高中物理天体运动专题复习试题
高二物理天体运动试题答案及解析
高二物理天体运动试题答案及解析1.（专题卷）发射地球同步卫星时，先将卫星发射至近地圆轨道1，然后经点火，使其沿椭圆轨道2运行，最后再次点火，将卫星送入同步圆轨道3，轨道1、2相切于Q点，轨道2、3相切于P点，如图所示。
则在卫星分别在1、2、3轨道上正常运行时，以下说法正确的是：（）A．卫星在轨道3上的速率大于在轨道1上的速率。
B．卫星在轨道3上的角速度小于在轨道1上的角速度。
C．卫星在轨道1上运动一周的时间小于于它在轨道2上运动一周的时间。
D．卫星在轨道2上经过P点时的加速度等于它在轨道3上经过P点时的加速度。
【答案】BCD【解析】轨道1和轨道3都是圆周运动轨道，半径越大线速度越小，A错；由角速度公式可知B对；从轨道1在Q点进行点火加速度才能进入轨道2,所以轨道1在q点的速度小于轨道2的速度， D对；由开普勒第三定律可知轨迹2的半长轴较大，周期较大，C对；2.在圆轨道上运动的质量为m的人造地球卫星,它到地面的距离等于地球半径R.地面上的重力加速度为g,则A．卫星运动的速度为B．卫星运动的周期为C．卫星运动的加速度为D．卫星的动能为【答案】BD【解析】本题考查的是天体运动问题。
由，，，可以计算出：只有BD答案正确。
3.（专题卷）发射地球同步卫星时，先将卫星发射至近地圆轨道1，然后经点火，使其沿椭圆轨道2运行，最后再次点火，将卫星送入同步圆轨道3，轨道1、2相切于Q点，轨道2、3相切于P点，如图所示。
则在卫星分别在1、2、3轨道上正常运行时，以下说法正确的是：（）A．卫星在轨道3上的速率大于在轨道1上的速率。
B．卫星在轨道3上的角速度小于在轨道1上的角速度。
C．卫星在轨道1上运动一周的时间小于于它在轨道2上运动一周的时间。
D．卫星在轨道2上经过P点时的加速度等于它在轨道3上经过P点时的加速度。
【答案】BCD【解析】轨道1和轨道3都是圆周运动轨道，半径越大线速度越小，A错；由角速度公式可知B对；从轨道1在Q点进行点火加速度才能进入轨道2,所以轨道1在q点的速度小于轨道2的速度， D对；由开普勒第三定律可知轨迹2的半长轴较大，周期较大，C对；4.（专题卷）2007年10月24日，我国发射了第一颗探月卫星——“嫦娥一号” ，使“嫦娥奔月”这一古老的神话变成了现实．嫦娥一号发射后先绕地球做圆周运动，经多次变轨，最终进入距月面h=200公里的圆形工作轨道，开始进行科学探测活动．设月球半径为R，月球表面的重力加速度为g，万有引力常量为G，则下列说法正确的（）A．嫦娥一号绕月球运行的周期为B．由题目条件可知月球的平均密度为C．嫦娥一号在工作轨道上的绕行速度为D．在嫦娥一号的工作轨道处的重力加速度为【答案】BD【解析】本题考查的是万有引力定律问题，，，g=，可得月球的平均密度为；在嫦娥二号的工作轨道处的重力加速度为，D正确；嫦娥二号绕月球运行的周期为，A错误；嫦娥二号在工作轨道上的绕行速度为，C错误；5.（专题卷）（10分）2008年9月25日21时10分，神舟七号飞船成功发射，共飞行2天20小时27分钟，绕地球飞行45圈后，于9月28日17时37分安全着陆。
必修二专题复习天体运动经典好题
必修二专题复习 天体运动经典好题一．选择题1.环绕地球在圆形轨道上运行的人造地球卫星，其周期可能是( )A ．60分钟B ．80分钟C ．180分钟D ．25小时2.地球同步卫星距地面高度为h ，地球表面的重力加速度为g ，地球半径为R,地球自转的角速度为ω，那么下列表达式表示同步卫星绕地球转动的线速度的是（ ）A.ω)(h R v +=B.)/(h R Rg v +=C.)/(h R g R v +=D.32ωg R v =3.组成星球的物质是靠引力吸引在一起的，这样的星球有一个最大的自转速率．如果超过了该速率，星球的万有引力将不足以维持其赤道附近的物体做圆周运动．由此能得到半径为R 、密度为ρ、质量为M 且均匀分布的星球的最小自转周期T ．下列表达式中正确的是（ ）A ．T =2πGM R 3B ．T =2πGMR 33 C ．T =ρπG D ．T =ρπG 3 4．地球表面重力加速度g 地、地球的半径R 地，地球的质量M 地，某飞船飞到火星上测得火星表面的重力加速度g 火、火星的半径R 火、由此可得火星的质量为（ ） A. 地地地火火M R g R g 22 B. 地火火地地M R g R g 22 C. 地地地火火M R g R g 22 D. 地地地火火M R g R g 5.我们的银河系的恒星中大约四分之一是双星.某双星由质量不等的星体S 1和S 2构成，两星在相互之间的万有引力作用下绕两者连线上某一定点C 做匀速圆周运动.由天文观察测得其运动周期为T ，S 1到C 点的距离为r 1，S 1和S 2的距离为r ，已知引力常量为G .由此可求出S 1的质量为( )A ．2122)(4GT r r r -π B ．22124GT r π C ．2224GT r π D ．21224GT r r π6.“嫦娥一号”是我国的首颗绕月人造卫星，以中国古代神话人物嫦娥命名，于北京时间2007年10月24日18时05分在西昌卫星发射中心用长征三号甲运载火箭将其成功送入太空，它的发射成功，标志着我国实施绕月探测工程迈出重要一步。
高中物理天体运动真题
高中物理天体运动真题1、据媒体报道，“嫦娥一号”卫星环月工作轨道为圆轨道，该卫星离月球外表的高度为200km，运行周期为127min，假设还知道引力常量和月球半径，仅利用上述条件能求出的是( )A.该卫星的质量B.月球对该卫星的万有引力C.该卫星绕月球运行的速度D.月球外表的重力加速度2、如下列图，在圆轨道上运行的国际空间结里，一宇航员A的止(相对空间舱)“站”于舱内朝向地球一侧的“地面”B上，以下说法正确的选项是（）A.宇航员A受空间站的的作用力是由B指向A“竖直向上”方向B.该空间站的运行速度大于地球的第一宇宙速度C.宇航员 A所受地球引力与他受到B的支持力大小相等D.该轨道上的另一颗卫星的向心加速度与空间站的向心加速度大小相等3、地球半径为R，在距球心r处(r>R)有一同步卫星，另有一半径为2R的星球A，在距球心3r处也有一同步卫星，它的周期是72h，那么A星球平均密度与地球平均密度的比值为()A. 1:9B. 3:8C. 27:8D. 1:84、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，地球仍可看作是均匀的球体，月球仍沿开采前的圆周轨道运动，那么与开采前相比( )A.地球与月球间万有引力将变大B.地球与月球间万有引力将变小C.月球绕地球运动的周期将变长D.月球绕地球运动周期将变短5、“嫦娥二号”探月卫星于年10月1日成功发射，目前正在月球上方100km的圆形轨道上运行，“嫦娥二号”卫星的运行周期、月球半径，月球外表重力加速度，万有引力恒量G.根据以上信息可求出（）A.卫星所在处的加速度B.月球的平均密度C.卫星线速度大小D. 卫星所需向心力6、在圆轨道上运动的质量为m的人造地球卫星，它到地面的距离等于地球半径R，地面上的重力加速度为8.那么( )A.卫星运动的速度为√2gRB. 卫星运动的周期为4π√2R/gC.卫星运动的加速改为 12gD.卫星的功能为 12mgR7、设靠城号登月飞船贴近月球外表做匀速圆周运动，测得飞船绕月运行周期为T 、飞船在月球上着陆后，自动机器人在月球上做自由落体实验，将某物体由距月球外表高h 处释放，经时间t 后落到月球外表，引力常量为G ，由以上数据不能求出的物理量是( )A.月球的半径B.月球的质量C.月球外表的重力加速度D.月球绕地球做匀速圆周运动的向心加速度9、我国年10月1号成功发射了探月卫星“嫦娥二号”、嫦娥二号卫星绕月工作轨道可近似看作圆轨道，具轨道高度为h ，运行周期为T ，月球平均半径为R ，那么嫦娥二号卫星绕月运行的加速度大小为 ，月球外表的重力加速度大小为 。
高一物理天体试题及答案
高一物理天体试题及答案一、单项选择题（每题3分，共30分）1. 地球同步卫星的周期与地球自转周期相同，因此（）A. 同步卫星一定在赤道上空B. 同步卫星一定在两极上空C. 同步卫星一定在赤道平面内D. 同步卫星一定在黄道平面内答案：C2. 假设地球是一个质量分布均匀的球体，其半径为R，自转周期为T，万有引力常数为G，地球表面的重力加速度为g，则地球的质量M可以表示为（）A. M = gR^2/GT^2B. M = gR^2T^2/GC. M = gR^2/GD. M = gR^2T^2/G答案：A3. 人造地球卫星绕地球做匀速圆周运动，下列说法正确的是（）A. 卫星离地面越高，线速度越大B. 卫星离地面越高，周期越大C. 卫星离地面越高，加速度越小D. 卫星离地面越高，向心力越大答案：B4. 月球绕地球做匀速圆周运动，下列说法正确的是（）A. 月球的轨道半径越大，周期越长B. 月球的轨道半径越大，周期越短C. 月球的轨道半径越大，线速度越小D. 月球的轨道半径越大，加速度越小5. 地球同步卫星相对于地球是静止的，下列说法正确的是（）A. 同步卫星的向心力由重力提供B. 同步卫星的向心力由电磁力提供C. 同步卫星的向心力由万有引力提供D. 同步卫星的向心力由离心力提供答案：C6. 假设地球是一个质量分布均匀的球体，其半径为R，自转周期为T，万有引力常数为G，地球表面的重力加速度为g，则地球同步卫星的轨道半径r可以表示为（）A. r = 3gR^2/GT^2B. r = gR^2T^2/GC. r = gR^2/GD. r = gR^2T^2/G^27. 假设地球是一个质量分布均匀的球体，其半径为R，自转周期为T，万有引力常数为G，地球表面的重力加速度为g，则地球同步卫星的线速度v可以表示为（）A. v = √(gR^2/T^2)B. v = √(gR^2T^2/G)C. v = √(gR^2/G)D. v = √(gR^2T^2/G^2)答案：A8. 假设地球是一个质量分布均匀的球体，其半径为R，自转周期为T，万有引力常数为G，地球表面的重力加速度为g，则地球同步卫星的周期T'可以表示为（）A. T' = √(gR^2/GT^2)B. T' = gR^2T^2/GC. T' = gR^2/GD. T' = gR^2T^2/G^2答案：B9. 假设地球是一个质量分布均匀的球体，其半径为R，自转周期为T，万有引力常数为G，地球表面的重力加速度为g，则地球同步卫星的加速度a可以表示为（）A. a = gR^2/GT^2B. a = gR^2T^2/GC. a = gR^2/GD. a = gR^2T^2/G^2答案：A10. 假设地球是一个质量分布均匀的球体，其半径为R，自转周期为T，万有引力常数为G，地球表面的重力加速度为g，则地球同步卫星的向心力F可以表示为（）A. F = gR^2/GT^2B. F = gR^2T^2/GC. F = gR^2/GD. F = gR^2T^2/G^2答案：C二、填空题（每题4分，共20分）11. 地球同步卫星的轨道高度约为________千米。
教科版高中物理必修第二册第三章万有引力定律1天体运动练习含答案
1.天体运动基础巩固1.(多选)下列说法正确的是()A.地心说认为:地球是宇宙的中心,太阳、月亮以及其他星球都绕地球运动B.哥白尼的日心说认为:宇宙的中心是太阳,所有行星都绕太阳做匀速圆周运动C.太阳是静止不动的,地球由西向东自转,使得太阳看起来自东向西运动D.地心说是错误的,日心说是正确的答案：AB解析：由物理学史可知,地心说认为地球是宇宙的中心,日心说认为太阳是宇宙的中心,日心说和地心说都有一定的局限性,可见A、B正确,C、D错误。
2.(多选)关于开普勒第三定律r 3T2=k ,下列说法正确的是()A.k值对所有的天体都相同B.该公式适用于围绕太阳运行的所有行星C.该公式也适用于围绕地球运行的所有卫星D.以上说法都不对答案：BC解析：开普勒第三定律r 3T2=k中的k只与中心天体有关,对于不同的中心天体,k不同,A 错。
此公式虽由行星运动规律总结所得,但它也适用于其他天体的运动,包括卫星绕地球的运动,B、C对,D错。
3.某行星绕太阳运行的椭圆轨道如图所示,F1和F2是椭圆轨道的两个焦点,行星在A点的速率比在B点的大,则太阳位于()A.F2B.AC.F1D.B答案：A解析：根据开普勒第二定律:太阳和行星的连线在相等的时间内扫过相同的面积,因为行星在A点的速率比在B点的速率大,所以太阳和行星的连线必然是行星与F2的连线,故太阳位于F2。
4.已知两颗行星的质量m1=2m2,公转周期T1=2T2,则它们绕太阳运转轨道的半长轴之比为()A.a1a2=12B.a1a2=21C.a1a2=√43 D.a1a2=√43答案：C解析：由a 3T2=k知,a13a23=T12T22,则a1a2=√43,与行星质量无关。
5.太阳系有八大行星,八大行星离地球的远近不同,绕太阳运转的周期也不相同。
下列图像能反映周期与轨道半径关系的是()答案：D解析：由开普勒第三定律知R 3T2=k,所以R3=kT2,D正确。
6.行星A、B的质量分别为m1和m2,绕太阳运行的轨道半长轴分别为r1和r2,则A、B的公转周期之比为()A.√r1r2B.r13r23C.√r13r23D.无法确定答案：C解析：由开普勒第三定律r 3T2=k,得r13T12=r23T22,所以T12T22=r13r23,T1T2=√r13r23,C正确。
高中物理关于天体运动专题例题+练习
3．已知地球的同步卫星的轨道半径约为地球半径的6．0倍，根据你知道的常识，可以估算出地球到月球的距离，这个距离最接近（ ） A ．地球半径的40倍 B ．地球半径的60倍 C ．地球半径的80倍 D ．地球半径的100倍10据报道,我国数据中继卫星“天链一号01星”于2008年4月25日在西昌卫星发射中心发射升空,经过4次变轨控制后,于5月1日成功定点在东经77°赤道上空的同步轨道.关于成功定点后的“天链一号01星”,下列说法正确的是A.运行速度大于7.9 km/sB.离地面高度一定,相对地面静止C.绕地球运行的角速度比月球绕地球运行的角速度大D.向心加速度与静止在赤道上物体的向心加速度大小相等4．宇航员在月球表面完成下面实验：在一固定的竖直光滑圆弧轨道内部的最低点，静止一质量为m 的小球（可视为质点），如图所示，当给小球水平初速度υ0时，刚好能使小球在竖直平面内做完整的圆周运动。
已知圆弧轨道半径为r ，月球的半径为R ，万有引力常量为G 。
若在月球表面上发射一颗环月卫星，所需最小发射速度为（ ） A ．Rr r550υB ．Rr r520υC ．Rr r50υD ．Rr r5520υ3．（6分）（红河州模拟）“神舟”五号载人飞船在绕地球飞行的第五圈进行变轨，由原来的椭圆轨道变为距地面高度为h 的圆形轨道．已知飞船的质量为m ，地球半径为R ，地面处的重力加速度为g ．则飞船在上述圆轨道上运行的动能E k （ ） A ． 等于mg （R+h ） B ． 小于mg （R+h ） C ． 大于mg （R+h ） D ． 等于mgh7(沈阳质量检测 )．为了探测x 星球，总质量为1m 的探测飞船载着登陆舱在以该星球中心为圆心的圆轨道上运动，轨道半径为1r ，运动周期为1T 。
随后质量为2m 的登陆舱脱离飞船，变 轨到离星球更近的半径为2r 的圆轨道上运动，则A ．x 星球表面的重力加速度211214T r g π= B ．x 星球的质量213124GT r M π= C ．登陆舱在1r 与2r 轨道上运动时的速度大小之比122121r m r m v v = D ．登陆舱在半径为2r 轨道上做圆周运动的周期131322T r r T = 答案：BD5. （北京房山期末） GPS 导航系统可以为陆、海、空三大领域提供实时、全天候和全球性的导航服务，它是由周期约为12h 的卫星群组成。
高中物理万有引力天体运动同步练习题(含答案)
9．BD
【详解】A.根据题意得：双星系统具有相同的角速度，A错误
B.根据万有引力提供向心力得： ，需要向心力大小相等，B正确
C.根据 ，且： ，联立解得： ，C错误
D.线速度角速度关系： ，所以 ，D正确
10．BC
【详解】A．根据万有引力提供向心力，有
得地球的质量为
可得已知地球卫星质量和它离地面的高度，不能得到卫星的轨道半径，也不知道卫星的周期，所以无法求出地球质量。故A错误；
A．其发射速度一定大于11.2km/s
B．在轨道上运动的线速度一定小于7.9km/s
C．它运行周期大于24h
D．它可以经过北京正上空，所以我国能利用它进行电视转播
二、多选题
8．对于开普勒第三定律的公式 ，下列说法正确的是（ ）
A．公式只适用于轨道是椭圆的运动
B．式中的k值，对于所有行星都相等
C．式中的k值，只与中心天体有关，与绕中心天体旋转的行星无关
A．m1、m2做圆周运动的角速度之比为3：2
B．m1、m2做圆周运动的向心力之比为1：1
C．m1、m2做圆周运动的半径之比为3：2
D．m1、m2做圆周运动的线速度之比为2：3
10．在下列条件中，引力常量已知，能求出地球质量的是（ ）
A．已知卫星质量和它离地的高度
B．已知卫星轨道半径和运动周期
C．已知近地卫星的周期和它的向心加速度
D．该公式也适用于围绕地球运行的所有卫星
9．经长期观测人们在宇宙中已经发现了“双星系统”．“双星系统”由两颗相距较近的恒星组成，每个恒星的线度远小于两个星体之间的距离，而且双星系统一般远离其他天体．如图所示，两颗星球组成的双星，在相互之间的万有引力作用下，绕连线上的O点做周期相同的匀速圆周运动．现测得两颗星之间的距离为L，质量之比为m1：m2=3：2．则可知
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”。
高中物理圆周运动及天体运动试题及答案解析
圆周运动试题一、单选题1、关于匀速圆周运动下列说法正确的是A、线速度方向永远与加速度方向垂直，且速率不变B、它是速度不变的运动C、它是匀变速运动D、它是受力恒定的运动2、汽车以10m/s速度在平直公路上行驶，对地面的压力为20000N，当该汽车以同样速率驶过半径为20m的凸形桥顶时，汽车对桥的压力为Ａ、10000N B、1000N C、20000N D、2000N3、如图，光滑水平圆盘中心O有一小孔，用细线穿过小孔，两端各系A，B两小球，已知B球的质量为2Kg，并做匀速圆周运动，其半径为20cm，线速度为5m/s，则A的重力为A、250NB、2.5NC、125ND、1.25N4、如图O1 ，O2是皮带传动的两轮,O1半径是O2的2倍,O1上的C 点到轴心的距离为O2半径的1/2则A、ＶＡ：ＶＢ＝2：１Ｂ、ａＡ：ａＢ＝1：2Ｃ、ＶＡ：ＶＣ＝１：２Ｄ、ａＡ：ａＣ＝2：15、关于匀速圆周运动的向心加速度下列说法正确的是A．大小不变，方向变化 B．大小变化，方向不变C．大小、方向都变化 D．大小、方向都不变6、如图所示，一人骑自行车以速度V通过一半圆形的拱桥顶端时，关于人和自行车受力的说法正确的是：A、人和自行车的向心力就是它们受的重力B、人和自行车的向心力是它们所受重力和支持力的合力，方向指向圆心C、人和自行车受到重力、支持力、牵引力、摩擦力和向心力的作用D、人和自行车受到重力、支持力、牵引力、摩擦力和离心力的作用7、假设地球自转加快，则仍静止在赤道附近的物体变大的物理量是A、地球的万有引力B、自转所需向心力C、地面的支持力D、重力8、在一段半径为R的圆孤形水平弯道上,已知弯道路面对汽车轮胎的最大静摩擦力等于车重的μ倍,则汽车拐弯时的安全速度是9、小球做匀速圆周运动，半径为R，向心加速度为 a，则下列说法错误．．的是A 、 小球的角速度Ra =ω B 、小球运动的周期a R T π2= C 、t 时间内小球通过的路程aR t S =D 、t 时间内小球转过的角度aR t =ϕ 10、某人在一星球上以速度v 0竖直上抛一物体,经t 秒钟后物体落回手中,已知星球半径为R,那么使物体不再落回星球表面,物体抛出时的速度至少为11、假如一人造地球卫星做圆周运动的轨道半径增大到原来的2倍，仍做圆周运动。
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"。
高中物理天体运动专题复习试题
天体运动（完整版·共7页）一、开普勒运动定律1、开普勒第一定律：所有的行星绕太阳运动的轨道都是椭圆，太阳处在所有椭圆的一个焦点上．2、开普勒第二定律：对于每一个行星而言，太阳和行星的连线在相等的时间内扫过的面积相等．3、开普勒第三定律：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． 二、万有引力定律1、内容：宇宙间的一切物体都是互相吸引的，两个物体间的引力大小，跟它们的质量的乘积成正比，跟它们的距离的平方成反比． 2、公式：F ＝G221rm m ,其中2211/1067.6kg m N G ⋅⨯=-，称为为有引力恒量。
3、适用条件：严格地说公式只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，公式也可近似使用，但此时r 应为两物体重心间的距离．注意：万有引力定律把地面上的运动与天体运动统一起来，是自然界中最普遍的规律之一，式中引力恒量G 的物理意义：G 在数值上等于质量均为1千克的两个质点相距1米时相互作用的万有引力． 4、万有引力与重力的关系：合力与分力的关系。
三、卫星的受力和绕行参数（角速度、周期与高度） 1、由()()22mMv G m r h r h =++，得()GMv r h =+，∴当h↑，v↓2、由G()2h r mM+=mω2（r+h ），得ω=()3h r GM+，∴当h↑，ω↓3、由G ()2h r mM+()224m r h T π=+，得T=()GM h r 324+π ∴当h↑，T↑ 注：（1）卫星进入轨道前加速过程，卫星上物体超重． （2）卫星进入轨道后正常运转时，卫星上物体完全失重． 4、三种宇宙速度（1）第一宇宙速度（环绕速度）：v 1=7.9km/s ，人造地球卫星的最小发射速度。
也是人造卫星绕地球做匀速圆周运动的最大速度。
计算：在地面附近物体的重力近似地等于地球对物体的万有引力，重力就是卫星做圆周运动的向心力．()21v mg m r h =+．当r ＞＞h 时．g h ≈g 所以v 1＝gr =7．9×103m/s第一宇宙速度是在地面附近（h ＜＜r ），卫星绕地球做匀速圆周运动的最大速度． （2）第二宇宙速度（脱离速度）：v 2=11.2km/s ，使卫星挣脱地球引力束缚的最小发射速度． （3）第三宇宙速度（逃逸速度）：v 3=16.7km/s ，使卫星挣脱太阳引力束缚的最小发射速度． 四、两种常见的卫星 1、近地卫星近地卫星的轨道半径r 可以近似地认为等于地球半径R ，其线速度大小为v 1=7.9×103m/s ；其周期为T =5.06×103s=84min 。
物理试题天体运动及答案
物理试题天体运动及答案物理试题：天体运动一、选择题（每题3分，共30分）1. 地球绕太阳公转的轨道形状是：A. 圆形B. 椭圆形C. 抛物线D. 双曲线2. 根据开普勒第三定律，两个行星绕太阳公转周期的平方与其轨道半长轴的立方成正比，这个比例常数与：A. 太阳的质量有关B. 太阳的半径有关C. 太阳的密度有关D. 太阳的自转速度有关3. 万有引力定律中，两个物体之间的引力与它们的质量乘积成正比，与它们之间距离的平方成反比，这个定律是由谁提出的？A. 牛顿B. 爱因斯坦C. 伽利略D. 哥白尼4. 在不考虑其他天体影响的情况下，一个卫星绕地球做匀速圆周运动时，其轨道半径越大，其线速度：A. 越大B. 越小C. 不变D. 先增大后减小5. 地球同步卫星相对于地球是静止的，这意味着：A. 卫星的轨道高度是固定的B. 卫星的轨道周期等于地球自转周期C. 卫星的轨道倾角为90度D. 卫星的轨道是椭圆形6. 根据牛顿的万有引力定律，两个质量分别为m1和m2的物体，它们之间的引力F与它们之间的距离r的关系是：A. F = G * m1 * m2 / rB. F = G * m1 * m2 * rC. F = G * m1 * m2 / r^2D. F = G * m1 * m2 * r^27. 以下哪个因素不会影响一个卫星绕地球做圆周运动的周期？A. 卫星的质量B. 卫星的轨道半径C. 地球的质量D. 地球的半径8. 月球绕地球公转的周期大约是：A. 24小时B. 27天C. 365天D. 1年9. 以下哪个现象是由地球自转引起的？A. 潮汐现象B. 四季变化C. 日月星辰东升西落D. 地球的公转轨道倾斜10. 根据开普勒第二定律，一个行星绕太阳公转时，它与太阳的连线在相等时间内扫过的面积相等，这表明：A. 行星在近日点运动速度较快B. 行星在远日点运动速度较慢C. 行星的轨道是椭圆形D. 行星的轨道是圆形二、填空题（每题2分，共20分）11. 地球的自转周期是________小时。
高考物理一轮二轮复习天体运动典型题目含答案(高三必看)
第五章 天体运动第1课时 万有引力定律与天体运动一、开普勒三定律1．开普勒第一定律：所有行星绕太阳运动的轨道都是________，太阳处在椭圆的一个________ 上． 2．开普勒第二定律：对任意一个行星来说，它与太阳的连线在相同的时间内扫过相等的________． 3．开普勒第三定律：所有行星的轨道的半长轴的三次方跟它的________________的比值都相等，即a 3T 2＝k . 二、万有引力定律 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___________________________成正比，与它们之间____________________成反比． 2．公式____________，通常取G ＝____________ N ·m 2/k g 2，G 是比例系数，叫引力常量． 3．适用条件公式适用于________间的相互作用．当两物体间的距离远大于物体本身的大小时，物体可视为质点；均匀的球体可视为质点，r 是__________间的距离；对一个均匀球体与球外一个质点的万有引力的求解也适用，其中r 为球心到________间的距离．考点一 开普勒三定律的理解和应用 1.行星绕太阳的运动通常按圆轨道处理. 2.开普勒行星运动定律也适用于其他天体，例如月球、卫星绕地球的运动.3.开普勒第三定律a 3T2＝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.但该定律只能用在同一中心天体的两星体之间. 【典例剖析】例1.火星和木星沿各自的椭圆轨道绕太阳运行，根据开普勒行星运动定律可知( ) A.太阳位于木星运行轨道的中心B.火星和木星绕太阳运行速度的大小始终相等C.火星与木星公转周期之比的平方等于它们轨道半长轴之比的立方D.相同时间内，火星与太阳连线扫过的面积等于木星与太阳连线扫过的面积例2.(多选)如图所示，近地人造卫星和月球绕地球的运行轨道可视为圆.设卫星、月球绕地球运行周期分别为T 卫、T 月，地球自转周期为T 地，则( )A.T 卫<T 月B.T 卫>T 月C.T 卫<T 地D.T 卫＝T 地例3.(多选)如图，海王星绕太阳沿椭圆轨道运动，P 为近日点，Q 为远日点，M 、N 为轨道短轴的两个端点，运行的周期为T 0，若只考虑海王星和太阳之间的相互作用，则海王星在从P 经过M 、Q 到N 的运动过程中( )A.从P 到M 所用的时间等于T 04B.从Q 到N 阶段，机械能逐渐变大C.从P 到Q 阶段，速率逐渐变小D.从M 到N 阶段，万有引力对它先做负功后做正功 1.（多选）关于行星的运动，以下说法正确的是( ) A ．行星轨道的半长轴越长，自转周期越大 B ．行星轨道的半长轴越长，公转周期越大 C ．水星的半长轴最短，公转周期最长 D ．海王星离太阳“最远”，绕太阳运动的公转周期最长2.为了探测引力波，“天琴计划”预计发射地球卫星P ，其轨道半径约为地球半径的16倍；另一地球卫星Q 的轨道半径约为地球半径的4倍．P 与Q 的周期之比约为 ( )A ．2∶1B ．4∶1C ．8∶1D ．16∶1 3.17世纪，英国天文学家哈雷跟踪过一颗彗星，他算出这颗彗星轨道的半长轴约等于地球公转半径的18倍，并预言这颗彗星将每隔一定的时间飞临地球，后来哈雷的预言得到证实，该彗星被命名为哈雷彗星。
（完整版）高中物理天体运动真题
（完整版）高中物理天体运动真题天体运动1. 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251，而其公转轨道半径约为地球公转轨道半径的81．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 ．2：12. 土星与太阳的距离是火星与太阳距离的6倍多。
由此信息可知（）A ．土星的质量比火星的小B ．土星运行的速率比火星的小C ．土星运行的周期比火星的小D ．土星运行的角速度大小比火星的大3. 我国高分系列卫星的高分辨对地观察能力不断提高。
今年5月9日发射的“高分五号”轨道高度约为705km ，之前已运行的“高分四号”轨道高度约为36000km ，它们都绕地球做圆周运动。
与“高分四号”相比，下列物理量中“高分五号”较小的是（）A ．周期B ．角速度C ．线速度D ．向心加速度4. 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?m 2/kg 2．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/m3C ．5×1015kg/m3D ．5×1018kg/m35. 为了探测引力波，“天琴计划”预计发射地球卫星P ，其轨道半径约为地球半径的16倍；另一地球卫星Q 的轨道半径约为地球半径的4倍。
P 与Q 的周期之比约为（）A ．2：1B ．4：1C ．8：1D ．16：16. 若想检验“使月球绕地球运动的力”与“使苹果落地的力”遵循同样的规律，在已知月地距离约为地球半径60倍的情况下，需要验证（）A ．地球吸引月球的力约为地球吸引苹果的力的2601 B ．月球公转的加速度约为苹果落向地面加速度的2601 C ．自由落体在月球表面的加速度约为地球表面的61 D ．苹果在月球表面受到的引力约为在地球表面的601 7. 2017年，人类第一次直接探测到来自双中子星合并的引力波。
高中物理必修2天体运动专项练习带答案
2017年01月17日阿甘的高中物理组卷一．选择题（共11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．（）22．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．3．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=﹣，其中G为引力常量，M为地球质量．该卫星原来在半径为R1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R2，此过程中因摩擦而产生的热量为（）A．GMm（﹣）B．GMm（﹣）C．（﹣）D．（﹣）4．如图，若两颗人造卫星a和b均绕地球做匀速圆周运动，a、b到地心O的距离分别为r1、r2，线速度大小分别为v1、v2，则（）A．=B．=C．=（）2D．=（）25．宇航员王亚平在“天宮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．若飞船质量为m，距地面高度为h，地球质量为M，半径为R，引力常量为G，则飞船所在处的重力加速度大小为（）A．0 B． C． D．6．研究火星是人类探索向火星移民的一个重要步骤．设火星和地球均绕太阳做匀速圆周运动，火星轨道在地球轨道外侧，如图所示，与地球相比较，则下列说法中正确的是（）A．火星运行速度较大B．火星运行角速度较大C．火星运行周期较大D．火星运行的向心加速度较大7．如图所示，有M和N两颗质量相等的人造地球卫星，都环绕地球做匀速圆周运动．这两颗卫星相比较（）A．M的环绕周期较小B．M的线速度较小C．M的角速度较大 D．M的机械能较大8．“嫦娥二号”环月飞行的高度为100km，所探测到的有关月球的数据将比环月飞行高度为200km的“嫦娥一号”更加详实．若两颗卫星环月的运行均可视为匀速圆周运动，运行轨道如图所示．则（）A．“嫦娥二号”环月运行的周期比“嫦娥一号”大B．“嫦娥二号”环月运行的线速度比“嫦娥一号”小C．“嫦娥二号”环月运行的向心加速度比“嫦娥一号”大D．“嫦娥二号”环月运行的向心力与“嫦娥一号”相等9．以下是力学中的三个实验装置，由图可知这三个实验中共同的物理思想方法是（）A．极限的思想方法 B．放大的思想方法C．控制变量的方法 D．猜想的思想方法10．若在某行星和地球上相对于各自的水平地面附近相同的高度处、以相同的速率平抛一物体，它们在水平方向运动的距离之比为2：．已知该行星质量约为地球的7倍，地球的半径为R．由此可知，该行星的半径约为（）A．R B．R C．2R D．R11．2013年12月2日1时30分，“嫦娥三号”月球探测器搭载长征三号乙火箭发射升空．该卫星将在距月球表面高度为h的轨道上做匀速圆周运动，其运行的周期为T；最终在月球表面实现软着陆．若以R表示月球的半径，忽略月球自转及地球对卫星的影响．则（）A．“嫦娥三号”绕月运行时的向心加速度为B．月球的第一宇宙速度为C．“嫦娥三号”降落月球时，通常使用降落伞减速从而实现软着陆D．物体在月球表面自由下落的加速度大小为2017年01月17日阿甘的高中物理组卷参考答案与试题解析一．选择题（共11小题）1．（2012•新课标）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【解答】解：令地球的密度为ρ，则在地球表面，重力和地球的万有引力大小相等，有：g=，由于地球的质量为：M=，所以重力加速度的表达式可写成：g==．根据题意有，质量分布均匀的球壳对壳内物体的引力为零，固在深度为d的井底，受到地球的万有引力即为半径等于（R﹣d）的球体在其表面产生的万有引力，故井底的重力加速度g′=所以有=故选A．2．（2014•新课标Ⅱ）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．【解答】解：在两极，引力等于重力，则有：mg0=G，由此可得地球质量M=，在赤道处，引力与支持力的合力提供向心力，由牛顿第二定律，则有：G﹣mg=m，而密度公式，ρ==，故B正确，ACD错误；故选：B．3．（2013•安徽）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=﹣，其中G为引力常量，M为地球质量．该卫星原来在半径为R1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R2，此过程中因摩擦而产生的热量为（）A．GMm（﹣）B．GMm（﹣）C．（﹣）D．（﹣）【解答】解：卫星做匀速圆周运动，由地球的万有引力提供向心力，则轨道半径为R1时G=①，卫星的引力势能为E P1=﹣②轨道半径为R2时G=m③，卫星的引力势能为E P2=﹣④设摩擦而产生的热量为Q，根据能量守恒定律得：+E P1=+E P2+Q ⑤联立①～⑤得Q=（）故选：C．4．（2015•福建）如图，若两颗人造卫星a和b均绕地球做匀速圆周运动，a、b 到地心O的距离分别为r1、r2，线速度大小分别为v1、v2，则（）A．=B．=C．=（）2D．=（）2【解答】解：根据万有引力提供向心力=mv=，a、b到地心O的距离分别为r1、r2，所以=，故选：A．5．（2015•重庆）宇航员王亚平在“天宮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．若飞船质量为m，距地面高度为h，地球质量为M，半径为R，引力常量为G，则飞船所在处的重力加速度大小为（）A．0 B． C． D．【解答】解：飞船在距地面高度为h处，由万有引力等于重力得：解得：g=故选：B6．（2015•沈阳学业考试）研究火星是人类探索向火星移民的一个重要步骤．设火星和地球均绕太阳做匀速圆周运动，火星轨道在地球轨道外侧，如图所示，与地球相比较，则下列说法中正确的是（）A．火星运行速度较大B．火星运行角速度较大C．火星运行周期较大D．火星运行的向心加速度较大【解答】解：根据万有引力提供向心力，得，，，，由此可知，轨道半径越大，周期越大，但速度、角速度、加速度越小，因火星的轨道半径屄地球的轨道半径大，故火星的周期大，但火星的速度、角速度、加速度都小，故C正确、ABD错误．故选：C．7．（2013秋•邢台期末）如图所示，有M和N两颗质量相等的人造地球卫星，都环绕地球做匀速圆周运动．这两颗卫星相比较（）A．M的环绕周期较小B．M的线速度较小C．M的角速度较大 D．M的机械能较大【解答】解：A、由万有引力提供向心力：，解得：，可知半径大的周期大，故M的周期大，故A错误．B、由万有引力提供向心力：，解得：，可知半径大的线速度小，故M的线速度小，故B正确．C、由万有引力提供向心力：，解得：，可知半径大的角速度小，故M的角速度小，故C错误．D、卫星发射得越高，克服地球引力做功就越多，获得的机械能就越大，故M的机械能较大，故D正确．故选：BD．8．（2014•南明区二模）“嫦娥二号”环月飞行的高度为100km，所探测到的有关月球的数据将比环月飞行高度为200km的“嫦娥一号”更加详实．若两颗卫星环月的运行均可视为匀速圆周运动，运行轨道如图所示．则（）A．“嫦娥二号”环月运行的周期比“嫦娥一号”大B．“嫦娥二号”环月运行的线速度比“嫦娥一号”小C．“嫦娥二号”环月运行的向心加速度比“嫦娥一号”大D．“嫦娥二号”环月运行的向心力与“嫦娥一号”相等【解答】解：根据万有引力充当向心力知：F=G=m=mω2r=m（）2r=ma解得：v=①T==2π②ω=③a=④A、因为R1＞R2，所以T1＞T2，故A错误；B、因为R1＞R2，所以v2＞v1，故B错误；C、因为R1＞R2，所以a2＞a1，故C正确；D、因为R1＞R2，所以F1＜F2，故D错误．故选：C．9．（2014•开封一模）以下是力学中的三个实验装置，由图可知这三个实验中共同的物理思想方法是（）A．极限的思想方法 B．放大的思想方法C．控制变量的方法 D．猜想的思想方法【解答】解：力学的三个实验均体现出放大的思想方法，故选B10．（2015•海南）若在某行星和地球上相对于各自的水平地面附近相同的高度处、以相同的速率平抛一物体，它们在水平方向运动的距离之比为2：．已知该行星质量约为地球的7倍，地球的半径为R．由此可知，该行星的半径约为（）A．R B．R C．2R D．R【解答】解：对于任一行星，设其表面重力加速度为g．根据平抛运动的规律得h=得，t=则水平射程x=v0t=v0．可得该行星表面的重力加速度与地球表面的重力加速度之比==根据G=mg，得g=可得=•解得行星的半径R行=R地•=Rו=2R故选：C．11．（2014•莲湖区校级二模）2013年12月2日1时30分，“嫦娥三号”月球探测器搭载长征三号乙火箭发射升空．该卫星将在距月球表面高度为h的轨道上做匀速圆周运动，其运行的周期为T；最终在月球表面实现软着陆．若以R表示月球的半径，忽略月球自转及地球对卫星的影响．则（）A．“嫦娥三号”绕月运行时的向心加速度为B．月球的第一宇宙速度为C．“嫦娥三号”降落月球时，通常使用降落伞减速从而实现软着陆D．物体在月球表面自由下落的加速度大小为【解答】解：根据万有引力提供向心力知：G=m（）2r得：GM=A、由m（）2r=ma知a=，故A错误；B、由G=m知v1==，故B错误；C、太空是真空，“嫦娥三号”高速降落时不能使用降落伞减速，故C错误；D、物体在月球表面自由下落的加速度大小为g′则G=mg′，则g′=，故D正确．故选：D．。
2024_2025学年新教材高中物理专题强化练四天体运动的三类问题新人教版必修第二册
专题强化练(四) 天体运动的三类问题一、单项选择题1．如图所示，在人类探究宇宙的过程中，有意无意地遗弃在宇宙空间的各种残骸和废弃物被称为“太空垃圾”．这些“太空垃圾”在轨道上高速运动，因此对正在运行的航天器具有巨大的破坏力．设“太空垃圾”绕地球做圆周运动，以下说法正确的是( )A．离地面越低的“太空垃圾”运行周期越大B．离地面越高的“太空垃圾”运行角速度越小C．“太空垃圾”运行速率可能为8.5 km/sD．由公式v＝√gr得，离地面越高的“太空垃圾”运行速率越大2．我国自主研制的首艘货运飞船“天舟三号”放射升空后，与已经在轨运行的“天和号”胜利对接形成“组合体”．对接后的“组合体”仍在“天和号”的轨道上运行．“组合体”和“天和号”运动的轨道均可视为圆轨道．“组合体”和“天和号”相比，“组合体”运行的( )A．周期变小B．角速度变大C．线速度大小不变D．向心加速度变小3．如图所示，地球赤道上的山丘e、近地卫星p和同步卫星q均在赤道平面上绕地心做匀速圆周运动．设e、p、q的圆周运动速率分别为v1、v2、v3，向心加速度分别为a1、a2、a3，则( )A．v1＞v2＞v3 B．v1＜v2＜v3C．a1＞a2＞a3 D．a1＜a3＜a24．如图所示，假设月球半径为R，月球表面的重力加速度为g0，飞船在距月球表面高度为3R的圆形轨道Ⅰ上运动，到达轨道的A点点火变轨进入椭圆轨道Ⅱ，到达轨道的近月点B点点火变轨进入近月轨道Ⅲ，绕月球做圆周运动，忽视月球自转的影响，则( )√g0RA．飞船在轨道Ⅰ上的运行速度为14B．飞船在轨道Ⅲ上绕月球运行一周所需的时间为2π√Rg0C．飞船在轨道Ⅰ上运行时通过A点的加速度大于在轨道Ⅱ上运行时通过A点的加速度D．飞船在A点处点火时，速度增加二、多项选择题5．[2024·湖南卷]如图，火星与地球近似在同一平面内，绕太阳沿同一方向做匀速圆周运动，火星的轨道半径大约是地球的1.5倍．地球上的观测者在大多数的时间内观测到火星相对于恒星背景由西向东运动，称为顺行；有时观测到火星由东向西运动，称为逆行．当火星、地球、太阳三者在同始终线上，且太阳和火星位于地球两侧时，称为火星冲日．忽视地球自转，只考虑太阳对行星的引力，下列说法正确的是( )A．火星的公转周期大约是地球的√8倍27B．在冲日处，地球上的观测者观测到火星的运动为顺行C．在冲日处，地球上的观测者观测到火星的运动为逆行D．在冲日处，火星相对于地球的速度最小6．[2024·山东滕州市高一下联考]如图所示，在某次放射卫星的过程中，卫星由近地圆形轨道进入椭圆轨道，图中O点为地心，地球半径为R，A点是近地圆形轨道和椭圆轨道的切点，远地点B离地面高度为6R，设卫星在近地圆形轨道运行的周期为T.下列说法正确的是( )A．卫星由近地圆形轨道的A点进入椭圆轨道须要使卫星减速B．卫星在椭圆轨道上通过A点时的速度大于通过B点时的速度C．卫星在椭圆轨道上通过A点时的加速度大小是通过B点时加速度大小的6倍D．卫星在椭圆轨道上由A点经4T的时间刚好能到达B点7．如图所示，有A、B两个行星绕同一恒星O沿不同轨道做圆周运动，旋转方向相同．A 行星的周期为T1，B行星的周期为T2，在某一时刻两行星第一次相距最近，则( )A.经过时间t＝T1＋T2，两行星将其次次相距最近，两行星将其次次相距最近B．经过时间t＝T1T2T2−T1，两行星第一次相距最远C．经过时间t′＝T1+T22D．经过时间t′＝T1T2，两行星第一次相距最远2(T2−T1)三、非选择题8．中国自行研制、具有完全自主学问产权的“神舟号”飞船，目前已经达到或优于国际第三代载人飞船技术，其放射过程简化如下：飞船在酒泉卫星放射中心放射，由长征运载火箭送入近地点为A、远地点为B的椭圆轨道上，A点距地面的高度为h，飞船飞行5圈后进行变轨，进入预定圆轨道，如图所示．若已知地球表面重力加速度为g，地球半径为R，求：(1)飞船在B点经椭圆轨道进入预定圆轨道时是加速还是减速？(2)飞船经过椭圆轨道近地点A时的加速度大小．9．已知月球半径为R，月球表面的重力加速度为g0，飞船在绕月球的圆形轨道Ⅰ上运动，轨道半径为r，r＝4R，到达轨道Ⅰ的A点时点火变轨进入椭圆轨道Ⅱ，到达轨道的近月点B时再次点火进入近月轨道Ⅲ绕月球做圆周运动．已知引力常量G，求：(1)第一次点火和其次次点火分别是加速还是减速；(2)飞船在轨道Ⅰ上的运行速率；(3)飞船在轨道Ⅲ上绕月运行一周所需的时间．专题强化练(四) 天体运动的三类问题1．解析：“太空垃圾”绕地球做圆周运动，依据万有引力供应向心力GMm R 2＝m 4π2T 2R 可知，T ＝4π2R3GM，则离地面越低的“太空垃圾”运行周期越小，故A 错误；依据万有引力供应向心力GMm R 2＝mω2R 可知，ω＝ GMR 3，则离地面越高的“太空垃圾”运行角速度越小，故B 正确；地球的第一宇宙速度为7.9 km/s ，是最大的环绕速度，全部围绕地球做圆周运动的速度不能大于此速度，故C 错误；依据GMm R 2＝mg 可知，g ＝GMR2，则随着R 的增大g 减小，则由公式v ＝gr ，不能推断“太空垃圾”运行速率改变状况，故D 错误．故选B.答案：B2．解析：依据G Mm r 2＝ma ＝m v 2r ＝mrω2＝m 4π2T 2r 得，向心加速度a ＝GM r2，线速度v ＝GMr，角速度ω＝GM r 3，周期T ＝4π2r3GM，由于轨道半径不变，则线速度大小、角速度、周期、向心加速度大小均不变，故C 正确，A 、B 、D 错误．答案：C3．解析：卫星的速度v ＝Gm 地r，可见卫星距离地心越远，即r 越大，则速度越小，所以v 3＜v 2，q 是同步卫星，其角速度ω与地球自转角速度相同，所以其线速度v 3＝ωr 3＞v 1＝ωr 1，选项A 、B 均错误．由Gm 地m r 2＝ma ，得a ＝Gm 地r 2，同步卫星q 的轨道半径大于近地卫星p 的轨道半径，可知q 的向心加速度a 3＜a 2.由于同步卫星q 的角速度ω与地球自转的角速度相同，即与地球赤道上的山丘e 的角速度相同，但q 轨道半径大于e 的轨道半径，依据a ＝ω2r 可知a 1＜a 3.依据以上分析可知，选项D 正确，选项C 错误．答案：D4．解析：飞船在轨道Ⅰ上运行时，依据万有引力供应向心力得G Mm （3R ＋R ）2＝m v 23R ＋R，由于忽视月球自转的影响，所以在月球表面上，依据万有引力等于重力有G Mm R2＝mg 0，联立得飞船在轨道Ⅰ上的运行速度为v ＝12g 0R ，选项A 错误；飞船在轨道Ⅲ上绕月球运行，有mg 0＝mR4π2T2，得T ＝2πRg 0，选项B 正确；在轨道Ⅰ上通过A 点和在轨道Ⅱ上通过A 点时，其加速度都是由万有引力产生的，由于在两个轨道上通过A 点时的万有引力相等，故加速度相等，选项C 错误；飞船在A 点处点火时，是通过向行进方向喷火，做减速运动进入椭圆轨道，所以点火时速度是减小的，选项D 错误．答案：B5．解析：由开普勒第三定律可知，由于火星轨道半径大于地球轨道半径，所以火星公转周期肯定大于地球公转周期(也可依据r 3地 T 2地 ＝r 3火T 2火 ，r 火≈1.5r 地，得出T 火＝278T 地)，A 项错误；火星与地球均绕太阳做匀速圆周运动，即G Mm r 2＝m v 2r，解得v ＝GMr，所以火星公转速度小于地球公转速度，因此在冲日处，地球上的观测者观测到火星相对于地球由东向西运动，为逆行，B 项错误、C 项正确；火星和地球运行的线速度大小不变，且在冲日处，地球与火星速度方向相同，故此时火星相对于地球的速度最小，D 项正确．答案：CD6．解析：卫星在A 点受万有引力作用，在圆形轨道时万有引力等于所需的向心力，卫星做匀速圆周运动，在椭圆轨道近地点万有引力小于所需的向心力，卫星做离心运动，又有向心力F ＝mv 2R，所以卫星在椭圆轨道上通过A 点时的速度要大于卫星在圆形轨道上通过A点时的速度，故卫星由近地圆形轨道的A 点进入椭圆轨道须要使卫星加速，故A 错误；由开普勒其次定律可知，卫星在椭圆轨道上通过A 点时的速度大于通过B 点时的速度，故B 正确；卫星在椭圆轨道上只受万有引力作用，又有F 万＝GMm r 2，加速度a ＝GMr2，所以通过A 点时的加速度是通过B 点时加速度的（R ＋6R ）2R 2＝49倍，故C 错误；由开普勒第三定律可知a 3T2＝k ，椭圆轨道(半长轴为4R )和圆形轨道(半径为R )围绕的中心天体都是地球，故k 相等，那么椭圆轨道周期T 1与圆形轨道周期T 关系为（4R ）3T 21＝k ＝R3T 2，所以T 1＝8T ，卫星在椭圆轨道上由A 点经12T 1＝4T 的时间刚好能到达B 点，故D 正确．答案：BD7．解析：A 错，B 对：两行星做圆周运动的角速度分别为ω1＝2πT 1，ω2＝2πT 2，且ω＝GMr 3，由于r 1＜r 2，所以ω1＞ω2，两行星其次次相距最近时，A 比B 多运动一周，用时t＝2πω1－ω2＝2π2πT 1－2πT 2＝T 1T 2T 2－T 1.C 错，D 对：两行星第一次相距最远时，A 比B 多运动半周，用时t ′＝πω1－ω2＝π2πT 1－2πT 2＝T 1T 22（T 2－T 1）.答案：BD8．解析：(1)飞船要转入更高轨道须要加速． (2)在地球表面有mg ＝GMm R 2① 依据牛顿其次定律有：G Mm（R ＋h ）2＝ma A ②由①②式联立解得，飞船经过椭圆轨道近地点A 时的加速度大小为a A ＝gR 2（R ＋h ）2.答案：(1)加速 (2)gR 2（R ＋h ）29．解析：(1)由高轨道到低轨道，必需使飞船所须要的向心力小于万有引力，故都要减速才可实现；(2)飞船在轨道Ⅰ上运行时，由万有引力供应向心力，设月球的质量为M ，飞船的质量为m ，运行速率为v ，依据牛顿其次定律有G Mm （4R ）2＝m v 24R设在月球表面上有一个质量为m ′的物体，其所受重力与万有引力相等，则有m ′g 0＝G Mm ′R 2得M ＝g 0R 2G联立解得v ＝12g 0R ；(3)由题意可知轨道Ⅲ的半径为R ，设飞船在轨道Ⅲ上的运行周期为T ，依据万有引力供应向心力有G Mm R 2＝m 4π2T2R 解得T ＝2πRg 0. 答案：(1)都要减速 (2)12g 0R (3)2πR g 0。
高中物理天体运动练习题及讲解
高中物理天体运动练习题及讲解### 高中物理天体运动练习题及讲解#### 练习题一：卫星的轨道周期题目：一颗人造卫星绕地球做匀速圆周运动，已知地球的质量为 \( M \)，卫星的质量为 \( m \)，卫星到地球中心的距离为 \( r \)。
求卫星的周期 \( T \)。
解答：根据万有引力定律和牛顿第二定律，我们有：\[ F = \frac{G M m}{r^2} \]\[ F = m \frac{4\pi^2 r}{T^2} \]其中 \( G \) 是万有引力常数。
将两个等式相等，得到：\[ \frac{G M m}{r^2} = m \frac{4\pi^2 r}{T^2} \]解得卫星的周期 \( T \) 为：\[ T = 2\pi \sqrt{\frac{r^3}{G M}} \]#### 练习题二：地球的引力加速度题目：在地球表面，忽略地球的自转，求一个物体因地球引力而获得的加速度 \( g \)。
解答：在地球表面，物体受到的引力 \( F \) 等于其质量 \( m \) 乘以引力加速度 \( g \)：\[ F = m g \]根据万有引力定律，这个力也等于：\[ F = \frac{G M m}{R^2} \]其中 \( R \) 是地球的半径。
将两个等式相等，得到：\[ m g = \frac{G M m}{R^2} \]解得引力加速度 \( g \) 为：\[ g = \frac{G M}{R^2} \]#### 练习题三：月球绕地球运动题目：月球绕地球做匀速圆周运动，已知月球的质量为 \( m_{\text{moon}} \)，地球的质量为 \( M \)，月球到地球中心的距离为\( r_{\text{moon}} \)。
求月球的周期 \( T_{\text{moon}} \)。
解答：月球绕地球运动的周期 \( T_{\text{moon}} \) 可以通过与卫星周期的公式类比得出：\[ T_{\text{moon}} = 2\pi \sqrt{\frac{r_{\text{moon}}^3}{G M}} \]#### 练习题四：双星系统的总质量题目：两颗星体构成一个双星系统，它们围绕共同的质心做匀速圆周运动，已知两颗星体的质量分别为 \( m_1 \) 和 \( m_2 \)，到质心的距离分别为 \( r_1 \) 和 \( r_2 \)，求双星系统的总质量\( M_{\text{total}} \)。
(完整版)高中物理天体运动真题
天体运动1. 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251，而其公转轨道半径约为地球公转轨道半径的81．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 ．2：12. 土星与太阳的距离是火星与太阳距离的6倍多。
由此信息可知（ ）A ．土星的质量比火星的小B ．土星运行的速率比火星的小C ．土星运行的周期比火星的小D ．土星运行的角速度大小比火星的大3. 我国高分系列卫星的高分辨对地观察能力不断提高。
今年5月9日发射的“高分五号”轨道高度约为705km ，之前已运行的“高分四号”轨道高度约为36000km ，它们都绕地球做圆周运动。
与“高分四号”相比，下列物理量中“高分五号”较小的是（ ）A ．周期B ．角速度C ．线速度D ．向心加速度4. 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•m 2/kg 2．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/m3C ．5×1015kg/m3D ．5×1018kg/m35. 为了探测引力波，“天琴计划”预计发射地球卫星P ，其轨道半径约为地球半径的16倍；另一地球卫星Q 的轨道半径约为地球半径的4倍。
P 与Q 的周期之比约为（ ）A ．2：1B ．4：1C ．8：1D ．16：16. 若想检验“使月球绕地球运动的力”与“使苹果落地的力”遵循同样的规律，在已知月地距离约为地球半径60倍的情况下，需要验证（ ）A ．地球吸引月球的力约为地球吸引苹果的力的2601 B ．月球公转的加速度约为苹果落向地面加速度的2601 C ．自由落体在月球表面的加速度约为地球表面的61 D ．苹果在月球表面受到的引力约为在地球表面的601 7. 2017年，人类第一次直接探测到来自双中子星合并的引力波。
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WORD 格式整理天体运动（完整版·共 7 页）一、开普勒运动定律1、开普勒第一定律：所有的行星绕太阳运动的轨道都是椭圆，太阳处在所有椭圆的一个焦点上．2、开普勒第二定律：对于每一个行星而言，太阳和行星的连线在相等的时间内扫过的面积相等．3、开普勒第三定律：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．二、万有引力定律1、内容：宇宙间的一切物体都是互相吸引的，两个物体间的引力大小，跟它们的质量的乘积成正比，跟它们的距离的平方成反比．2、公式： F ＝ Gm 1 m 2,其中 G6.67 10 11 N m 2 / kg 2，称为为有引力恒量。
r 23、适用条件：严格地说公式只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，公式也可近似使用，但此时r 应为两物体重心间的距离．注意： 万有引力定律把地面上的运动与天体运动统一起来，是自然界中最普遍的规律之一，式中引力恒量G 的物理意义： G 在数值上等于质量均为1 千克的两个质点相距 1 米时相互作用的万有引力．4、万有引力与重力的关系：合力与分力的关系。
三、卫星的受力和绕行参数（角速度、周期与高度）1、由 GmM2mv 2 ，得 vGM ，∴当 h ↑， v ↓r hrhr h2、由 GmM =m ω 2（ r+h ），得 ω= GM，∴当 h ↑， ω↓rh 2r h33、由 GmM42r h ，得 T=42r h 3∴当 h ↑， T ↑h 2m2GMrT注：（ 1）卫星进入轨道前加速过程，卫星上物体超重．（ 2）卫星进入轨道后正常运转时，卫星上物体完全失重．4、三种宇宙速度（ 1）第一宇宙速度（环绕速度） ： v 1=7.9km/s ，人造地球卫星的最小发射速度。
也是人造卫星绕地球做匀速圆周运动的最大速度。
计算：在地面附近物体的重力近似地等于地球对物体的万有引力，重力就是卫星做圆周运动的向心2 力． mgmv 1．当 r ＞＞ h 时． g h ≈ g 所以 v 1＝ gr =7 ． 9×103m/sr h第一宇宙速度是在地面附近（h ＜＜ r ），卫星绕地球做匀速圆周运动的最大速度．（ 2）第二宇宙速度（脱离速度） ： v 2=11.2km/s ，使卫星挣脱地球引力束缚的最小发射速度．（ 3）第三宇宙速度（逃逸速度） ： v 3=16.7km/s ，使卫星挣脱太阳引力束缚的最小发射速度．四、两种常见的卫星1、近地卫星近地卫星的轨道半径 r 可以近似地认为等于地球半径 R ，其线速度大小为v 1=7.9 ×103 m/s ；其周期为T=5.06 ×103s=84min 。
它们分别是绕地球做匀速圆周运动的人造卫星的最大线速度和最小周期。
神舟号飞船的运行轨道离地面的高度为340km ，线速度约 7.6km/s ，周期约 90min 。
WORD 格式整理2、同步卫星“同 步 ”的 含 义 就 是 和 地 球 保 持 相 对 静 止 ， 所 以 其 周 期 等 于 地 球 自 转 周 期 ， 即 T=24h 。
由 式G mM=mv2= m 4 2 （ r+h ）可得，同步卫星离地面高度为h ＝ 3 GMT 2－ r ＝3·58×107 m 即其轨道半径rh 2r hT 24 2是唯一确定的离地面的高度h=3.6 ×104km ，而且该轨道必须在地球赤道的正上方，运转方向必须跟地球自转方向一致即由西向东。
同步卫星的线速度v=GM =3.07 ×10 3 m /sr h通讯卫星可以实现全球的电视转播，一般通讯卫星都是地球同步卫星。
五、人造天体在运动过程中的能量关系1、卫星动能： E KGMm2r2、卫星势能：E PGMm（以无穷远处引力势能为零，M 为地球质量， m 为卫星质量， r 为卫星轨道半径。
r由于从无穷远向地球移动过程中万有引力做正功，所以系统势能减小，为负。
）3、卫星机械能： EGMm ，可见，同样质量的卫星在不同高度轨道上的机械能不同，轨道半径越大，即离地2r面越高，卫星具有的机械能越大，发射越困难。
【例】开普勒第三定律及其应用1．飞船沿半径为 R 的圆周绕地球运动，如图所示，其周期为T ，如果飞船要返回地面，可在轨道上某一点A处将速率降低到适当数值，从而使飞船沿着以地心为焦点的椭圆轨道运行，椭圆和地球表面相切于 B 点，设地球半径为R 0，问飞船从 A 点返回到地面上B 点所需时间为多少？2．【 2013 江苏】火星和木星沿各自的椭圆轨道绕太阳运行，根据开普勒行星运动定律可知（）A ．太阳位于木星运行轨道的中心B ．火星和木星绕太阳运行速度的大小始终相等C ．火星与木星公转周期之比的平方等于它们轨道半长轴之比的立方D ．相同时间内，火星与太阳连线扫过的面积等于木星与太阳连线扫过的面积3．关于开普勒第三定律的公式R 3 K ，下列说法中正确的是（）T2A ．公式只适用于绕太阳做椭圆轨道运行的行星B ．公式中的 T 表示行星自转的周期C ．式中的 k 值，对所有行星（或卫星）都相等D ．式中的 k 值，对围绕同一中心天体运行的行星（或卫星）都相同4．【 2014 浙江卷 】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＝T48 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32 R 0 2 ；2、C ； 3、 D ； 4、B1、 （1+ ）T8 R1．已知万有引力常量G，地球半径R，月球和地球之间的距离r ，同步卫星距地面的高度h，月球绕地球的运转周期 T ，地球的自转周期T ，地球表面的重力加速度g。
某同学根据以上条件，提出一种估算地球质量M 12的方法：同步卫星绕地球作圆周运动，由G Mmm224 2 h3h得Mh2T2GT 22⑴判断以上结果是否正确，并说明理由。
如不正确，给出正确的解法和结果。
⑵请根据已知条件再提出两种估算地球质量的方法并解得结果。
2．宇航员站在某一星球表面某高处，沿水平方向抛出一小球。
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 。
若抛出时的初速度增大到 2 倍，则抛出点与落地点之间的距离为 3 L。
已知两落地点在同一水平面上，该星球的半径为R，万有引力常数为G。
求该星球质量M。
3． 2003 年 10 月 16 日北京时间 6 时 34 分，中国首次载人航天飞行任务获得圆满成功。
据报道，中国首位航天员杨利伟乘坐的“神舟”五号载人飞船，于北京时间十月十五日九时，在酒泉卫星发射中心用“长征二号F”型运载火箭发射升空。
此后，飞船按照预定轨道环绕地球十四圈，在太空飞行约二十一小时，若其运动可近似认为是匀速圆周运动，飞船距地面高度约为340 千米，已知万有引力常量为G=6.67× 10－11牛·米2/千克2，地球半径约为6400 千米，且地球可视为均匀球体，则试根据以上条件估算地球的密度。
（结果保留 1 位有效数学）4．中子星是恒星演化过程的一种可能结果，它的密度很大。
现有一中子星，观测到它的自转周期为T=1/30s。
问该中子星的最小密度应是多少才能维持该星的稳定，不致因自转而瓦解。
计算时星体可视为均匀球体。
(引力常数 G=6.67 101132 m /kg.s)5．【 2014 ·新课标Ⅱ卷】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，在赤道的大小为g；地球自转的周期为T，引力常量为G.地球的密度为（）3πg0－ g3πg03π0A.0B.C.D.3π g222GT g GT g0GT GT2g2 3LR23 (R h )33331.27 1014kg / m3； 5、B1、略；2、M =； 3、610kg m4、3Gt 2GT2R3GT 2【例】卫星运动和宇宙速度1． ( 卫星轨道）如图所示的三个人造地球卫星，下列说法正确的是（）①卫星可能的轨道为a、b、 c②卫星可能的轨道为a、 c③同步卫星可能的轨道为a、 c④同步卫星可能的轨道为a2．（环绕参数） 【 2013 上海】小行星绕恒星运动，恒星均匀地向四周辐射能量，质量缓慢减小，可认为小行星在绕恒星运动一周的过程中近似做圆周运动。
则经过足够长的时间后，小行星运动的（）A ．半径变大B ．速率变大C ．角速度变大D ．加速度变大3． 2007 年 10 月 24 日，我国发射的 “嫦娥一号 ”探月卫星简化后的路线示意图如图，卫星由地面发射后经过发射轨道进入停泊轨道，然后在停泊轨道经过调速后进入地月转移轨道，再次调速后进入工作轨道，卫星开始对月球进行探测。
已知地球与月球的质量之比为 a ，卫星的停泊轨道与工作轨道的半径之比为停泊轨道和工作轨道上均可视为做匀速圆周运动，则卫星（ ）b ，卫星在A ．在停泊轨道和工作轨道运行的速度之比为baB ．在停泊轨道和工作轨道运行的周期之比为b 3aC ．在停泊轨道运行的速度大于地球的第一宇宙速度D ．从停泊轨道进入到地月转移轨道，卫星必须加速4．发射地球同步卫星时， 先将卫星发射至近地圆轨道1，然后经点火， 使其沿椭圆轨道 2 运行，最后再次点火，将卫星送入同步轨道3。
轨道 1、 2 相切于 Q 点，轨道 2、 3 相切于 P 点 (如图 ) ，则卫星分别在 1、 2、 3 轨道上正常运行时，以下说法正确的（ ）A ．卫星在轨道 3 上的速率大于在轨道 1 上的速率B ．卫星在轨道 3 上的角速度小于在轨道1 上的角速度C ．卫星在轨道 1 上经过 Q 点时的速率小于它在 2 上经过 Q 点的速率D ．卫星在轨道 2 上经过 P 点时的加速度等于它在3 上经过 P 点的加速度5．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g 1，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g 2，则（ ）A ．g 1g2aB ．g 2a g1C ． g 1 a1 a g 2g 2D ． g 166．（同步卫星）在地球（看作质量均匀的球体）上空有许多同步卫星，下面说法中正确的是（）A ．它们的质量可能不同B ．它们的速度可能不同C ．它们的向心加速度可能不同D ．它们离地心的距离可能不同 7．【 2014 天津 】研究表明，地球自转在逐渐变慢，3 亿年前地球自转的周期约为22 小时．假设这种趋势会持续下去，地球的其他条件都不变，未来人类发射的地球同步卫星与现在的相比（ ）A ．距地面的高度变大B ．向心加速度变大C ．线速度变大D ．角速度变大8．【 2013 四川】太阳系外行星大多不适宜人类居住，绕恒星“Glicsc581”运行的行星“Gl-581c ”却很值得我们期待。