天体运动---大量练习题-较难.docx

2023-2023学年度?学校3月月考卷学校:姓名：班级：考号：一、选择题（题型注释）1.“天宫一号宇宙飞船绕地球做匀速圆周运动，它比地球同步卫星轨道低很多，那么“天宫一号”宇宙飞船与同步卫星相比A.“天宫一号宇宙飞船的线速度较小B.“天宫一号宇宙飞船的周期较短C.“天宫一号”宇宙飞船的向心加速度较小D.“天宫一号”宇宙飞船受到的万有引力一定较大【答案】B【解析】由U=J也，A错误；由=A,B正确；由。="，C错误；根据尸=G粤，由于VrT2r2r2两者的质量未知，D错误。2 .如下图，飞船从圆轨道1变轨至圆轨道2,轨道2的半径是轨道1半径的3倍。假设飞船在两轨道上都做匀速圆周运动，那么飞船在轨道2上运行和在轨道1上运行相比A.线速度变为原来的3倍B.向心加速度变为原来的L9C.动能变为原来的D.运行周期变为原来的3倍3【答案】BC【解析】试题分析：因为弓二3勺，根据U=J事可知，v=后勺选项A错误；根据=等可知IO127ZTa1=-a1,选项B正确；根据=5机-，Efc2=-Ejtl,选项C正确；根据T=可知T2=3收，选项D错误.考点：人造卫星；万有引力定律的应用.3 .以下关于万有引力的说法中，错误的选项是A.地面上自由下落的物体和天空中运行的月亮，都受到了万有引力的作用B.万有引力定律是牛顿在总结前人研究的根底上发现的C.R=G班机2/，中的G是比例常数，适用于任何两个物体之间，它没有单位D.万有引力定律适用于自然界中任意两个物体之间【答案】C【解析】试题分析：自然界中任意两个物体之间都存在万有引力，应选项A、D正确；牛顿在总结了前人，如第谷、开普勒等科学家的经验，发现了万有引力定律，应选项B正确；引力常量G有单位，应选项C错误;据题意应该选择选项C。考点：此题考查万有引力定律的理解。4.假设取地球的第一宇宙速度为8kms,某行星的质量是地球质量的6倍，半径是地球的1.5倍，那么此行星的第一宇宙速度约为（）A32km/s16km/sC、4kmsD2kms【答案】BCMmV2Mmg=G=m_rg=G【解析】由黄金代换RR,第一宇宙速度U=Ug",由R可知该行星外表加速度为地球外表加速度的225倍，第一宇宙速度为地球的第宇宙速度的2倍，为16km/s5.土星外层上有一个环，为了判断它是土星的一局部还是土星的卫星群，可以测量环中各层的线速度V与该层到土星中心的距离R之间的关系来判断（）A.假设V=R,那么该层是土星的一局部B.假设v28R,那么该层是土星的卫星群C.假设v<×L,那么该层是土星的卫星群RD.假设V2,那么该层是土星的卫星群R【答案】AD【解析】假设环是土星的一局部，那么环中各点的角速度相同，对应线速度v=R即VaR,其中R为土星环内任一点到土星中心的距离，故A正确.假设环为卫星群，那么环中任一颗粒都有：MmV2G=mR2RJ-,即v2jL,故D选项正确.NRR6.太空探测器进入了一个圆形轨道绕太阳运转，其轨道半径为地球绕太阳运转轨道半径的9倍，那么太空探测器绕太阳运转的周期是（）A.3年B.9年C27年D.81年【答案】C【解析】可利用G”二m（2巴）2求解，挖掘地球相关信息（周期Tb=I年）是关键.设绕太阳做匀速R2T圆周运动的物体（行星或太空探测器等）质量为?，轨道半径为，运转周期为r,假设太阳质量为M,那么物体绕太阳运转的运动方程为G”=w（）2r,由此式可得4-=空=常量.R2TT2方不难看出常量二二丝与绕太阳运转的行星、太空探测器的质量无关，这实际上是应用开普勒第三定T24万2律（太空探测器相当于一颗小行星），我们运用地球和探测器绕太阳运转时,相等，即可求解.设地球绕太阳运转的轨道半径为ro,运转周期为T（Fl年，太空探测器绕太阳运转的轨道半径内9办设它绕太阳的运转周期为T,那么有:笔-=卷，T =To=27TO=27 年.7.我国于2007年10月24日成功发射了"嫦娥号"探月卫星.假设卫星在半径为r的绕月圆形轨道上运行的周期7那么其线速度大小是A.TrB.2rlTQ.rTD.T2r【答案】B【解析】8. 人造地球卫星在轨道上做匀速圆周运动，它所受的向心力F跟轨道半径r之间的关系是（）A.由公式F="可知F跟r成反比B.由公式F=m2r可知F跟r成正比IVf/77C.由公式F=mo>U可知F跟r无关D.由公式F=Y等可知F跟尸成反比r【答案】D【解析】人造地球卫星在轨道上做匀速圆周运动，万有引力提供向心力，有F = GMmV2 =m一,随着半径的变化，线速度、角速度随之变化，故不能使用ABC选项中的公式来判断，只有D正确。9. “神舟八号经过变轨后，最终在距离地球外表约343公里的圆轨道上正常飞行，约90分钟绕地球一圈.那么以下说法错误的选项是A. “神舟”八号绕地球正常飞行时宇航员的加速度小于9.8ms2B. “神舟”八号绕地球正常飞行的速率可能大于8kmsC. “神舟八号飞船在轨道上正常飞行时，宇航员会处于完全失重状态而悬浮。D. “神舟八号运行的周期比地球近地卫星的周期大【答案】B【解析】宇航员在神舟八号上所受重力小于地球外表的重力，A对；7.8kms是环绕地球运动的最大速度，B错；由周期公式7=24）一可知D对;NGM10. 2012年2月25日0时12分，西吕卫星发射中心用“长征三号丙运载火箭，成功将第11颗北斗导航卫星送入了太空预定轨道，这是一颗地球同步卫星，假设该卫星离地心距离为r,运行速率为W,加速度为a”地球赤道上的物体随地球自转的向心加速度为a2,又知第一宇宙速度为V2,地球半径为R,那么A.2J£C,L=与D上=Pa2Ra2厂V2广v2yr【答案】AD2V=三【解析】地球同步卫星角速度与地球自转角速度相等，由4=卬,可知A对；由Vr可知线速度之比D对11 .地球的平均密度为回，火星的平均密度为夕2,设绕地球做圆周运动的卫星最小运行周期为，绕火星做圆周运动的卫星最小运行周期为T2,那么为汽T2【答案】C【解析】试题分析：根据星体的密度公式得：P.=-,P2=-,故（二）2=立，故C是正确的。TJGT21GT2p1考点：星体间的万有引力定律。12 .如下图，在同一轨道平面上有A、B、C三颗人造地球卫星，它们各自的运转半径不相同，那么以下关系正确的选项是：（）A.三颗卫星的速度VAVVBVVCB.三颗卫星角速度3a>38>3CC.三颗卫星的向心加速度a.>aB>acD.三颗卫星的周期TAVTBVTC【答案】BCD【解析】13 .2023年12月美国宇航局发布声明宣布，通过开普勒太空望远镜工程证实了太阳系外第一颗类似地球的、可适合居住的行星。该行星被命名为开普勒-22b（Kepler-22b）,距离地球约600光年之遥，体积是地球的2.4倍。这是目前被证实的从大小和运行轨道来说最接近地球形态的行星，它每290天环绕着一颗类似于太阳的恒星运转圈。假设行星开普勒-22b绕恒星做圆运动的轨道半径可测量，万有引力常量G。根据以上数据可以估算的物理量有（）A.行星的质量B.行星的密度C.恒星的质量D.恒星的密度【答案】CMn74【解析】有题可知行星绕恒星转动半径和周期，根据万有引力提供向心力G粤=机二可计算出恒星质量，选C14 .以下关于地球的某“同步卫星的说法中正确的选项是（）A、运行速度大于7.9kmsB、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、运行时能经过北极的正上方【答案】BC【解析】地球同步卫星在轨道上的绕行速度约为3.1kms,小于7.9kms,故A错误地球同步卫星，距离地球的高度约为3600Oknb高度一定，其运行角速度等于地球自转的角速度，相对地面静止，B错误A、第一宇宙速度是近地卫星的环绕速度，也是最大的圆周运动的环绕速度.而同步卫星的轨道半径要大于近地卫星的轨道半径，根据V=J萼可以发现，同步卫星运行的线速度一定小于第一宇宙速度.故A错误.B、因为同步卫星要和地球自转同步，即相同，根据F-BgkmgZr,因为一定，所以r必须固r*,同步卫星的轨道半径要小于月球的轨定，故B正确.C、根据万有引力提供向心力，F=O孕=m32r,得：=r道半径，所以同步卫星绕地球运行的角速度比月球绕地球运行的角速度大，故C正确.D、同步卫星在赤道上空的平面上，所以一定不会经过北极，故D错误应选BC.15 .由于通信和播送等方面的需要，许多国家发射了地球同步轨道卫星，这些卫星的（）A.轨道平面可以不同B.轨道半径可以不同C.质量可以不同D.速率可以不同【答案】C【解析】同步卫星的周期与地球自转周期相同,由公式T = 2r所以同步卫星的轨道半径相同，由线速度公式U-J-可知所有同步卫星的线速度相同，并且只能发射到赤道正上空，与卫星的质量无关，C对；ABD错；16 .月球的质量约为地球的1/81,半径约为地球半径的1/4,地球上第一宇宙速度约为7.9kms,那么月球上第一宇宙速度约为多少？【答案】1.16kms【解析】试题分析:根据万有引力提供向心力即GMmp2 V =m一,所以月球上第一宇宙速度为是1.76初2/s考点：第一宇宙速度点评：此题关键是根据第一宇宙速度和重力加速度的表达式列式求解，17 .以下关于地心说和日心说的说法中，正确的选项是A.日心说的参考系是太阳B.地心说的参考系是太阳C.地心说和日心说只是参考系不同，两者具有等同的价值D.日心说是由开普勒提出来的【答案】A【解析】18.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Sl和S2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,Sl到C点的距离为门，Sl和S2的距离为r,引力常量为G。由此可求出S2的质量为042r2(r-)GT2B.4町2GT2C.SD.心GT2 GT2【答案】D【解析】试题分析：根据双星系统，那么广机|团22G 12 z =m,带入那么叫4二色弓，那么mxm2tn2r22m-,r r = W1 +w2m.r r2 =!?1 + m、22以GN,=2,将半径ri代入，那么也=把学，答案为Dr2GT2考点：万有引力提供向心力点评：此题考查了万有引力提供向心力的分析方法和解决方法。这类问题的解决思路通常是由万有引力提供向心力，建立等式化简求解。19.2012年6月24日12时55分，航天员刘旺驾神舟再会天宫，这是中国人第一次在太空手控交会对接，“天宫一号和“神舟九号绕地球做匀速圆周运动的示意图如下图，A代表“天宫一号"，B代表“神舟八号”，虚线为各自的轨道。由图，可以判定()A. “天宫一号的运行速率大于“神舟九号的运行速率B. “天宫一号”的周期小于“神舟九号”的周期C. “天宫一号的向心加速度大于“神舟九号”的向心加速度D. “神舟九号”适度加速