天體運動高考必考題

編制僅供參考審核批準(zhǔn)生效日期地址：電話：傳真:郵編:天體運動高考必題1、如圖2所示，同步衛(wèi)星離地心距離為r，運行速率為v1，加速度為a1，地球赤道上的物體隨地球自轉(zhuǎn)的向心加速度為a2，第一宇宙速度為v2，地球的半徑為R，則下列比值正確的是()圖2A.eq\f(a1,a2)＝eq\f(r,R)B.eq\f(a1,a2)＝eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(R,r)))2C.eq\f(v1,v2)＝eq\f(r,R)D.eq\f(v1,v2)＝2、2009年5月，航天飛機在完成對哈勃空間望遠鏡的維修任務(wù)后，在A點從圓形軌道Ⅰ進入橢圓軌道Ⅱ，B為軌道Ⅱ上的一點，如圖3所示．關(guān)于航天飛機的運動，下列說法中不正確的有()A．在軌道Ⅱ上經(jīng)過A的速度小于經(jīng)過B的速度B．在軌道Ⅱ上經(jīng)過A的動能小于在軌道Ⅰ上經(jīng)過A的動能C．在軌道Ⅱ上運動的周期小于在軌道Ⅰ上運動的周期D．在軌道Ⅱ上經(jīng)過A的加速度小于在軌道Ⅰ上經(jīng)過A的加速度3、如圖4所示，假設(shè)月球半徑為R，月球表面的重力加速度為g0，飛船在距月球表面高度為3R的圓形軌道Ⅰ運動，到達軌道的A點點火變軌進入橢圓軌道Ⅱ，到達軌道的近月點B再次點火進入近月軌道Ⅲ繞月球做圓周運動．則()A．飛船在軌道Ⅰ上的運行速度為eq\r(g0R)B．飛船在A點處點火時，動能增加C．飛船在軌道Ⅰ上運行時通過A點的加速度大于在軌道Ⅱ上運行時通過A點的加速度D．飛船在軌道Ⅲ繞月球運行一周所需的時間為2πeq\r(\f(R,g0))4、隨著“神七”飛船發(fā)射的圓滿成功，中國航天事業(yè)下一步的進展備受關(guān)注．“神八”發(fā)射前，將首先發(fā)射試驗性質(zhì)的小型空間站“天宮一號”，然后才發(fā)射“神八”飛船，兩個航天器將在太空實現(xiàn)空間交會對接．空間交會對接技術(shù)包括兩部分相互銜接的空間操作，即空間交會和空間對接．所謂交會是指兩個或兩個以上的航天器在軌道上按預(yù)定位置和時間相會，而對接則為兩個航天器相會后在結(jié)構(gòu)上連成一個整體．關(guān)于“天宮一號”和“神八”交會時的情景，以下判斷正確的是()A．“神八”加速可追上在同一軌道的“天宮一號”B．“神八”減速方可與在同一軌道的“天宮一號”交會C．“天宮一號”和“神八”交會時它們具有相同的向心加速度D．“天宮一號”和“神八”交會時它們具有相同的向心力5、1970年4月24日，我國自行設(shè)計、制造的第一顆人造地球衛(wèi)星“東方紅一號”發(fā)射成功，開創(chuàng)了我國航天事業(yè)的新紀(jì)元．如圖5所示，“東方紅一號”的運行軌道為橢圓軌道，其近地點M和遠地點N的高度分別為439km和2384圖5A．衛(wèi)星在M點的勢能大于N點的勢能B．衛(wèi)星在M點的角速度大于N點的角速度C．衛(wèi)星在M點的加速度小于N點的加速度D．衛(wèi)星在N點的速度大于7.9km/6、原香港中文大學(xué)校長、被譽為“光纖之父”的華裔科學(xué)家高錕和另外兩名美國科學(xué)家共同分享了2009年度的諾貝爾物理學(xué)獎．早在1996年中國科學(xué)院紫金山天文臺就將一顆于1981年12月3日發(fā)現(xiàn)的國際編號為“3463”的小行星命名為“高錕星”．假設(shè)“高錕星”為均勻的球體，其質(zhì)量為地球質(zhì)量的eq\f(1,k)，半徑為地球半徑的eq\f(1,q)，則“高錕星”表面的重力加速度是地球表面的重力加速度的(C)．A.eq\f(q,k) B.eq\f(k,q) C.eq\f(q2,k) D.eq\f(k2,q)7、我國自行研制發(fā)射的“風(fēng)云一號”“風(fēng)云二號”氣象衛(wèi)星的飛行軌道是不同的，“風(fēng)云一號”是極地圓形軌道衛(wèi)星，其軌道平面與赤道平面垂直，周期為T1＝12h；“風(fēng)云二號”是同步衛(wèi)星，其軌道平面在赤道平面內(nèi)，周期為T2＝24h；兩顆衛(wèi)星相比(C)．A．“風(fēng)云一號”離地面較高B．“風(fēng)云一號”每個時刻可觀察到的地球表面范圍較大C．“風(fēng)云一號”線速度較大D．若某時刻“風(fēng)云一號”和“風(fēng)云二號”正好同時在赤道上某個小島的上空，那么再過12小時，它們又將同時到達該小島的上空8、2012年11月3日，“神州八號”飛船與“天宮一號”目標(biāo)飛行器成功實施了首次交會對接。任務(wù)完成后“天宮一號”經(jīng)變軌升到更高的軌道，等待與“神州九號”交會對接。變軌前和變軌完成后“天宮一號”的運行軌道均可視為圓軌道，對應(yīng)的軌道半徑分別為R1、R2，線速度大小分別為、。則等于（BA．B．C．D．9、如圖4-4-3所示，A為靜止于地球赤道上的物體，B為繞地球沿橢圓軌道運行的衛(wèi)星，C為繞地球做圓周運動的衛(wèi)星，P為B、C兩衛(wèi)星軌道的交點．已知A、B、C繞地心運動的周期相同，相對于地心，下列說法中正確的是(D圖4-4-A．物體A和衛(wèi)星C具有相同大小的線速度B．物體A和衛(wèi)星C具有相同大小的加速度C．衛(wèi)星B在P點的加速度與衛(wèi)星C在該點的加速度一定相同D．衛(wèi)星B在P點的線速度與衛(wèi)星C在該點的線速度一定相同10、“天宮一號”被長征二號火箭發(fā)射后，準(zhǔn)確進入預(yù)定軌道，如圖1所示，“天宮一號”在軌道1上運行4周后，在Q點開啟發(fā)動機短時間加速，關(guān)閉發(fā)動機后，“天宮一號”沿橢圓軌道2運行到達P點，開啟發(fā)動機再次加速，進入軌道3繞地球做圓周運動，“天宮一號”在圖示軌道1、2、3上正常運行時，下列說法正確的是(D)圖1A．“天宮一號”在軌道3上的速率大于在軌道1上的速率B．“天宮一號”在軌道3上的角速度大于在軌道1上的角速度C．“天宮一號”在軌道1上經(jīng)過Q點的加速度大于它在軌道2上經(jīng)過Q點的加速度D．“天宮一號”在軌道2上經(jīng)過P點的加速度等于它在軌道3上經(jīng)過P點的加速度11、一行星繞恒星做圓周運動．由天文觀測可得，其運行周期為T，速度為v，引力常量為G，則下列說法錯誤的是 (B)A．恒星的質(zhì)量為eq\f(v3T,2πG) B．行星的質(zhì)量為eq\f(4π2v3,GT2)C．行星運動的軌道半徑為eq\f(vT,2π) D．行星運動的加速度為eq\f(2πv,T)12、北斗導(dǎo)航系統(tǒng)又被稱為“雙星定位系統(tǒng)”，具有導(dǎo)航、定位等功能．“北斗”系統(tǒng)中兩顆工作衛(wèi)星1和2均繞地心O做勻速圓周運動，軌道半徑均為r，某時刻兩顆工作衛(wèi)星分別位于軌道上的A、B兩位置，如圖3所示．若衛(wèi)星均順時針運行，地球表面處的重力加速度為g，地球半徑為R，不計衛(wèi)星間的相互作用力．以下判斷正確的是()圖3A．兩顆衛(wèi)星的向心加速度大小相等，均為eq\f(r2g,R2)B．兩顆衛(wèi)星所受的向心力大小一定相等C．衛(wèi)星1由位置A運動到位置B所需的時間可能為eq\f(7πr,3R)eq\r(\f(r,g))D．如果要使衛(wèi)星1追上衛(wèi)星2，一定要使衛(wèi)星1加速13、北京航天飛行控制中心對“嫦娥二號”衛(wèi)星實施多次變軌控制并獲得成功．首次變軌是在衛(wèi)星運行到遠地點時實施的，緊隨其后進行的3次變軌均在近地點實施．“嫦娥二號”衛(wèi)星的首次變軌之所以選擇在遠地點實施，是為了抬高衛(wèi)星近地點的軌道高度．同樣的道理，要抬高遠地點的高度就需要在近地點實施變軌．圖4為“嫦娥二號”某次在近地點A由軌道1變軌為軌道2的示意圖，下列說法中正確的是 ()圖4A．“嫦娥二號”在軌道1的A點處應(yīng)點火加速B．“嫦娥二號”在軌道1的A點處的速度比在軌道2的A點處的速度大C．“嫦娥二號”在軌道1的A點處的加速度比在軌道2的A點處的加速度大D．“嫦娥二號”在軌道1的B點處的機械能比在軌道2的C點處的機械能大14、2011年9月29日，中國首個空間實驗室“天宮一號”在酒泉衛(wèi)星發(fā)射中心發(fā)射升空，由長征運載火箭將飛船送入近地點為A、遠地點為B的橢圓軌道上，B點距離地面高度為h，地球的中心位于橢圓的一個焦點上．“天宮一號”飛行幾周后進行變軌，進入預(yù)定圓軌道，如圖5所示．已知“天宮一號”在預(yù)定圓軌道上飛行n圈所用時間為t，萬有引力常量為G，地球半徑為R.則下列說法正確的是 ()圖5A．B．“天宮一號”從A點開始沿橢圓軌道向B點運行的過程中，機械能增加C．“天宮一號”從A點開始沿橢圓軌道向B點運行的過程中，動能先減小后增大D．由題中給出的信息可以計算出地球的質(zhì)量M＝eq\f(R＋h34π2n2,Gt2)15、我國研制并成功發(fā)射的“嫦娥二號”探測衛(wèi)星，在距月球表面高度為h的軌道上做勻速圓周運動，運行的周期為T.若以R表示月球的半徑，則 ()A．衛(wèi)星運行時的向心加速度為eq\f(4π2R,T2)B．物體在月球表面自由下落的加速度為eq\f(4π2R,T2)C．衛(wèi)星運行時的線速度為eq\f(2πR,T)D．月球的第一宇宙速度為eq\f(2π\(zhòng)r(RR＋h3),TR)16、我國于2013年發(fā)射“神舟十號”載人飛船與“天宮一號”目標(biāo)飛行器對接．如圖4所示，開始對接前，“天宮一號”在高軌道，“神舟十號”飛船在低軌道各自繞地球做勻速圓周運動，距離地面的高度分別為h1和h2，地球半徑為R，“天宮一號”運行周期約為90分鐘．則以下說法正確的是 ()圖4A．“天宮一號”跟“神舟十號”的線速度大小之比為eq\r(\f(h2,h1))B．“天宮一號”跟“神舟十號”的向心加速度大小之比eq\f(R＋h22,R＋h12)C．“天宮一號”的角速度與地球同步衛(wèi)星的角速度相同D．“天宮一號”的線速度大于7.9km/s圖717、假設(shè)將來人類登上了火星，考察完畢后，乘坐一艘宇宙飛船從火星返回地球時，經(jīng)歷了如圖7所示的變軌過程，則有關(guān)這艘飛船的下列說法正確的是()A．飛船在軌道Ⅰ上運動時的機械能大于飛船在軌道Ⅱ上運動時的機械能B．飛船在軌道Ⅱ上運動時，經(jīng)過P點時的速度大于經(jīng)過Q點時的速度C．飛船在軌道Ⅲ上運動到P點時的加速度大于飛船在軌道Ⅱ上運動到P點時的加速度D．飛船繞火星在軌道Ⅰ上運動的周期跟飛船返回地球的過程中繞地球以與軌道Ⅰ同樣的軌道半徑運動的周期相同18、2012年6月18日，我國“神舟九號”與“天宮一號”成功實現(xiàn)交會對接，如圖1所示，圓形軌道Ⅰ為“天宮一號”的運行軌道，圓形軌道Ⅱ為“神舟九號”的運行軌道，在實現(xiàn)交會對接前，“神舟九號”要進行多次變軌，則 ()圖1A．“天宮一號”在軌道Ⅰ上的運行速率大于“神舟九號”在軌道Ⅱ上的運行速率B．“神舟九號”變軌前的動能比變軌后的動能要大C．“神舟九號”變軌前后機械能守恒D．“天宮一號”在軌道Ⅰ上的向心加速度大于“神舟九號”在軌道Ⅱ上的向心加速度19、質(zhì)量為m的人造地球衛(wèi)星與地心的距離為r時，引力勢能可表示為Ep＝－eq\f(GMm,r)，其中G為引力常量，M為地球質(zhì)量，該衛(wèi)星原來在半徑為R1的軌道上繞地球做勻速圓周運動，由于受到極稀薄空氣的摩擦作用，飛行一段時間后其圓周運動的半徑變?yōu)镽2，此過程中因摩擦而產(chǎn)生的熱量為 ()A．GMmeq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(1,R2)－\f(1,R1))) B．GMmeq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(1,R1)－\f(1,R2)))C.eq\f(GMm,2)eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(1,R2)－\f(1,R1))) D.eq\f(GMm,2)eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(1,R1)－\f(1,R2)))20、物體在萬有引力場中具有的勢能叫做引力勢能．若取兩物體相距無窮遠時的引力勢能為零，一個質(zhì)量為m0的質(zhì)點到質(zhì)量為M0的引力源中心的距離為r0時，其萬有引力勢能Ep＝－eq\f(GM0m0,r0)(式中G為引力常量)．一顆質(zhì)量為m的人造地球衛(wèi)星以半徑為r1的圓形軌道環(huán)繞地球勻速飛行，已知地球的質(zhì)量為M，要使此衛(wèi)星繞地球做勻速圓周運動的軌道半徑增大為r2，則衛(wèi)星上的發(fā)動機所消耗的最小能量為(假設(shè)衛(wèi)星的質(zhì)量始終不變，不計空氣阻力及其他星體的影響) ()A．E＝eq\f(GMm,2)(eq\f(1,r1)－eq\f(1,r2)) B．E＝GMm(eq\f(1,r1)－eq\f(1,r2))C．E＝eq\f(GMm,3)(eq\f(1,r1)－eq\f(1,r2))D．E＝eq\f(2GMm,3)(eq\f(1,r2)－eq\f(1,r1))【背誦知識點】一、衛(wèi)星變軌問題的判斷：(1)衛(wèi)星的速度變大時，做離心運動，重新穩(wěn)定時，軌道半徑變大．(2)衛(wèi)星的速度變小時，做近心運動，重新穩(wěn)定時，軌道半徑變?。?3)圓軌道與橢圓軌道相切時，切點處外面的軌道上的速度大，向心加速度相同．二、人造天體運行參量的分析與計算方法的萬有引力提供向心力,結(jié)合牛頓第二定律和圓周運動的規(guī)律建立動力學(xué)方程，Geq\f(Mm,r2)＝ma＝meq\f(v2,r)＝mω2r＝meq\f(4π2r,T2)，以及利用人造天體在中心天體表面運行時，忽略中心天體的自轉(zhuǎn)的黃金代換公式GM＝gR2.三．萬有引力公式：F＝Geq\f(m1m2,r2)，其中G＝6.67×10－11N·m2/kg2(1)重力和萬有引力的關(guān)系①在赤道上，有Geq\f(Mm,R2)－mg＝mRω2＝mReq\f(4π2,T2).②在兩極時，有Geq\f(Mm,R2)＝mg(2)衛(wèi)星的繞行速度、角速度、周期與半徑的關(guān)系①由Geq\f(Mm,R2)＝meq\f(v2,R)得v＝eq\r(\f(GM,R))，所以R越大，v越小．②由Geq\f(Mm,R2)＝mω2R，得ω＝eq\r(\f(GM,R3))，所以R越大，ω越?。塾蒅eq\f(Mm,R2)＝meq\f(4π2,T2)R得T＝eq\r(\f(4π2R3,GM))，所以R越大，T越大．四、環(huán)繞速度與發(fā)射速度的比較及地球同步衛(wèi)星1．環(huán)繞速度與發(fā)射速度的比較近地衛(wèi)星的環(huán)繞速度v＝eq\r(G\f(M,R))＝eq\r(gR)＝7.9km/s，通常稱為第一宇宙速度，它是地球周圍所有衛(wèi)星的最大環(huán)繞速度，是在地面上發(fā)射衛(wèi)星的最小發(fā)射速度．不同高度處的人造衛(wèi)星在圓軌道上的運行速度v＝eq\r(G\f(M,r))，其大小隨半徑的增大而減?。牵捎谠谌嗽斓厍蛐l(wèi)星發(fā)射過程中火箭要克服地球引力做功，所以將衛(wèi)星發(fā)射到離地球越遠的軌道，在地面上所需的發(fā)射速度就越大．2．地球同步衛(wèi)星特點(1)地球同步衛(wèi)星只能在赤道上空．(2)地球同步衛(wèi)星與地球自轉(zhuǎn)具有相同的角速度和周期．(3)地球同步衛(wèi)星相對地面靜止．(4)同步衛(wèi)星的高度是一定的．五．萬有引力公式：F＝Geq\f(m1m2,r2)，其中G＝6.67×10－11N·m2/kg2(1)重力和萬有引力的關(guān)系①在赤道上，有Geq\f(Mm,R2)－mg＝mRω2＝mReq\f(4π2,T2).②在兩極時，有Geq\f(Mm,R2)＝mg(2)衛(wèi)星的繞行速度、角速度、周期與半徑的關(guān)系①由Geq\f(Mm,R2)＝meq\f(v2,R)得v＝eq\r(\f(G