 km. (3)该脉冲星表面附近可能的最大环绕速度v =2πR T =2×3.14×5.7×1020.331km/s ≈1.1×104 km/s.。

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