万有引力与航天专题练习(一)..pdf

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1、右玉一中物理必修二 贵有恒，何须三更起五更眠；最无益，莫过一日曝十日寒-贵有恒，何须三更起五更眠；最无益，莫过一日曝十日寒- 1 第六章万有引力与航天专题练习 设计人：李龙飞审核人：孙俊堂序号： 26 班级_ 组名_ 姓名_ 时间： 2016/4/18 1、 【天体计算】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若已知万有引力常量G，地球表面处的重力加速度g，地球半径R，地 球上一个昼夜的时间T1( 地球自转周期 ) ，一年的时间T2( 地球公转周期 ) ，地球中心到月球中心 的距离L1，地球中心到太阳中心的距离L2. 你能计算出 ( )

2、A地球的质量m地gR2G B太阳的质量m太 3 2 2 2 C月球的质量m月 3 1 2 1 D可求月球、地球及太阳的密度 【天体计算】 (2013大纲全国 18)“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200 km 的圆形轨道上运行，运行周期为127 分钟已知引力常量G6.67 10 11 Nm 2/kg2，月球的半径为 1.74 10 3 km. 利用以上数据估算月球的质量约为 ( ) A8.1 10 10 kg B 7.4 10 13 kg C5.4 10 19 kg D 7.4 1022 kg 【天体计算】“嫦娥三号” 探测器已于2013 年 12 月 2 日 1

3、时 30 分，在西昌卫星发射中心成功 发射 “嫦娥三号”携带“玉免号”月球车首次实现月球软着陆和月面巡视勘察，并开展月表形 貌与地质构造调查等科学探测已知月球半径为R0，月球表面处重力加速度为g0，地球和月球 的半径之比为R/R04，表面重力加速度之比为g/g0 6，则地球和月球的密度之比/ 0 为 ( ) A.2/3 B.3/2 C4 D 6 【卫星参量】 (2013 广东 14) 如图 1，甲、乙两颗卫星以相同 的轨道半径分别绕质量为M和 2M的行星做匀速圆周运动，下列说 法正确的是 ( ) A甲的向心加速度比乙的小 B甲的运行周期比乙的小 C甲的角速度比乙的大 D甲的线速度比乙的大 【卫

4、星参量】(2013 海南 5)“北斗”卫星导航定位系统由地球静止轨道卫星( 同步卫星 ) 、 中轨道卫星和倾斜同步卫星组成地球静止轨道卫星和中轨道卫星都在圆轨道上运行，它们距 地面的高度分别约为地球半径的6 倍和 3.4 倍下列说法正确的是( ) A静止轨道卫星的周期约为中轨道卫星的2 倍 B静止轨道卫星的线速度大小约为中轨道卫星的2 倍 C静止轨道卫星的角速度大小约为中轨道卫星的 1 7 D静止轨道卫星的向心加速度大小约为中轨道卫星的 1 7 【卫星参量】已知地球质量为M，半径为R，自转周期为T，地球同步卫星质量为m，引力常量 为G. 有关同步卫星，下列表述正确的是( ) A卫星距地面的高度

5、为 3GMT242 B卫星的运行速度小于第一宇宙速度 C卫星运行时受到的向心力大小为GMmR2 D卫星运行的向心加速度小于地球表面的重力加速度 【变轨】 在完成各项任务后， “神舟十号” 飞船于 2013 年 6 月 26 日回归 地球 如图所示， 飞船在返回地面时，要在P点从圆形轨道进入椭圆轨 道，Q为轨道上的一点，M为轨道上的另一点，关于“神舟十号” 的运动，下列说法中正确的有( ) A飞船在轨道上经过P的速度小于经过Q的速度 B飞船在轨道上经过P的速度小于在轨道上经过M的速度 C飞船在轨道上运动的周期大于在轨道上运动的周期 D飞船在轨道上经过P的加速度小于在轨道上经过M的加速度 【变轨】

6、 2013 年 12 月 2 日，我国探月探测器“嫦娥三号”在西昌卫星发 射中心成功发射升空，此飞行轨道示意图如图所示，地面发射后奔向月球， 在P点从圆形轨道进入椭圆轨道，Q为轨道上的近月点下列关于“嫦 娥三号”的运动，正确的说法是( ) A发射速度一定大于7.9 km/s B在轨道上从P到Q的过程中速率不断增大 C在轨道上经过P的速度小于在轨道上经过P的速度 D在轨道上经过P的加速度小于在轨道上经过P的加速度 【变轨】如图4 所示，搭载着“嫦娥二号”卫星的长征三号丙运载火箭 在西昌卫星发射中心点火发射，卫星由地面发射后， 进入地月转移轨道， 经多次变轨最终进入距离月球表面100 km 、 周

7、期为 118 min 的工作轨道， 开始对月球进行探测，则( ) A卫星在轨道上的运动速度比月球的第一宇宙速度小 B卫星在轨道上经过P点的速度比在轨道上经过P点时的大 C卫星在轨道上运行周期比在轨道上短 D卫星在轨道上的运行周期比在轨道上长 【竖直上抛、宇宙速度】某人在一星球表面上以速度v0竖直上抛一物体，经过时间t后物体 落回手中已知星球半径为R，那么沿星球表面将物体抛出，要使物体不再落回星球表面，抛 射速度至少为 ( ) A.v0tR B. 2v0Rt) C. v0Rt) D.v0Rt) 【宇宙速度】 2011 年中俄联合实施探测火星计划，由中国负责研制的“萤火一号”火星探测器 与俄罗斯研

8、制的 “福布斯土壤”火星探测器一起由俄罗斯“天顶” 运载火箭发射前往火星已 知火星的质量约为地球质量的19，火星的半径约为地球半径的12. 下列关于火星探测器的说法 中正确的是 ( ) A发射速度只要大于第一宇宙速度即可 B发射速度只有达到第三宇宙速度才可以 C发射速度应大于第二宇宙速度而小于第三宇宙速度 D火星探测器环绕火星运行的最大速度为地球第一宇宙速度的2)3 右玉一中物理必修二 贵有恒，何须三更起五更眠；最无益，莫过一日曝十日寒-贵有恒，何须三更起五更眠；最无益，莫过一日曝十日寒- 2 【双星】宇宙中，两颗靠得比较近的恒星，只受到彼此之间的万有引力作用相互绕转，称之为 双星系统在浩瀚的

9、银河系中，多数恒星都是双星系统设某双星系统A、B绕其连线上的O 点做匀速圆周运动，如图7 所示若AOOB，则 ( ) 图 7 A星球A的质量一定大于星球B的质量 B星球A的线速度一定大于星球B的线速度 C双星间距离一定，双星的质量越大，其转动周期越大 D双星的质量一定，双星之间的距离越大，其转动周期越大 【双星模型】(2013 山东 20)双星系统由两颗恒星组成，两恒星在相互引力的作用下，分别 围绕其连线上的某一点做周期相同的匀速圆周运动研究发现，双星系统演化过程中，两星的 总质量、距离和周期均可能发生变化若某双星系统中两星做圆周运动的周期为T，经过一段 时间演化后，两星总质量变为原来的k倍，

10、两星之间的距离变为原来的n倍，则此时圆周运动 的周期为 ( ) A.n3k2)T B.n3k)T C.n2k)T D.nk)T 【多星模型】宇宙中存在一些质量相等且离其他恒星较远的四颗星组成的四星系统，通常可忽 略其他星体对它们的引力作用设四星系统中每个星体的质量均为m，半径均为R，四颗星稳定 分布在边长为a的正方形的四个顶点上已知引力常量为G. 关于四星系统，下列说法正确的是 ( ) A四颗星围绕正方形对角线的交点做匀速圆周运动 B四颗星的轨道半径均为a2 C四颗星表面的重力加速度均为GmR2 D四颗星的周期均为2a2a4r(2)Gm) 【天体计算】(2014 新课标 18) 假设地球可视为

11、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 ( ) A.3 g0gGT2g0 B.3 g0GT2g0g C.3GT2 D.3 g0GT2g 【宇宙速度】(2014 福建 14) 若有一颗“宜居”行星，其质量为地球的p倍，半径为地球的 q倍，则该行星卫星的环绕速度是地球卫星环绕速度的( ) A.pq 倍 B.qp)倍 C.pq) 倍 D.pq3倍 【卫星参量】(2014 天津 3) 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

12、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 【双星】冥王星与其附近的另一星体卡戎可视为双星系统，质量比约为71，同时绕它们连线 上某点O做匀速圆周运动由此可知，冥王星绕O点运动的 ( ) A轨道半径约为卡戎的1/7 B角速度大小约为卡戎的1/7 C线速度大小约为卡戎的7 倍 D向心力大小约为卡戎的7 倍 【开普勒定律】 (2013 江苏单科 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

13、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 【天体计算、变轨、平衡条件】2013 年 6 月 13 日，神舟十号与天宫一号成功实现自动交会对 接假设神舟十号与天宫一号都在各自的轨道做匀速圆周运动已知引力常量为G，下列说法 正确的是 ( ) A由神舟十号运行的周期和轨道半径可以求出地球的质量 B由神舟十号运行的周期可以求出它离地面的高度 C若神舟十号的轨道半径比天宫一号大，则神舟十号的周期比天宫一号小 D漂浮在天宫一号内的宇航员处于平衡状态 【变轨】一人造地球卫星绕地球做匀速圆周运动，假如该卫星变轨后仍做匀速圆周运动，动能 减小为原来的1/4 ，不考虑卫星

14、质量的变化，则变轨前、后卫星的( ) A向心加速度大小之比为41 B角速度大小之比为21 C周期之比为18 D轨道半径之比为12 【竖直上抛、天体计算、宇宙速度、卫星参量】随着我国登月计划的实施，我国宇航员登上月 球已不是梦想 假如我国宇航员登上月球并在月球表面附近以初速度v0竖直向上抛出一个小球， 经时间t后小球回到出发点已知月球的半径为R，引力常量为G，则下列说法正确的是( ) A月球表面的重力加速度为v0t B月球的质量为2v0R2Gt C宇航员在月球表面获得 v0Rt) 的速度就可能离开月球表面围绕月球做圆周运动 D宇航员在月球表面附近绕月球做匀速圆周运动的绕行周期为 Rtv0) 【万

15、有引力、黄金替换、开普勒定律】小型登月器连接在航天站上，一起绕月球做圆周运动， 其轨道半径为月球半径的3 倍某时刻，航天站使登月器减速分离，登月器沿如图1 所示的椭 圆轨道登月，在月球表面逗留一段时间完成科考工作后，经快速启动仍沿原椭圆轨道返回当 第一次回到分离点时恰与航天站对接登月器快速启动时间可以忽略不计，整个过程中航天站 右玉一中物理必修二 贵有恒，何须三更起五更眠；最无益，莫过一日曝十日寒-贵有恒，何须三更起五更眠；最无益，莫过一日曝十日寒- 3 保持原轨道绕月运行已知月球表面的重力加速度为g0，月球半径为R，不考虑月球自转的影 响，则登月器可以在月球上停留的最短时间约为( ) 图 1

16、 A4.7 Rg0) B 3.6 Rg0) C1.7 Rg0) D 1.4 Rg0) 【天体计算、宇宙速度】2012 年，天文学家首次在太阳系外找到一个和地球尺寸大体相同的系 外行星P，这个行星围绕某恒星Q做匀速圆周运动测得P的公转周期为T，公转轨道半径为 r. 已知引力常量为G，则 ( ) A恒星Q的质量约为42r3GT2 B行星P的质量约为42r3GT2 C以 7.9 km/s的速度从地球发射的探测器可以到达该行星表面 D以 11.2 km/s的速度从地球发射的探测器可以到达该行星表面 【双星、万有引力】2012 年 7 月，一个国际研究小组借助于智利的甚大望远镜，观测到了一组 双星系统，

17、它们绕两者连线上的某点O做匀速圆周运动，如图2 所示此双星系统中体积较小 成员能“吸食”另一颗体积较大星体表面物质，达到质量转移的目的假设在演变的过程中两 者球心之间的距离保持不变，则在最初演变的过程中( ) 图 2 A它们做圆周运动的万有引力保持不变 B它们做圆周运动的角速度不断变大 C体积较大星体圆周运动轨迹半径变大，线速度也变大 D体积较大星体圆周运动轨迹半径变大，线速度变小 【天体计算】为了对火星及其周围的空间环境进行探测，我国发射了一颗火星探测器假设探 测器在离火星表面高度分别为h1和h2的圆轨道上运动时，周期分别为T1和T2. 火星可视为质量 分布均匀的球体，且忽略火星的自转影响，

18、万有引力常量为G. 仅利用以上数据，可以计算出 ( ) A火星的质量 B探测器的质量 C火星对探测器的引力 D火星表面的重力加速度 【天体计算、卫星参量】一行星绕恒星做匀速圆周运动由天文观测可得，其运行周期为T， 速度为v，引力常量为G，则 ( ) A恒星的质量为v3T2G B行星的质量为42v3GT2 C行星运动的轨道半径为vT2 D行星运动的加速度为2vT 【卫星参量、宇宙速度】我国于2013 年 6 月 11 日 17 时 38 分发射“神舟十号”载人飞船，并 与“天宫一号”目标飞行器对接如图3 所示，开始对接前， “天宫一号”在高轨道，“神舟十 号”飞船在低轨道，各自绕地球做匀速圆周运

19、动，距离地面的高度分别为h1和h2( 设地球半径 为R) ， “天宫一号”的运行周期约为90 分钟则以下说法正确的是( ) 图 3 A “天宫一号”跟“神舟十号”的线速度大小之比为h2h1) B “天宫一号”跟“神舟十号”的向心加速度大小之比为Rh22Rh12 C “天宫一号”的角速度比地球同步卫星的角速度大 D “天宫一号”的线速度大于7.9 km/s 【万有引力、卫星参量】(2014 北京 23) 万有引力定律揭示了天体运动规律与地上物体运动 规律具有内在的一致性 (1) 用弹簧秤称量一个相对于地球静止的小物体的重量，随称量位置的变化可能会有不同的结 果已知地球质量为M，自转周期为T，万有

20、引力常量为G. 将地球视为半径为R、质量均匀分布 的球体，不考虑空气的影响设在地球北极地面称量时，弹簧秤的读数是F0. a若在北极上空高出地面h处称量，弹簧秤读数为F1，求比值 F1F0 的表达式，并就h1.0%R 的情形算出具体数值( 计算结果保留两位有效数字) ； b若在赤道地面称量，弹簧秤读数为F2，求比值 F2F0的表达式 (2) 设想地球绕太阳公转的圆周轨道半径为r、 太阳的半径为RS和地球的半径R三者均减小为现 在的 1.0%，而太阳和地球的密度均匀且不变仅考虑太阳和地球之间的相互作用，以现实地球 的 1 年为标准，计算“设想地球”的一年将变为多长？ 【卫星参量】 (2014 河南

21、三市联考)( 多选 ) 地球同步卫星绕地球做匀速圆周运动，已知其轨道 半径为r，同期为T，引力常量为G，地球表面的重力加速度为g. 根据题目提供的已知条件，可 以估算出的物理量有( ) A地球的质量B同步卫星的质量 C地球的平均密度D.同步卫星离地面的高度 【卫星参量】 (2014 皖南八校联考)2012 年 6 月 24 日，航天员刘旺手动控制“神舟九号”飞 船完成与 “天宫一号” 的交会对接， 形成组合体绕地球圆周运动，速率为v0， 轨道高度为340 km. “神舟九号” 飞船连同三位宇航员的总质量为m，而测控通信由两颗在地球同步轨道运行的“天 右玉一中物理必修二 贵有恒，何须三更起五更眠

22、；最无益，莫过一日曝十日寒-贵有恒，何须三更起五更眠；最无益，莫过一日曝十日寒- 4 链一号”中继卫星、陆基测控站、测量船，以及北京飞控中心完成，下列描述错误的是( ) A组合体圆周运动的周期约1.5 h B组合体圆周运动的线速度约7.8 km/s C组合体圆周运动的角速度比“天链一号”中继卫星的角速度大 D发射“神舟九号”飞船所需能量是12mv 2 【开普勒定律】 (2014 唐山摸底 )A、B两颗地球卫星绕地球运转的周期之比为221，则( ) A线速度之比为12 B轨道半径之比为81 C向心加速度之比为12 D. 质量之比为11 【变轨、开普勒定律】(2014 浙江五校联考)( 多选 )

23、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 和 2 相切于Q点，轨道2 和 3 相切于P点，设卫星在1 轨道和 3 轨道正常运行的速度和 加速度分别为v1、v3和a1、a3，在 2 轨道经过P点时的速度和加速度为v2和a2，且当卫星分别 在 1、2、3 轨道上正常运行时周期分别为T1、T2、T3，以下说法正确的是( ) Av1v2v3Bv1v3v2 Ca1a2a3D.T1T2T3 【物理学史】(2014 江西重点中学联考) 关于卡文迪许扭秤实验对物理学的贡献，下列说法中 正确的是 ( ) A发现了万有引

24、力的存在 B解决了微小力的测定问题 C开创了用实验研究物理的科学方法 D验证了开普勒定律的正确性 【卫星参量】 (2014 徐州摸底 ) 我国“北斗”卫星导航定位系统将由5 颗静止轨道卫星( 同步卫 星) 和 30 颗非静止轨道卫星组成，30 颗非静止轨道卫星中有27 颗是中轨道卫星，中轨道卫星 轨道高度约为2.15 10 4 km ，静止轨道卫星的高度约为3.60 10 4 km.下列说法正确的是( ) A中轨道卫星的线速度大于7.9 km/s B静止轨道卫星的线速度大于中轨道卫星的线速度 C静止轨道卫星的运行周期大于中轨道卫星的运行周期 D静止轨道卫星的向心加速度大于中轨道卫星的向心加速度

25、 【卫星参量】 (2014 浙江名校联考)2012 年 10 月 25 日我国将第十六颗北斗卫星“北斗-G6 ” 送入太空，并定点于地球静止轨道东经110.5 . 由此，具有完全自主知识产权的北斗系统将首 先具备为亚太地区提供高精度、高可靠定位、导航、授时服务，并具短报文通信能力其定位 精度优于20 m授时精度优于100 ns. 关于这颗“北斗- G6 ”卫星以下说法中正确的有( ) A这颗卫星轨道平面与东经110.5 的经线平面重合 B通过地面控制可以将这颗卫星定点于杭州正上方 C这颗卫星的线速度大小比离地350 公里高的天宫一号空间站线速度要大 D这颗卫星的周期一定等于地球自转周期 【卫星

26、参量、宇宙速度】(2014 南京四校联考)已知地球质量为M，半径为R，自转周期为T， 地球同步卫星质量为m，引力常量为G，有关同步卫星，下列表述正确的是( ) A卫星距地面的高度为 3GMT242 B卫星的运行速度大于第一宇宙速度 C卫星运行时受到的向心力大小为GMmR2 D卫星运行的向心加速度小于地球表面的重力加速度 【宇宙速度、卫星参量】(2013 新课标全国高考)2012 年 6 月 18 日，神舟九号飞船与天宫 一号目标飞行器在离地面343 km的近圆形轨道上成功进行了我国首次载人空间交会对接对接 轨道所处的空间存在极其稀薄的大气下列说法正确的是( ) A为实现对接，两者运行速度的大小

27、都应介于第一宇宙速度和第二宇宙速度之间 B如不加干预，在运行一段时间后，天宫一号的动能可能会增加 C如不加干预，天宫一号的轨道高度将缓慢降低 D航天员在天宫一号中处于失重状态，说明航天员不受地球引力作用 【万有引力、力的合成】(2013 浙江高考 ) 如图所示，三颗质量均为m的地球同步卫星等间隔 分布在半径为r的圆轨道上，设地球质量为M、半径为R. 下列说法正确的是( ) A地球对一颗卫星的引力大小为GMmr R2 B一颗卫星对地球的引力大小为GMmr2 C两颗卫星之间的引力大小为G m23r2 D三颗卫星对地球引力的合力大小为3GMmr2 【宇宙速度、变轨、卫星参量】(2014 浙江六校联考

28、)2010 年 10 月 1 日 18 时 59 分 57 秒，搭 载着“嫦娥二号”卫星的“长征三号丙”运载火箭在西昌卫星发射中心点火发射，卫星由地面 发射后，进入地月转移轨道，经多次变轨最终进入距离月球表面100 km，周期为118 min 的工 作轨道，开始对月球进行探测下列说法正确的是( ) 右玉一中物理必修二 贵有恒，何须三更起五更眠；最无益，莫过一日曝十日寒-贵有恒，何须三更起五更眠；最无益，莫过一日曝十日寒- 5 A卫星在轨道上的运动速度比月球的第一宇宙速度小 B卫星在轨道上经过P点的速度比在轨道上经过P点时大 C卫星在轨道上运动周期比在轨道上短 D卫星在轨道上的机械能比在轨道上多

29、 【万有引力、卫星参量】有一探测卫星在地球赤道正上方绕地球做匀速圆周运动，已知地球质 量为M，地球半径为R，万有引力常量为G，探测卫星绕地球运动的周期为T0求： (1) 探测卫星绕地球做匀速圆周运动时的轨道半径； (2) 探测卫星绕地球做匀速圆周运动时的速度大小： (3) 在距地球表面高度恰好等于地球半径时，探测卫星上的观测仪器某一时刻能观测到的地 球表面赤道的最大弧长( 此探测器观测不受日照影响，不考虑空气对光的折射) 【开普勒定律、追及、天体计算】(2014 景德镇摸底) 如图所示是月亮女神、嫦娥1 号绕月做 圆周运行时某时刻的图片，用R1、R2、T1、T2分别表示月亮女神和嫦娥1 号的轨

30、道半径及周期， 用R表示月亮的半径 (1) 请用万有引力知识证明：它们遵循R13T12 R23T23K，其中K是只与月球质量有关而 与卫星无关的常量； (2) 在经多少时间两卫星第一次相距最远； (3) 请用嫦娥1 号所给的已知量，估测月球的平均密度 【实验：物理方法】(2012泰安模拟 ) 下列三个实验中, 能够反映出的共同的物理思想方法是 ( ) 观察桌面受力发生形变 手的压力使玻璃瓶发生形变 卡文迪许测量引力常量的扭秤实验 A.猜想假设的思想方法 B.微量放大的思想方法 C.极限分析的思想方法 D.建立理想化模型的思想方法 【天体计算】 (2011年福建卷 ) “嫦娥二号”是我国月球探测

31、第二期工程的先导星. 若测得“嫦 娥二号”在月球 ( 可视为密度均匀的球体) 表面附近圆形轨道运行的周期为T, 已知引力常量为G, 半径为 R的球体体积公式V= R 3, 则可估算月球的 ( ) A.密度 B. 质量 C. 半径D.自转周期 【卫星参量】 (2012 淮北一模 ) 如图所示 ,a 是地球赤道上的一点,t=0 时刻在 a 的正上空有b、c、 d 三颗轨道均位于赤道平面的地球卫星, 这些卫星绕地球做匀速圆周运动的运行方向均与地球 自转方向 ( 顺时针转动 ) 相同 , 其中 c 是地球同步卫星. 设卫星 b绕地球运行的周期为T, 则在 t= T 时刻这些卫星相对a 的位置最接近实际

32、的是( ) 【卫星参量】 (2013 皖南重点高中联考) 预计我国将于2020 年前发射月球登陆车, 采集月球表面 的一些样本后返回地球. 月球登陆车返回时, 由月球表面发射后先绕月球在近月圆轨道上飞行, 经轨道调整后与停留在较高轨道的轨道舱对接. 下列关于此过程的描述正确的是( ) A.登陆车在近月圆轨道上运行的周期与月球自转的周期相等 B.登陆车在近月轨道的加速度大于在较高轨道的轨道舱的加速度 C.登陆车与轨道舱对接后由于质量增加若不加速则轨道半径不断减小 D.登陆车与轨道舱对接后经减速后才能返回地球 【双星】 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S1和 S2构成 ,

33、 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,S1到 C点的距离为r1,S1和 S2的距离为 r, 已知万有引力常量为G.由此可求出S2的质量为 ( ) A.B. 右玉一中物理必修二 贵有恒，何须三更起五更眠；最无益，莫过一日曝十日寒-贵有恒，何须三更起五更眠；最无益，莫过一日曝十日寒- 6 C. D. 【天体计算】 (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 m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 10 4 km 延伸到 1.4 10 5

34、 km.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 m 2/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 10 16 kg B.6.4 10 17 kg C.9.0 10 25 kg D.6.4 10 26 kg 【变轨】 (2012 年天津卷 ) 一人造地球卫星绕地球做匀速圆周运动, 假如该卫星变轨后仍做匀速 圆周运动 ,动能减小为原来的, 不考虑卫星质量的变化, 则变轨前后卫星的( ) A.向心加速度大小之比为41 B.角速度大小之比为21 C.周期之比为18 D.轨道半径之比为12 【变轨】 (201

35、2 烟台一模 ) 我国将在发射“嫦娥三号”之后, 直至未来将建立月球基地, 并在绕月 轨道上建造空间站. 如图所示为航天飞机飞行图, 关 闭动力的航天飞机在月球引力作用下经椭圆轨道向月球靠近. 并将与空间站在B 处对接 , 已知空 间站绕月球做匀速圆周运动, 轨道半径为r, 周期为T,万有引力常量为G,下列说法中正确的是 ( ) A.图中航天飞机在飞向B处的过程中 , 月球引力做正功 B.航天飞机在B处由椭圆轨道可直接进入空间站轨道 C.航天飞机经过B处时的加速度与空间站经过B处时的加速度不相等 D.根据题中条件可以算出月球质量 【万有引力】 (2012 江苏模拟 ) 我们可以假想人类不断向月

36、球“移民”, 经过较长时间后, 月球和 地球仍可视为均匀球体, 地球的总质量仍大于月球的总质量, 月球仍按原轨道运行, 以下说法正 确的是 ( ) A.月地之间的万有引力将变小 B.月球绕地球运动的周期将变大 C.月球绕地球运动的向心加速度将变小 D.月球表面的重力加速度将变大 【万有引力、开普勒定律】 (2013广元市统考 ) 按照我国整个月球探测活动的计划, 在第一 步“绕月”工程圆满完成各项目标和科学探测任务后, 将开展第二步“落月”工程. 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 船沿距月球表面高度为3R的圆形轨道上运动, 当运动到轨道上的A点时 , 点火变轨进

37、入椭圆轨 道 , 在到达轨道的近月点B时再次点火变轨, 进入近月轨道绕月球做圆周运动. 求:(1) 飞船在轨道上的运行速率; (2) 飞船在轨道上绕月球运行一周所需的时间? 【竖直上抛、天体计算】(2013资阳市一诊 ) 宇航员在地球表面以某一初速度竖直上抛一小球, 经过时间t小球落回原处 ; 若他在某一星球表面以相同的初速度竖直上抛同一小球, 需经过5t 小球落回原处 .( 取地球表面重力加速度g=10 m/s 2, 空气阻力不计 ) (1) 求该星球表面附近的重力加速度g; (2) 已知该星球的半径r 与地球的半径R之比为 1:4, 求星球的质量M星与地球质量M地之比 . 【开普勒定律、图

38、像】太阳系中的八大行星的轨道均可以近似看成圆轨道。下列四 幅图是用来描述这些行星运动所遵循的某一规律的图像。图中坐标系的横轴是 lgTT0，纵轴是 lgRR0；这里 T和 R分别是行星绕太阳运行的周期和相应的圆轨道半 径，T0和 R0分别是水星绕太阳运行的周期和相应的圆轨道半径。下列四幅图中正确 的是( ) 右玉一中物理必修二 贵有恒，何须三更起五更眠；最无益，莫过一日曝十日寒-贵有恒，何须三更起五更眠；最无益，莫过一日曝十日寒- 7 图 1 【万有引力】一名宇航员来到一个星球上，如果该星球的质量是地球质量的一半， 它的直径也是地球直径的一半，那么这名宇航员在该星球上所受的万有引力大小是 它在

39、地球上所受万有引力的( ) A0.25 倍B0.5 倍 C2.0 倍D 4.0 倍 【天体计算】近年来，人类发射的多枚火星探测器已经相继在火星上着陆，正在进 行着激动人心的科学探究，为我们将来登上火星、开发和利用火星资源奠定了坚实 的基础。如果火星探测器环绕火星做“近地”匀速圆周运动，并测得该运动的周期 为T，则火星的平均密度 的表达式为 (k为某个常数 )( ) AkT BkT CkT 2 D kT2 【天体计算】 (2015台州模拟 )如图 2 所示是美国的“卡西尼”号探测器经过长达 7 年的“艰苦”旅行，进入绕土星飞行的轨道。若“卡西尼”号探测器在半径为R 的土星上空离土星表面高h 的圆

40、形轨道上绕土星飞行，环绕n 周飞行时间为 t ，已 知万有引力常量为G ，则下列关于土星质量M和平均密度 的表达式正确的是 ( ) 图 2 AM 42Rh3Gt2，3R h3Gt2R3 BM 42Rh2Gt2，3R h2Gt2R3 CM 42t2Rh3Gn2 ，3t2R h3Gn2R3 DM 42n2Rh3Gt2，3n2R h3Gt2R3 【天体计算】 (2012福建高考 )一卫星绕某一行星表面附近做匀速圆周运动，其线 速度大小为 v。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 。已知引力常量为G ，则这颗行星的质量 为( ) Amv2GN

41、 Bmv4GN CNv2Gm D Nv4Gm 【黄金替换】假设宇宙中有一颗未命名的星体，其质量为地球的6.4 倍，一个在地 球表面重力为 50 N 的物体，经测定在该未知星体表面的重力为80 N，则未知星体 与地球的半径之比为 ( ) A0.5 B2 C 3.2 D4 【平抛、天体计算】(2015河南漯河二模 ) 宇航员站在某一星球距离表面h 高度处， 以初速度 v0沿水平方向抛出一个小球， 经过时间 t 后小球落到星球表面， 已知该星 球的半径为 R，引力常量为 G ，则该星球的质量为 ( ) A2hR2Gt2 B2hR2Gt C 2hRGt2 DGt22hR2 【万有引力】 (2015 “

42、北约”卷)今有一个相对地面静止， 悬浮在赤道上空的气球。 对于一个站在宇宙背景惯性系的观察者，仅考虑地球相对其的自转运动，则以下对 气球受力的描述正确的是( ) A该气球受地球引力、空气浮力和空气阻力 B该气球受力平衡 C 地球引力大于空气浮力 D 地球引力小于空气浮力 【卫星参量、天体计算】“嫦娥三号”探测器已于12 月 2 日 1 时 30 分，在西昌卫 星发射中心成功发射。“嫦娥三号”携带“玉兔号”月球车首次实现月球软着陆和 月面巡视勘察，并开展月表形貌与地质构造调查等科学探测。“玉兔号”在地球表 面的重力为 G1，在月球表面的重力为G 2；地球与月球均视为球体， 其半径分别为 R1、

43、R2；地球表面重力加速度为g。则( ) 图 4 A月球表面的重力加速度为G1gG2 B月球与地球的质量之比为G2R22G1R12 C 月球卫星与地球卫星分别绕月球表面与地球表面运行的速率之比为 G1R1G2R2) D “嫦娥三号”环绕月球表面做匀速圆周运动的周期为2G2R2G1g) 【变轨、卫星参量、天体计算】( 多选) “天宫二号”空间实验室是继“天宫一号” 后中国自主研发的第二个空间实验室，将用于进一步验证空间交会对接技术及进行 右玉一中物理必修二 贵有恒，何须三更起五更眠；最无益，莫过一日曝十日寒-贵有恒，何须三更起五更眠；最无益，莫过一日曝十日寒- 8 一系列空间试验，预计于2016

44、年发射。若“天宫二号”进入轨道后在离地面高为 370 km 的轨道上围绕地球做匀速圆周运动，则下列说法中正确的是( ) A由于“天宫二号”在太空中处于完全失重状态，所以不受重力作用 B “天宫二号” 围绕地球做匀速圆周运动的向心加速度要小于地球同步卫星的 向心加速度 C若再给出地球的半径和“天宫二号”围绕地球做匀速圆周运动的周期，就可 以计算出地球的平均密度 D若通过变轨将“天宫二号”调整到离地面高为600 km 的轨道上绕地球做匀 速圆周运动，则“天宫二号”的机械能将增加 【天体计算、 开普勒定律、 万有引力】 (2015河南十所名校高三联考)“嫦娥三号” 探月卫星于 2013 年下半年在西

45、昌卫星发射中心发射，实现“落月”的新阶段。已 知月球绕地球做圆周运动的半径为r1、周期为 T1；“嫦娥三号”探月卫星绕月球做 圆周运动的半径为r2、周期为 T2。引力常量为 G ，不计周围其他天体的影响，下列 说法正确的是 ( ) A根据题目条件能求出“嫦娥三号”探月卫星的质量 B根据题目条件能求出地球的密度 C根据题目条件能求出地球与月球之间的引力 D根据题目条件可得出r13T12r23T22 【宇宙速度、 卫星参量】 (2015 宜春模拟 )2014 年 3 月 8 日凌晨，从吉隆坡飞往北 京的马航 MH370 航班起飞后与地面失去联系，机上有154名中国人。之后，中国紧 急调动了海洋、风

46、云、高分、遥感等4 个型号近 10 颗卫星为地面搜救行动提供技 术支持。假设“高分一号”卫星与同步卫星、月球绕地球运行的轨道都是圆，它们 在空间的位置示意图如图1 所示。下列有关“高分一号”的说法正确的是 ( ) 图 1 A其发射速度可能小于7.9 km/s B绕地球运行的角速度比月球绕地球运行的大 C绕地球运行的周期比同步卫星的大 D在运行轨道上完全失重，重力加速度为0 【开普勒定律】 (2014浙江高考 ) 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r119 600 km ，公转周期 T16.39 天。2006年 3 月， 天文学家新发现两颗冥王星的

47、小卫星，其中一颗的公转轨道半径r248 000 km ， 则它的公转周期T2最接近于 ( ) A15 天B25 天 C 35 天D45 天 【卫星参量】 (2015 赣州模拟 ) 如图 2 所示，轨道是近地气象卫星轨道，轨道 是地球同步卫星轨道，设卫星在轨道和轨道上都绕地心做匀速圆周运动，运行 的速度大小分别是v1和 v2，加速度大小分别是a1和 a2则( ) 图 2 Av1v2a1a2 Bv1v2a1a2 C v1v2a1a2 D v1v2a1a2 【卫星参量】 ( 多选) 截止到 2014 年 2 月全球定位系统GPS 已运行了整整 25 年，是 现代世界的奇迹之一。 GPS全球定位系统有

48、 24 颗卫星在轨运行， 每个卫星的环绕周 期为 12 小时。 GPS 系统的卫星与地球同步卫星相比较，下面说法正确的是( ) 图 3 AGPS 系统的卫星轨道半径是地球同步卫星半径的2)2 倍 BGPS 系统的卫星轨道半径是地球同步卫星半径的322 倍 C GPS 系统的卫星线速度是地球同步卫星线速度的2 倍 D GPS 系统的卫星线速度是地球同步卫星线速度的32 倍 【追及、卫星参量】如图4 建筑是厄瓜多尔境内的“赤道纪念碑”。设某人造地球 卫星在赤道上空飞行，卫星的轨道平面与地球赤道重合，飞行高度低于地球同步卫 星。已知卫星轨道半径为r ，飞行方向与地球的自转方向相同，设地球的自转角速 度为0，地球半径为 R，地球表面重力加速度为g，某时刻卫星通过这一赤道纪念 碑的正上方，该卫星过多长时间再次经过这个位置？( ) 右玉一中物理必修二 贵有恒，何须三更起五更眠；最无益，莫过一日曝十日寒-贵有恒，何须三更起五更