（精心整理）天體運(yùn)動基本訓(xùn)練

1、天體運(yùn)動基本訓(xùn)練1第一個較準(zhǔn)確測量出萬有引力常量的科學(xué)家是（ ）A卡文迪許B開普勒C牛頓D第谷2地球的半徑為，地球表面處的重力加速度為g，一顆人造衛(wèi)星圍繞地球做勻速圓周運(yùn)動，衛(wèi)星距地面的高度為，下列關(guān)于衛(wèi)星的說法中正確的是A、衛(wèi)星的線速度大小為B、衛(wèi)星的角速度大小為C、衛(wèi)星的加速度大小是D、衛(wèi)星的運(yùn)動周期為3已知地球質(zhì)量為M，半徑為R，自轉(zhuǎn)周期為T，地球同步衛(wèi)星質(zhì)量為m，引力常量為G有關(guān)同步衛(wèi)星，下列表述正確的是（ ）A衛(wèi)星距地面的高度為B衛(wèi)星的運(yùn)行速度大于第一宇宙速度C衛(wèi)星運(yùn)行時受到的向心力大小為D衛(wèi)星運(yùn)行的向心加速度小于地球表面的重力加速度4某物體在地面上受到地球?qū)λ娜f有引力為F，為使此

2、物體受到的引力減小到，應(yīng)把此物體置于距地面的高度為（R指地球半徑）（ ）AR B2R C4R D8R5在同一軌道平面上的三個人造地球衛(wèi)星、都繞地球做勻速圓周運(yùn)動，在某一時刻恰好在同一直線上，下列說法正確的有（ ）A根據(jù)，可知 B根據(jù)萬有引力定律向心力C向心加速度大小 D各自運(yùn)動一周后，先回到原地點(diǎn)6中國“北斗”衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)是我國自行研制的全球衛(wèi)星定位與通信系統(tǒng),是繼美國GPS系統(tǒng)和俄羅斯“格洛納斯”（GLONASS）系統(tǒng)之后第三個成熟的衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)系統(tǒng)由空間端、地面端和用戶端組成，其中空間端包括5顆地球同步衛(wèi)星和30顆非地球同步衛(wèi)星，以下說法正確的是A這5顆地球同步衛(wèi)星的運(yùn)行速度大于第一宇宙速

3、度B這5顆地球同步衛(wèi)星的運(yùn)行周期都與地球自轉(zhuǎn)周期相等C這5顆地球同步衛(wèi)星運(yùn)動的加速度大小不一定相同D為避免相撞，不同國家發(fā)射的地球同步衛(wèi)星必須運(yùn)行在不同的軌道上7如圖所示，正在地球外層空間沿圓軌道運(yùn)行的A、B、C三顆衛(wèi)星，其中A、B質(zhì)量相等且大于C，B、C在同一軌道上。則下列判斷正確的是：A三顆衛(wèi)星中A衛(wèi)星的向心力最大 BB、C的向心加速度相等且大于A的向心加速度CB、C的周期相等且小于A的周期 DB、C的線速度相等且小于A的線速度8地球半徑為R，地球表面處的重力加速度為g0，在距地心4R處的重力加速度為g，則gg0為（ ）A12 B14 C19 D1169我國發(fā)射的“亞洲一號”地球同步通信衛(wèi)

4、星的質(zhì)量為124 t，在某一確定的軌道上運(yùn)行下列說法中正確的是（ ）A它定點(diǎn)在北京正上方太空，所以我國可以利用它進(jìn)行電視轉(zhuǎn)播B它的軌道平面一定與赤道平面重合C若要發(fā)射一顆質(zhì)量為248 t的地球同步通訊衛(wèi)星，則該衛(wèi)星的軌道半徑將比“亞洲一號”衛(wèi)星軌道半徑大D要發(fā)射一顆質(zhì)量為248 t的地球同步衛(wèi)星，則該衛(wèi)星的軌道半徑將比“亞洲一號”衛(wèi)星軌道半徑小10我國未來將建立月球基地，并在繞月球軌道上建造空間站，如圖所示，關(guān)閉發(fā)動機(jī)的航天飛機(jī)在月球引力作用下沿橢圓軌道向月球靠近，并將在橢圓軌道的近月點(diǎn)B處與空間站C對接，已知空間站繞月球圓軌道的半徑為r，周期為T，引力常量為G，月球的半徑為R，下列說法中正確

5、的是（ ）A、月球的質(zhì)量為B、月球的第一宇宙速度為C、航天飛機(jī)從圖示A位置飛向B的過程中，加速度逐漸變大D、要使航天飛機(jī)和空間站對接成功，飛機(jī)在接近B點(diǎn)時必須減速11如圖所示，衛(wèi)星A、B分別繞地球做勻速圓周運(yùn)動，且已知衛(wèi)星A的軌道半徑大于衛(wèi)星B的軌道半徑，下列說法正確的有（ ）A、A的周期小于B的周期B、A的速率小于B的速率C、A與地心的連線在單位時間內(nèi)掃過的面積等于B與地心連線在單位時間內(nèi)掃過的面積D、A的角速度大小大于B的角速度大小12有A、B兩顆衛(wèi)星繞地心O做圓周運(yùn)動，旋轉(zhuǎn)方向相同A衛(wèi)星的周期為，如圖所示在某一時刻兩衛(wèi)星相距最近，經(jīng)時間t 他們再次相距最近，則B衛(wèi)星的周期為（ ）A B

6、C D13如圖所示，是在同一軌道平面上的三顆質(zhì)量相同的人造地球衛(wèi)星，均繞地球做勻速圓周運(yùn)動。關(guān)于各物理量的關(guān)系，下列說法正確的是（ ）A速度 B周期 C向心加速 D角速度 14“嫦娥一號”衛(wèi)星開始繞地球在橢圓軌道運(yùn)動，經(jīng)過變軌、制動后，成為一顆繞月球做圓周運(yùn)動的衛(wèi)星。設(shè)衛(wèi)星距月球表面的高度為 ，做勻速圓周運(yùn)動的周期為T 。已知月球半徑為R ，引力常量為G。求：（1）月球的質(zhì)量M及月球表面的重力加速度g；（2）在距月球表面高度為的地方，將一質(zhì)量為m的小球以v0的初速度水平拋出，求落地瞬間月球引力對小球做功的瞬時功率P。15已知火星的質(zhì)量為，半徑，引力常量為 ，求火星的第一宇宙速度（計算結(jié)果保留兩

7、位有效數(shù)字）16宇航員在地球表面以一定初速度豎直上拋一小球，經(jīng)過時間t小球落回原處；若他在某星球表面以相同的初速度豎直上拋同一小球，需經(jīng)過時間5t小球落回原處（取地球表面重力加速度g=10m/s2，空氣阻力不計）（1）求該星球表面附近的重力加速度g；（2）已知該星球的半徑與地球半徑之比為R星：R地=1：4，求該星球的質(zhì)量與地球質(zhì)量之比M星：M地17太陽系外行星大多不適宜人類居住，繞恒星“Glicsc581”運(yùn)行的行星“Gl-581c”卻是很值得我們期待的。因為該行星表面的溫度在0到40之間，質(zhì)量是地球的6倍，直徑是地球的2倍，而且“Glicsc581”很可能不會自轉(zhuǎn)，這樣它的一半一直是白天，另

8、一半一直是黑夜。該行星與地球均可視為質(zhì)量分布均勻的球體。已知引力常量為G，在地球表面附近繞地球做勻速圓周運(yùn)動的衛(wèi)星速度大小為v，地球半徑為R，地球表面的重力加速度為g，試求：（1）在行星“Gl-581c”表面附近的重力加速度；（2）在行星“Gl-581c”表面附近繞行星“Gl-581c”做勻速圓周運(yùn)動的衛(wèi)星速度大小。182014年10月8日，月全食帶來的“紅月亮”亮相天空，引起人們對月球的關(guān)注。我國發(fā)射的“嫦娥三號”探月衛(wèi)星在環(huán)月圓軌道繞行n圈所用時間為t，如圖所示。已知月球半徑為R，月球表面處重力加速度為g月，引力常量為G試求：（1）月球的質(zhì)量M；（2）月球的第一宇宙速度v1；（3）“嫦娥三

9、號”衛(wèi)星離月球表面高度h19某人造地球衛(wèi)星繞地球做勻速圓周運(yùn)動，其軌道半徑為地球半徑R的3倍，已知地面附近的重力加速度為，萬有引力常量為G，求這顆人造地球衛(wèi)星的周期。20宇航員在某星球表面讓一個小球以的速度做豎直上拋運(yùn)動，經(jīng)過時間t小球落回到拋出點(diǎn)，萬有引力常量為G，若忽略星球自傳。（1）求該星球表面附近的重力加速度g；（2）已知該星球的半徑為R，求該星球的密度。參考答案1A【解析】試題分析：卡文迪許通過扭秤實驗測得了萬有引力常量，A正確；開普勒發(fā)現(xiàn)了行星運(yùn)動三定律，B錯誤；牛頓發(fā)現(xiàn)了萬有引力定律，C錯誤；第谷發(fā)現(xiàn)超新星和科學(xué)觀測彗星，他的天文學(xué)成就也為開普勒、伽利略乃至牛頓的科學(xué)發(fā)現(xiàn)奠定了一

10、定的基礎(chǔ)，D錯誤；考點(diǎn)：考查了物理學(xué)史【名師點(diǎn)睛】平時學(xué)習(xí)應(yīng)該注意積累對物理學(xué)史的了解，知道前輩科學(xué)家們?yōu)樘剿魑锢硪?guī)律而付出的艱辛努力，對于物理學(xué)上重大發(fā)現(xiàn)、發(fā)明、著名理論要加強(qiáng)記憶，這也是考試內(nèi)容之一2A【解析】試題分析：研究衛(wèi)星繞地球做勻速圓周運(yùn)動，根據(jù)萬有引力提供向心力，列出等式：，解得：，其中，忽略地球自轉(zhuǎn)的影響，根據(jù)萬有引力等于重力列出等式：，解得：，由得：衛(wèi)星的速度大小，故A正確；根據(jù)圓周運(yùn)動知識得：，故B錯誤；根據(jù)圓周運(yùn)動知識得：，故C錯誤；根據(jù)圓周運(yùn)動知識得：，故D錯誤考點(diǎn)：考查了萬有引力定律的應(yīng)用【名師點(diǎn)睛】在萬有引力這一塊，涉及的公式和物理量非常多，掌握公式在做題的時候，首

11、先明確過程中的向心力，然后弄清楚各個物理量表示的含義，最后選擇合適的公式分析解題，另外這一塊的計算量一是非常大的，所以需要細(xì)心計算3D【解析】試題分析: A、萬有引力提供向心力，r為軌道半徑，得：，而衛(wèi)星到地表的高度，故A錯誤B、第一宇宙速度為，第一宇宙速度是最大的圓軌道運(yùn)行速度，所以衛(wèi)星的運(yùn)行速度小于第一宇宙速度，故B錯誤C、衛(wèi)星運(yùn)行時受到的向心力大小是GMm（R+h）2，故C錯誤。D、地表重力加速度為，衛(wèi)星運(yùn)行的向心加速度，衛(wèi)星運(yùn)行的向心加速度小于地球表面的重力加速度，故D正確故選D考點(diǎn)：考查人造衛(wèi)星的加速度、周期和軌道的關(guān)系；萬有引力定律及其應(yīng)用【名師點(diǎn)睛】本題關(guān)鍵抓住萬有引力等于向心力

12、，衛(wèi)星轉(zhuǎn)動周期與地球自轉(zhuǎn)同步4A【解析】試題分析: 解：根據(jù)萬有引力定律表達(dá)式得：，其中r為物體到地球中心的距離某物體在地球表面，受到地球的萬有引力為F，此時r=R；若此物體受到的引力減小為，根據(jù)得出此時物體到地球中心的距離r=2R，所以物體距離地面的高度應(yīng)為R故選A?？键c(diǎn)：考查萬有引力定律及其應(yīng)用【名師點(diǎn)睛】要注意萬有引力定律表達(dá)式里的r為物體到地球中心的距離能夠應(yīng)用控制變量法研究問題5C【解析】試題分析: 設(shè)地球的質(zhì)量為M，衛(wèi)星的軌道半徑為r，根據(jù)萬有引力提供向心力可得：，A、由衛(wèi)星的速度，可見r越大，v越小，則有，故A錯誤；B、由于三顆的質(zhì)量關(guān)系未知，無法根據(jù)萬有引力定律比較引力的大小，

13、故B錯誤；C、衛(wèi)星的向心加速度等于，r越小，a越大，則有，故C正確；D、衛(wèi)星的周期，r越大，T越大，所以運(yùn)動一周后，A先回到原地點(diǎn)、C最晚回到原地點(diǎn)故D錯誤故選C考點(diǎn)：考查人造衛(wèi)星的加速度、周期和軌道的關(guān)系；萬有引力定律及其應(yīng)用【名師點(diǎn)睛】對于衛(wèi)星的線速度、周期、角速度、向心加速度等物理量的比較，只要抓住萬有引力提供向心力，其他量可以根據(jù)圓周運(yùn)動知識理解并比較6B【解析】試題分析：根據(jù)萬有引力提供向心力，列出等式：，解得可知這5顆地球同步衛(wèi)星的運(yùn)行速度小于第一宇宙速度，選項A錯誤；由于這5顆衛(wèi)星是地球的同步衛(wèi)星，則其運(yùn)行周期都與地球自轉(zhuǎn)周期相等，選項B正確；同步衛(wèi)星的加速度，所以這5顆地球同步

14、衛(wèi)星的加速度大小一定相同，故C錯誤；地球同步衛(wèi)星，與赤道平面重合，離地面的高度相同，在相同的軌道上，故D錯誤；故選B?？键c(diǎn)：萬有引力定律的應(yīng)用；同步衛(wèi)星【名師點(diǎn)睛】地球質(zhì)量一定、自轉(zhuǎn)速度一定，同步衛(wèi)星要與地球的自轉(zhuǎn)實現(xiàn)同步，就必須要角速度與地球自轉(zhuǎn)角速度相等，這就決定了它的軌道高度和線速度。7BC【解析】試題分析：衛(wèi)星繞地做勻速圓周運(yùn)動，根據(jù)萬有引力提供向心力，得：，得，；由于衛(wèi)星的質(zhì)量關(guān)系未知，由萬有引力定律不能確定向心力的大小，故A錯誤B、C的向心加速度大小相等，且大于A的向心加速度B、C的周期相等，且小于A的周期；B、C的線速度大小相等，且大于A的線速度故AD錯誤，BC正確；故選BC考點(diǎn)

15、：萬有引力定律的應(yīng)用【名師點(diǎn)睛】衛(wèi)星繞地做勻速圓周運(yùn)動時，要知道由地球的萬有引力提供其向心力，要靈活選取向心力公式的形式，得到線速度、向心加速度、周期與軌道半徑的關(guān)系。8D【解析】試題分析：根據(jù)萬有引力等于重力，列出等式：，其中M是地球的質(zhì)量，r應(yīng)該是物體在某位置到球心的距離，故選D?？键c(diǎn)：萬有引力定律的應(yīng)用【名師點(diǎn)睛】本題要注意公式中的r應(yīng)該是物體在某位置到球心的距離求一個物理量之比，我們應(yīng)該把這個物理量先用已知的物理量表示出來，再進(jìn)行作比。9B【解析】試題分析：同步衛(wèi)星由于要相對于地球靜止，周期與地球的自轉(zhuǎn)周期相同，其軌道平面在赤道的上方，不可能在北京的上空故B正確，A錯誤同步衛(wèi)星的周期與

16、地球的自轉(zhuǎn)周期相同，所以不同的同步衛(wèi)星周期相同，根據(jù)知，周期一定，軌道半徑相等，所以不同的同步衛(wèi)星軌道半徑相同故CD錯誤故選B考點(diǎn)：萬有引力定律的應(yīng)用；同步衛(wèi)星【名師點(diǎn)睛】解決本題的關(guān)鍵知道同步衛(wèi)星的特點(diǎn)：定周期、定位置、定軌道、定速率，注意同步衛(wèi)星的質(zhì)量不一定相等?！敬鸢浮緼CD【解析】試題分析：設(shè)空間站的質(zhì)量為，由得，月球的質(zhì)量，故A正確；空間站繞月圓軌道的半徑為，周期為T，其運(yùn)行速度為，其速度小于月球的第一宇宙速度，所以月球的第一宇宙速度大于，故B錯誤；根據(jù)開普勒定律可知，航天飛機(jī)由A點(diǎn)向近月點(diǎn)B運(yùn)動時速度越來越大，則航天飛機(jī)在A點(diǎn)時正在加速運(yùn)動，并且加速度逐漸變大故C正確；要使航天飛機(jī)

17、在橢圓軌道的近月點(diǎn)B處與空間站C對接，必須在接近B點(diǎn)時減速否則航天飛機(jī)將繼續(xù)做橢圓運(yùn)動，故D正確?？键c(diǎn)：人造衛(wèi)星的加速度、周期和軌道的關(guān)系；萬有引力定律及其應(yīng)用【名師點(diǎn)睛】本題是開普勒定律與牛頓第二定律的綜合應(yīng)用，對于空間站的運(yùn)動，關(guān)鍵抓住由月球的萬有引力提供向心力，要注意知道空間站的半徑與周期，求出的不是空間站的質(zhì)量，而是月球的質(zhì)量?！敬鸢浮緽【解析】試題分析：根據(jù)萬有引力提供向心力，則：，則，可以得到半徑越大，則周期越大，速度越小，角速度越小，故選項B正確，選項AD錯誤；根據(jù)開普勒第二定律，A、B與地心連線在相同時間內(nèi)掃過的面積不相等，故C錯誤?？键c(diǎn)：人造衛(wèi)星的加速度、周期和軌道的關(guān)系【名

18、師點(diǎn)睛】本題要掌握萬有引力提供向心力這個關(guān)系，解出線速度和加速度與軌道半徑的關(guān)系，然后再討論。12B【解析】試題分析：當(dāng)A比B多轉(zhuǎn)動一圈時，兩行星將第二次相距最近，有，解得：故B正確；考點(diǎn)：圓周運(yùn)動13ACD【解析】試題分析：研究衛(wèi)星繞地球做勻速圓周運(yùn)動，根據(jù)萬有引力提供向心力，列出等式：，得，M是地球質(zhì)量，r為軌道半徑所以ABc故A正確研究衛(wèi)星繞地球做勻速圓周運(yùn)動，根據(jù)萬有引力提供向心力，列出等式，得，所以ABC故D正確根據(jù)可知，選項B錯誤；研究衛(wèi)星繞地球做勻速圓周運(yùn)動，根據(jù)萬有引力提供向心力，列出等式，得，所以aAaBaC，故C正確故選ACD考點(diǎn)：萬有引力定律的應(yīng)用14（1），；（2）；【

19、解析】試題分析：（1）萬有引力提供向心力，由牛頓第二定律得：，解得：，月球表面的物體受到的重力等于萬有引力，即：，解得：；（2）在月球表面高度為h處水平拋出物體，物體落地時豎直方向的速度：，所以物體落地時的瞬時功率為：，解得：；考點(diǎn)：考查了萬有引力定律的應(yīng)用【名師點(diǎn)睛】在萬有引力這一塊，涉及的公式和物理量非常多，掌握公式在做題的時候，首先明確過程中的向心力，然后弄清楚各個物理量表示的含義，最后選擇合適的公式分析解題，另外這一塊的計算量一是非常大的，所以需要細(xì)心計算1536km/s【解析】試題分析：繞火星表面運(yùn)行的衛(wèi)星軌道半徑等于火星的半徑根據(jù)：得代值得到：考點(diǎn)：萬有引力定律的應(yīng)用16（1）該星

20、球表面附近的重力加速度g為2m/s2；（2）該星球的質(zhì)量與地球質(zhì)量之比M星：M地為1：80【解析】試題分析：運(yùn)用運(yùn)動學(xué)公式求出時間t與初速度之間的關(guān)系，求出地球表面重力加速度g與星球表面附近的重力加速度g間的關(guān)系根據(jù)萬有引力等于重力表示出質(zhì)量，求出星球的質(zhì)量與地球質(zhì)量之比（1）根據(jù)勻變速直線運(yùn)動規(guī)律t=得：從豎直上拋到最高點(diǎn)，上升的時間是=，上升和下降的時間相等，所以從上拋到落回原處t=由于在某星球表面以相同的初速度豎直上拋同一小球，需經(jīng)過時間5t小球落回原處根據(jù)勻變速直線運(yùn)動規(guī)律得：5t=由得星球表面附近的重力加速度g=g=2m/s2，（2）根據(jù)萬有引力等于重力得：=mgM=所以=17（1）15g（2）v【解析】試題分析：（1）設(shè)行星質(zhì)量為M1，半徑為R1，行星表面重力加速度為g1，行星表面附近的環(huán)繞速度為V1 ；地球質(zhì)