天体物理高考真题

2012—2019年全国卷天体物理真题

一．选择题（共9小题）

1．假设地球是一半径为R、质量分布均匀的球体。一矿井深度为d。已知质量分布均匀的球壳对壳内物体的引力为零。矿井底部和地面处的重力加速度大小之比为（）A．1﹣B．1+C．（）2D．（）2

2．一人站在称量体重的秤（弹簧秤）上，有人问：“此人一方面受地球的引力，同时也受太阳的引力，这样秤上的示数将是怎样的？”设地球上各点到太阳的距离都可视为相等。

下列回答中正确的是（）

A．白天示数小，晚上示数变大

B．白天示数大，晚上示数变小

C．白天和晚上示数都一样

D．一年中有时白天示数小，有时晚上示数小

3．“嫦娥一号”是我国首次发射的探月卫星，它在距月球表面高度为200km的圆形轨道上运行，运行周期为127分钟．已知引力常量G＝6.67×10﹣11 N•m2/kg2，月球的半径为1.74×103 km．利用以上数据估算月球的质量约为（）

A．8.1×1010 kg B．7.4×1013 kg

C．5.4×1019 kg D．7.4×1022 kg

4．假设地球可视为质量均匀分布的球体，已知地球表面重力加速度在两极的大小为g0，赤道的大小为g；地球自转的周期为T，引力常量为G．则地球的密度为（）

A．B．

C．D．

5．2017年4月，我国成功发射的天舟一号货运飞船与天宫二号空间实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．周期变大B．速率变大

C．动能变大D．向心加速度变大

6．2017年12月，在距地球2545光年的恒星“开普勒﹣90”周围，发现了其第8颗行星“开普勒90i”。它绕“开普勒90”公转的周期约为地球绕太阳公转周期的，而其公转轨道半径约为地球公转轨道半径的．则“开普勒90”的质量与太阳质量的比值约为（）A．1：5B．1：4C．1：1D．2：1

7．2018年2月，我国500m口径射电望远镜（天眼）发现毫秒脉冲星“J0318+0253”，其自转周期T＝5.19ms。假设星体为质量均匀分布的球体，已知万有引力常量为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．5×1012kg/m3

C．5×1015kg/m3D．5×1018kg/m3

8．金星、地球和火星绕太阳的公转均可视为匀速圆周运动，它们的向心加速度大小分别为a金、a地、a火，它们沿轨道运行的速率分别为v金、v地、v火．已知它们的轨道半径R金＜R地＜R火，由此可以判定（）

A．a金＞a地＞a火B．a火＞a地＞a金

C．v地＞v火＞v金D．v火＞v地＞v金

9．2019年1月，我国嫦娥四号探测器成功在月球背面软着陆。在探测器“奔向”月球的过程中，用h表示探测器与地球表面的距离，F表示它所受的地球引力，能够描述F随h 变化关系的图象是（）

A．

B．

C ．

D ．

二．多选题（共4小题）

10．太阳系各行星几乎在同一平面内沿同一方向绕太阳做圆周运动，当地球恰好运行到某地外行星和太阳之间，且三者几乎排成一条直线的现象，天文学家称为“行星冲日”，据报道，2014年各行星冲日时间分别为：1月6日木星冲日；4月9日火星冲日；5月11日土星冲日；8月29日海王星冲日；10月8日天王星冲日．已知地球及各地外行星绕太阳运动的轨道半径如下表所示，则下列判断正确的是（）

A．各地外行星每年都会出现冲日现象

B．在2015年内一定会出现木星冲日

C．天王星相邻两次冲日的时间间隔为土星的一半

D．地外行星中，海王星相邻两次冲日的时间间隔最短

11．我国发射的“嫦娥三号”登月探测器靠近月球后，先在月球表面附近的近似轨道上绕月运行，然后经过一系列过程，在离月面4m高处做一次悬停（可认为是相对于月球静止），最后关闭发动机，探测器自由下落，已知探测器的质量约为 1.3×103kg，地球质量约为

月球的81倍，地球半径约为月球的3.7倍，地球表面的重力加速度大小约为9.8m/s2，则此探测器（）

A．在着陆前的瞬间，速度大小约为8.9m/s

B．悬停时受到的反冲击作用力约为2×103N

C．从离开近月圆轨道到着陆这段时间内，机械能守恒

D．在近月圆轨道上运行的线速度小于人造卫星在近地圆轨道上运行的线速度12．2017年，人类第一次直接探测到来自双中子星合并的引力波。根据科学家们复原的过程，在两颗中子星合并前约100s时，它们相距约400km，绕二者连线上的某点每秒转动12圈。将两颗中子星都看作是质量均匀分布的球体，由这些数据、万有引力常量并利用牛顿力学知识，可以估算出这一时刻两颗中子星（）

A．质量之积B．质量之和

C．速率之和D．各自的自转角速度

13．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

三．计算题（共1小题）

14．“嫦娥一号”月球卫星最后绕月的运动可视为匀速圆周运动，卫星距月面的高度约为h ＝200km，运行周期T＝127min。若月球可视为半径约为R＝1.74×103km、质量均匀分