天体运动大量练习题较难..

1、试卷第1页，总 40 页2014-2015 学年度?学校 3 月月考卷学校:_姓名： _班级： _考号： _、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，则力一定较大【答案】B2如图所示，飞船从圆轨道 I 变轨至圆轨道 2，轨道 2 的半径是轨道 I 半径的 3 倍。 若飞船在两轨道上都做匀速圆周运动，则飞船在轨道2 上运行和在轨道 1 上运行相比1A.线速度变为原来的 3 倍 B .向心加速度变为原来的191C.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r2= 3r1，根据v =可知，V= J3V2选项A错误

2、；根据考点：人造卫星；万有引力定律的应用3 .下列关于万有引力的说法中，错误的是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基础上发现的C.F -Gmm2/r2中的 G 是比例常数，适用于任何两个物体之间，它没有单位“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C. “天宫一号”宇宙飞船的向心加速度较小B“天宫一号”宇宙飞船的周期较短D.“天宫一号”宇宙飞船受到的万有引Mmr2B 正确；由a =G?,rC 错误；根据由于两者的质量未知,D 错误。确；根据T =a2=丄耳,选项B正确;91根据Ek=12mv2

3、2匸可知T2= 3 3T1,选项D 错误.【解析】 由，Ek 2选项 C 正试卷第2页，总 40 页D. 万有引力定律适用于自然界中任意两个物体之间试卷第3页，总 40 页【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，故选项结了前人，如第谷、开普勒等科学家的经验，发现了万有引力定律，故选项B 正确；引力常量 G 有单位，故选项 C 错误；据题意应该选择选项 Co考点：本题考查万有引力定律的理解。4 .若取地球的第一宇宙速度为8km/s，某行星的质量是地球质量的的 1.5 倍，则此行星的第一宇宙速度约为（）6知该行星表面加速度为地球表面加速度的2.25倍，第一宇宙速度为地球

4、的第一宇宙速度的 2 倍，为 16 km/s5土星外层上有一个环，为了判断它是土星的一部分还是土星的卫星群，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. 若 vxR,则该层是土星的一部分B. 若 v2 R,则该层是土星的卫星群1C若 vx-，则该层是土星的卫星群RD.若 v2x ，则该层是土星的卫星群R【答案】AD【解析】若环是土星的一部分，则环中各点的角速度相同，对应线速度V=3R 即 vxR,其中 R 为土星环内任一点到土星中心的距离，故A 正确.若环为卫星群，则环中任一颗粒都有：2Mm vG2=mR Rv= JGM，即 v2x1，故D选项正确. RR

5、6一太空探测器进入了一个圆形轨道绕太阳运转，已知其轨道半径为地球绕太阳运转 轨道半径的 9倍，则太空探测器绕太阳运转的周期是（）A. 3 年B. 9 年C. 27 年D. 81 年【答案】CMm2兀2【解析】可利用m（）2r求解，挖掘地球相关信息（周期 To= 1 年）是关键.R2T设绕太阳做匀速圆周运动的物体（行星或太空探测器等）质量为m，轨道半径为 r，运AD 正确；牛顿在总6 倍，半径是地球A、32 km/sB 16 km/sC 、4km/s【答案】B【解析】由黄金代换Mmv2mg = G2mRR,第一宇宙速度D 、2km/sM；g = Gv = *gR，由R2可试卷第4页，总 40 页

6、Mm2兀2转周期为 T,若太阳质量为 M ,则物体绕太阳运转的运动方程为G2m（J）2r,R2T试卷第5页，总 40 页3r转时L.相等，即可求解T2r。，运转周期为 To=l 年，已知太空探测器绕太阳运转T = .93T0=27T0=27年.7我国于 2007 年 10 月 24 日成功发射了 嫦娥一号”探月卫星若卫星在半径为r的绕月圆形轨道上运行的周期T，则其线速度大小是A.T/rB.2二r/TC.r/TD.T/2二r【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2F=可知 F 跟 r 成反比 B.由公式 F=m2r 可知 F 跟 r

7、成正比rC.由公式 F=mwu可知 F跟 r无关D. 由公式 F=可知 F 跟 r2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A.“神舟”八号绕地球正常飞行时宇航员的加速度小于B.“神舟”八号绕地球正常飞行的速率可能由此式可得T2GM2=常量.不难看出常量GMT2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设地球绕太阳运转的轨道半径为的轨道半径 r ，设它绕太阳的运转周期为 T ,则有：（9r。）330To2糸是（）A.由公式Mm2r随着半径的变化，线速度、角速度随之

8、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，最终在距离地球表面约约 90 分钟绕地球一圈.则下列说法错误的是343 公里的圆轨道上正常飞行,29.8m/s试卷第6页，总 40 页大于8km/sC.“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表面的重力,A 对；7.8km/s 是环绕地试卷第7页，总 40 页rr球运动的最大速度，B 错；由周期公式T =2二 可知 D 对；YGM102012 年 2 月 25 日 0 时 12

9、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，若该卫星离 地心距离为 r，运行速率为 V1，加速度为 a1,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,则A印rB印RCw RB.二2C二-2a2Ra2rv2r【答案】AD【解析】地球同步卫星角速度与地球自转角速度相等，由11已知地球的平均密度为?1，火星的平均密度为?2，设绕地球做圆周运动的卫星最A. 三颗卫星的速度 VABCc.三颗卫星的向心加速度aA aB aCD.三颗卫星的周期 TATB Tc【答案】BCD【解析】13

10、. 2011 年 12 月美国宇航局发布声明宣布，通过开普勒太空望远镜项目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一22b ( Kepler 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,则为亠T2A. B.2【答案】C【解析】2?1C.D.试题分析：根据星体的密度公式得:3二T12GP 2=正确的。考点：星体间的万有引力定律。12 .如图所示，在同一轨道平面上有不相同，则下列关系正确的是：(A、B、C 三颗人造地球卫星，它们各自的运转半径)试卷第8页，总 40 页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

11、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一圈。若行星开普勒一 22b 绕恒星做圆运动的轨道半径可测量，万有引力常量G 已知。根试卷第9页，总 40 页据以上数据可以估算的物理量有（）【答案】C14 .下列关于地球的某“同步卫星”的说法中正确的是（）A、 运行速度大于 7.9km/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、 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3.1 km/s，小于 7.9km/s，故 A 错误地球同步卫星，距离地球的高度约为36000 km,高

12、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3相同，根据 F=GM2m=m2r,因为一定,r所以 r 必须固定，故 B 正确.径要小于月球的轨道半径， 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 错误故选 BC.15 .由于通信和广播等方面的需要，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.

13、质量可以不同D.速率可以不同【答案】C卫星的轨道半径相同，由线速度公式 V . 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7.9km/s,则月球上第一宇宙速度约为多少？A.行星的质量B.行星的密度C.恒星的质量D.恒星的密度【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Mmr4二2尹r，可计算出恒星质量，选星的轨道半径要大于近地卫星的轨道半径，根据v=GM可以发现,R同步卫星运行的C、根据万有引力提供向心力,GMm2F=2=mwr, r【解

14、析】同步卫星的周期与地球自转周期相同，由公式得:同步卫星的轨道半所以同步试卷第10页，总 40 页【答案】1.76km/s【解析】试卷第11页，总 40 页所以月球上第一宇宙速度为是1.76km/s考点：第一宇宙速度点评：本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 .下列关于地心说和日心说的说法中，正确的是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S 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

15、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 到 C 点的距离为 ri, S 和 S 的距离为 r，已知引力常量为 G 由此可求出S2的质量为（）【答案】D【解析】murr1 =:Em2，所以 W2，将半径 r1 代入,mrrr2+m2考点：万有引力提供向心力点评：本题考查了万有引力提供向心力的分析方法和解决办法。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 图所示，A 代表“天宫一号”，B 代

16、表“神舟八号”，虚线为各自的轨道。由图，可以 判定（）试题分析：根据万有引力提供向心力即2MmvG 二m一 ,rr2 2A4兀r (r -rj4r12GT2C.4二2r2GT2.22D4兀r *GT2试题分析：根据双星系统，则gm?G2rmmG2二miri , 带入贝V gA = m2r2, 则Lrm22二m2,-2 2申，答案为 D这类问题的解决思路通A试卷第12页，总 40 页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”适度加速有可能与“天宫一号”实现对接【答案】D宫

17、一号”的轨道半径大于“神舟九号”的轨道半径，“天宫一号”的运行速率小于“神舟九号”的运行速率，A 错误；“天宫一号”的周期大于“神舟九号”的周期，B 错误;“天宫一号”的向心加速度大于“神舟九号”的向心加速度小于“神舟九号”的向心加速度，C 错误；“神舟九号”适度加速有可能与“天宫一号”实现对接，D 正确；1 120 .火星的质量和半径分别约为地球的和一，地球表面的重力加速度为g，则火星10 2表面的重力加速度约为()A. 0.2gB.0.4gC.2.5gD.5g【答案】 BMmMmg二G2,g二G2【解析】 由黄金代换R2R2,火星表面的重力加速度为地球重力加速度的 0.4 倍，B 对；21

18、关于万有引力和万有引力定律，以下说法正确的是（）A. 万有引力是以效果命名的力B. 开普勒发现了万有引力定律C. 公式 F = G 卫学表明，rT0时，FTRrD. 公式中 G 为引力常量，它是由实验测得的，而不是人为规定的【答案】D【解析】试题分析：万有引力是一种按性质命名的力，A 错误，牛顿发现了万有引力定律，B 错定程度，物体不能看成质点，公式不再适用.故C 错误.公式中 G 为引力常量，它是卡文迪许通过扭秤实验测得的，而不是人为规定的，D 正确【解析】本题考查的是卫星的圆周运动情况,GMm mv2(R h)2一R h误，由Fm.m2可知，两物体间距离rr 减小时，它们之间的引力增大，当

19、r 小到一BW地球试卷第13页，总 40 页故选 D考点：考查了对万有引力定律的理解点评：本题的 C 选项容易出错，关键是知道万有引力定律公式适用于质点间的引力计算22 .“神舟”七号实现了航天员首次出舱。如图所示飞船先沿椭圆轨道1 飞行，然后在远地点 P 处变轨后沿圆轨道 2 运行，在轨道 2 上周期约为 90 分钟。则下列判断正确的 是试卷第14页，总 40 页A. 飞船沿椭圆轨道 1 经过 P 点时的速度与沿圆轨道经过 P 点时的速度相等B. 飞船在圆轨道 2 上时航天员出舱前后都处于失重状态C. 飞船在圆轨道 2 的角速度大于同步卫星运行的角速度D. 飞船从椭圆轨道 1 的 Q 点运动

20、到 P 点过程中万有引力做正功【答案】BC【解析】2试题分析：飞船沿椭圆轨道 1 时有mV1p,飞船沿椭圆轨道 2 时有G M mv2p2m2p, V1PV2P, A 错；在圆轨道 2 上时引力提供向心力，航天员处于完全失重rPrP2 j状态，B 对；由二可得 C 正确；飞船从椭圆轨道 1 的 Q 点运动到 P 点过程中万有引力做负功，D 错，所以本题选择 BG考点：万有引力定律23 .据报道，天文学家发现一颗绕昏暗恒星运转的类地行星“ GJ1214S，距地球仅 40 光年。它是一个热气腾腾的“水世界”，GJ1214b 行星的体积约是地球的 3 倍，质量约是地球的 6.5 倍。若已知地球半径、

21、表面的重力加速度和万有引力常量，则可估算( )A.所绕恒星的质量B该行星运动的线速度C.该行星的第一宇宙速度D .该行星的运动周期【答案】C【解析】设行星绕中心天体的质量为M 行星质量为 m,半径为 r，行星绕中心天体的运行速度为 V,周期为 T,而根据万有引力提供向心力的公式有：消去 m,可以看出运行的线速度、周期与中心天体的质量有关，与运行半径有关，因此ABD 不正确;F皿地1试卷第15页，总 40 页设有一质量为：的卫星绕类地行星“ GJ1214b 表面做匀速圆周运动，运行速度即为Gnitn12试卷第16页，总 40 页为地球的第一宇宙速度，因此D 正确24太阳系的几个行星中，与太阳之间

22、的平均距离越大的行星，它绕太阳公转一周所用 的时间（ ）A.越长 B.越短 C. 相等 D. 无法判断【答案】A3【解析】由 打二k知，平均距离越大的行星，正确越长，A 对，BCD 昔。25万有引力的发现实现了物理学史上的第一次大统一一一地上物理学”和 天上物理学”的统一它表明天体运动和地面上物体的运动遵循相同的规律牛顿在发现万有引 力定律的过程中，将行星的椭圆轨道简化为圆轨道，还应用了其他的规律和结论下面 的规律和结论被使用到的有A开普勒行星运动定律B.卡文迪许通过扭秤实验测出的引力常量C.牛顿第二定律D.牛顿第三定律【答案】ACD【解析】考点：万有引力定律及其应用；牛顿运动定律的综合应用；

23、开普勒定律. 分析：在开普勒对行星运动所总结的规律的基础上，把行星的运动理想化，看成匀速圆 周运动.根据匀速圆周运动的条件得出太阳对行星存在着引力，由牛顿运动定律结合圆周运动知识推导出太阳对行星的引力跟行星的质量成正比，跟行星到太阳的距离成反 比，再由引力作用的相互性得出引力的大小也与太阳的质量成正比，写成公式，然后对 该规律进行讨论，推广到一般物体间也同样存在相互作用的引力，且遵守同样的规律-万有引力定律.解答：解：万有引力定律的推导过程：我们已经学习了行星的运动，开普勒指出所有的行星围绕太阳的运动轨道都是椭圆，太阳处在所有的椭圆的一个焦点上，所以行星的轨道的半长轴的三次方跟公转周期的二次方

24、的比值都相等，事实上，行星运动的椭圆轨道离心率很接近于1 我们把它理想化成一个圆形轨道，即认为行星绕太阳作匀速圆周运动.根据圆周运动的条件可知行星必然受到了一个太阳的力牛顿认为这是太阳对行星的引力，那么，太阳对行星的引力F 应F=m4k，其中 m 为行星的质量，R 为行星轨道半径，即太阳与行星的距离也就是R2说，太阳对行星的引力正比于行星的质量而反比于太阳与行星的距离的平方即：Fx也有作用力，也应与太阳的质量M 成正比，即:FXR2，所以得到FX罟，用文字叙述为：太阳与行星之间的引力，与它们质量的 乘积成正比，与它为行星运动所受的向心力，即:R 再根据开普勒行星运动定律得:mR2根据牛顿第三定

25、律,既然太阳对行星的引力与行星的质量成正比,那么行星对太阳GmR6.5 Gm地试卷第17页，总 40 页们的距离的平方成反比.这就是牛顿的万有引力定律. 用公式表述为:故选 ACD个常数，叫做万有引力恒量.其中 G 是试卷第18页，总 40 页点评：我们自己能够推导万有引力定律，了解其中运用的物理规律.26 .我国发射的神舟七号”载人飞船，与神舟六号”船相比，它在较低的轨道上绕 地球做匀速圆周运动，如图所示，下列说法正确的是()A.“神舟七号”的速率较大B.神舟七号”的速率较小C.“神舟七号”的周期更长D.“神舟七号”的周期与“神舟六号”的相同【答案】A【解析】 试题分析：人造地球卫星绕地球的

26、转动均是万有引力充当向心力，即 :G M m2vGM2-mr，- m，则有：神州飞船的转动速率，由题意可知神州七rrr号的转动半径较小，故“神七”的速率要大于“神六”的速率，故A 正确，B 错误；神州飞船的转动角速度：；T：，：3，半径越大，角速度越小，故神舟七号的加速度较2大，根据公式T可得：神舟七号的周期较短，故CD 错误co故选 A考点：人造卫星的加速度、周期和轨道的关系.点评：天体的运动由万有引力充当向心力，故在分析天体转动中各量间的关系时一定要根据力的角度进行分析.27 .我国“神舟”七号载人飞船发射升空，进入预定轨道后绕地球自西向东做匀速圆周运动，每 90 min 转一圈.航天员在

27、轨道舱做了许多科学实验，着地前 1.5 m 返回舱底座发动机开始向下喷气，使返回舱减速下降，实现软着陆，“神舟”七号航天实验圆满完成 下列关于“神舟”七号的说法正确的是()A.航天员在 24 h 内可以见到日出的次数应为 16次B“神舟”七号的轨道高度小于地球同步卫星的轨道高度C.“神舟”七号绕地球做匀速圆周运动的速度略大于第一宇宙速度D. 在着地前 1.5 m 内宇航员处于失重状态【答案】AB【解析】考点：万有引力定律及其应用；第一宇宙速度、第二宇宙速度和第三宇宙速度.分析：(1)航天员每 90min 转一圈，每转一圈看到一次日出，在24h 内可以见到日出的次数即为 24h 内做圆周运动的圈

28、数；(2)根据周期公式 m()2R=G，可知周期大的，轨道半径也大；TR2(4)判断超重还是失重关键看加速度的方向，加速度方向向上超重，向下失重.(3)根据速度公式Mm2=mR2可知，半径大的，运行速度小;R试卷第19页，总 40 页解答：解：A.根据飞船每 90 min 转一圈，24h 内转了 16 圈，故可以看到 16 次日出,2试卷第20页，总 40 页A 正确；B.地球同步卫星周期为 24h, “神舟”七号周期为 90min，根据周期公式 m（兰）2R=GTMT，可知“神舟”七号的轨道高度小于地球同步卫星的轨道高度，R2B 正确;C.第一宇宙速度是绕地球表面匀速圆周运动的速度，“神舟”

29、七号的运动半径大于地第一宇宙速度，C 错误；D.着地前 1.5 m 返回舱底座发动机开始向下喷气，使返回舱减速下降，加速度向上， 飞船处于超重状态，D 错误.故选 AB.点评：该题考查了万有引力公式及向心力基本公式的直接应用，难度不大，属于基础题.28已知万有引力常量为 G 根据下面的哪组数据，不可以估算出地球的质量 血（）A.地球绕太阳运动的周期Ti及地球到太阳中心的距离riB.贴近地球表面运行的卫星的周期T 和地球的半径 RC.地球表面的重力加速 g 和地球半径 RD.月球绕地球运动的周期T2及月球中心到地球中心的距离2【答案】A【解析】A 中地球质量两边抵消，无法算出地球的质量，所以D嫦

30、娥四号必须减速运动才能返回地球【答案】C【解析】球半径，根据Mm2=m 可知,R“神舟”七号绕地球做匀速圆周运动的速度略小于A 不可以，由公式Mm_2二mr得M4二2r,B 可以。根据GRmGT2R4- r23GT22，所以 D 可以。理，C 可以算出。G29 .嫦娥四号，专家称“四号星”，计划在2017 年发射升空，它是嫦娥探月工程计划中嫦娥系列的第四颗人造探月卫星，主要任务是更深层次、更加全面的科学探测月球地貌、资源等方面的信息，完善月球档案资料。已知月球的半径为 速度为 g,月球的平均密度为 r，嫦娥四号离月球中心的距离为 据以上信息下列说法正确的是R,月球表面的重力加 r，绕月周期为

31、T。根A.月球的第一宇宙速度为.grC.万有引力常量可表示为3二r323T RB.嫦娥四号绕月运行的速度为试卷第21页，总 40 页试题分析：根据第一宇宙速度的定义有:2vmg = myRv = ” gR,A 错误；根据2试卷第22页，总 40 页r和M二亍4二R3可以知道万有引力常量可表示为3C 正确；嫦娥四号必须先加速离开月球，再减速运动才能返回地球，D 错误。考点：本题考查了万有引力与航天的知识。30某载人飞船运行的轨道示意图如图所示，飞船先沿椭圆轨道1 运行，近地点为 Q远地点为 P。当飞船经过点 P 时点火加速，使飞船由椭圆轨道 1 转移到圆轨道 2 上运行, 在圆轨道2 上飞船运行

32、周期约为 90min。关于飞船的运行过程，下列说法中正确的是A. 飞船在轨道 1 和轨道 2 上运动时的机械能相等B. 飞船在轨道 1 上运行经过 P 点的速度小于经过 Q 点的速度C. 轨道 2 的半径小于地球同步卫星的轨道半径D. 飞船在轨道 1 上运行经过 P 点的加速度等于在轨道 2 上运行经过 P 点的加速度【答案】BCD【解析】试题分析：由于飞船经过点 P 时点火加速，使飞船由椭圆轨道 1 转移到圆轨道 2 上运行, 外力做正功，机械能增加，所以轨道 2 上的机械能大于轨道 1 上的机械能，A 错误；根$GM据公式V，即半径越大线速度越小，可得在飞船在轨道 1 上运行经过 P 点的

33、速步卫星的周期为 24h,大于轨道 2 上运动的卫星，故轨道2 的半径小于同步卫星的运动半径，C 正确；根据公式a，因为在轨道 1 上运行经过 P 点和在轨道 2 上运行经r过 P 点的运动半径相同，所以加速度相同，D 正确；考点：考查了万有引力定律的应用31 . 一个半径是地球 3 倍、质量是地球 36 倍的行星，它表面的重力加速度是地球表面 重力加速度的（）.A.2 倍 B.4 倍 C.9 倍 D.12 倍【答案】B【解析】考点：考查万有引力定律Mm2rMmR2二mg可以得到嫦娥四号绕月运行的速度为误；根据3二r3： 、T2R3度小于经过 Q 点的速度,B 正确；根据公式T=2二.r可得半

34、径越大周期越大，同GM试题分析：由黄金代换MmG2= mg,g =G卫2可知选项 B 正确；故选 BRB 错试卷第23页，总 40 页点评：本题难度较小，处理星球表面加速度问题一般考查的就是黄金代换式32 .如图所示，飞行器 P 绕某星球做匀速圆周运动，星球相对飞行器的张角为0，下列说法正确的是（）2试卷第24页，总 40 页A. 轨道半径越大，周期越长B. 轨道半径越大，速度越大C. 若测得周期和张角，可得到星球的平均密度D. 若测得周期和轨道半径，可得到星球的平均密度【答案】AC【解析】可知轨道半径越大，速度越小.故B 错误；设星球的质量为 M 半径为 R,平均密度为P.张角为0，飞行器的

35、质量为 m,轨道半径为 r，周期为 T.由几何关系有：R=rsin -2星球的平均密度由以上三式知测得周期和张角，可得到星球的平均密度.若测得周期和轨道半径，可得 到星球的质量，但星球的半径未知，不能求出星球的平均密度.故C 正确，D 错误。考点：人造卫星的加速度、周期和轨道的关系；万有引力定律及其应用33 .根据开普勒对第谷观测记录的研究发现，关于行星的运动，判断下列论述正确的是( )A. 行星绕太阳做匀速圆周运动B. 在公式 R3/T2=k 中，k 是和太阳的质量有关的量C. 在公式 R3/T2=k 中，R 是行星中心到太阳中心的距离试题分析：根据开普勒第三定律T2=C，可知轨道半径越大，

36、飞行器的周期越长,正确；根据万有引力提供向心加速度,GM m2r对于飞行器，根据万有引力提供向心力得:2GM m4m二r得:M2rGT卫星的速度公式试卷第25页，总 40 页D. 以上三点均不正确【答案】B【解析】试题分析：据开普勒第一定律，行星绕太阳运动的轨迹是椭圆，距离太阳越近速率越大，距离太阳越远速率越小，所以A 选项错误；据开普勒第三定律，不同的行星的k 值均相同，说明 k 值是与太阳的质量有关的量，R 是指行星绕太阳运行的椭圆轨道的半长轴，B 选项正确，而 C 选项错误；据以上分析 D 选项也错误。考点：本题考查对开普勒的第一定律和第三定律的理解。试卷第26页，总 40 页34. 2

37、011 年 11 月 3 日，“天宫一号”目标飞行器与“神舟八号”飞船成功实现首次交 会对接，已知在对接前，“天宫一号”的运行轨道高度为350km, “神州八号”的运行轨道高度为 343km。它们的运行轨道均视为圆周，则（）A.“天宫一号”比“神州八号”周期长 B“天宫一号”比“神州八号”线速度大C. “天宫一号”比“神州八号”角速度大D“天宫一号”比“神州八号”向心加速度大【答案】A【解析】试题分析：“天宫一号”和“神州八号”绕地球做圆周运动万有引力作为它们做圆周运 动的向心力。大，所以“天宫一号”比“神州八号”的周期长；正确所以“天宫一号”比“神州八号”线速度小；错误-Mm2,GMC、由G

38、- = m）2r得=J百,“天宫一号”的运行轨道半径比“神州八号”大,所以“天宫一号”比“神州八号”角速度小；错误Mm MD、 由ma得a二Gp, “天宫一号”的运行轨道半径比“神州八号”大，所rr以“天宫一号”比“神州八号”向心加速度小；错误故选 A考点：万有引力定律的应用的大小。35两个绕地球做匀速圆周运动的人造地球卫星，轨道如图所示，下列判断正确的是:A、 两卫星的角速度关系：3a abC、 两卫星的线速度关系： va VbD、 两卫星的周期关系：Ta，A错误、r考点：万有引力与航天二、填空题（题型注释）50 .地球第一宇宙速度为 _ ，是人造地球卫星的 _ （最大、最小）发射速度，是人

39、造地球卫星的 _（最大、最小）环绕速度。【答案】7.9 km/s 、最小、最大【解析】地球第一宇宙速度为7.9 km/s，是人造地球卫星的最小发射速度，最大环绕速度故答案为：7.9 km/s 、最小、最大51.在月球上以初速度 V。自高 h 处水平抛出的小球，射程可达 s，已知月球半径为 R 如果在月球上发射一颗月球的卫星，则它在月球表面附近环绕月球运动的周期_ 。2二s R【答案】T=Vo2hMm4二2厂2 s RG厂=mg = m厂Ri.力加速度 g 的大小，由RT可求出周期为V。2hr2A.ggR2B.g =r2grC. FN=m gRyLRD. FN= m gr【答案】B【解析】试题分

40、析：做匀速圆周运动的飞船及其上的人均处于完全失重状态，台秤无法测出其重力，故 FN=O,CD 错误；对地球表面的物体,GMm/R=md/R 求得v=：，所以A选项正确而C 选项错误；已知地球表面重力加速Gm=mg，宇宙飞船所在处，G=mg，Rr2B 正确.【解析】竖直方向自由落体2h-g，水平射程s- Vot,可求出月球表面重试卷第37页，总 40 页52 .已知一颗人造卫星在某行星表面上空做匀速圆周运动，经时间t，卫星的行程为s，它与行星中心的连线扫过的角度为0 （rad），那么，卫星的环绕周期为 _，该行星的质量为_。（设万有引力恒量为G）【解析】【答案】2珥s3八Gt =试卷第38页，总

41、 40 页试题分析：（1）由圆周运动的规律得:（2）卫星在行星表面上做圆周运动，考点：万有引力定律及其应用.点评：从本题可以看出，通过测量环绕天体的轨道半径和公转周期，可以求出中心天体的质量.53 .宇航员在地球表面从某一高度自由落下一小球，经过时间t 小球落回地面；若他在某星球表面从相同的高度自由落下同一小球，需经过时间2t 小球落回表面.（取地球表面重力加速度 g = 10 m/s2,空气阻力不计）。则该星球表面附近的重力 加速度 g = ;已知该星球的半径与地球半径之比为R星：R地=1 : 4，求该星球的质量与地球的质量之比 M星：M地.=_【答案】2.5 m/s2.1 : 64【解析】

42、由hgt2可求得该星球表面重力加速度为地球的四分之一为2.5 m/s2.由2MmgR2黄金代换mg = G2-, MRG54 .地球的第一宇宙速度是 _ km/s,已知某行星的质量是地球的2 倍，半径是地球的 2 倍，则这颗行星的第一宇宙速度是 _km/s.【答案】7.97.9【解析】55 .两颗人造卫星 A、B 绕地球做匀速圆周运动，它们的周期之比TA：TB=1 : 8,则其轨道半径之比是运动速率之比是【答案】1:4 2:1【解析】分析：人造卫星绕地球做圆周运动受到的万有引力提供向心力，分别用周期、速率来表示向心力，化简公式即可求解结果.解答：解：人造卫星绕地球做圆周运动受到的万有引力提供向

43、心力，对A 卫星有：化简得:故答案为： 1 : 4,2: 1 .点评：对于卫星问题一定掌握：万有引力提供向心力，可以用卫星的速度、周期、角速 度来分别表示向心力，从而求出结果.p得:由万有引力提供向心力得:GMmR22=m R而R解得:GMmA4二2mA：TA2对 B 卫星有:GMmB化简得:用速度表示向心力,对 A 卫星有:GMmAmAv；2 ， A J对 B 卫星有:GMmB2rB2mBVBrB2BVAVB试卷第39页，总 40 页56若某行星半径是 R,平均密度是，已知引力常量是 G,那么在该行星表面附近做圆周运动的人造卫星的线速度大小是试卷第40页，总 40 页2 _4-R；G3【解析

44、】分析：根据万有引力提供向心力，可以列式求出行星的质量，进一步求密度， 根据表达式化简即可求出线速度.解答：解：飞船绕某一行星表面做匀速圆周运动，万有引力等于向心力：F引=F向43由于 M=pV,而V=nR，所以有:3 24R :-G解得：V=324 二 R；-G故本题答案为：3点评：本题考查根据万有引力提供向心力，列式求出行星的质量，进一步求线速度大 小属于中档题.57 . 1798 年，英国物理学家 _ ，巧妙地利用 _第一次在实验室里比较准确地测出了引力常量。【答案】卡文迪许，扭秤【解析】1798 年，英国物理学家卡文迪许，巧妙地利用扭秤第一次在实验室里比较准 确地测出了引力常量。58如

45、果某行星有一颗卫星，沿非常靠近行星表面做匀速圆周运动，周期为T,引力常量为 G,试估算此行星的平均密度是多少【答案】二GT2【解析】由万有引力提供向心力，在行星表面圆周运动的半径为行星的半径，59在太阳系中有八九大行星绕太阳运动，按照距太阳的距离排列，由近及远依次是：水星、金星、地球、火星、木星、土星”。如果把距离太阳较近的六颗行星的运动近似为匀速圆周运动，那么这六颗行星绕太阳运行一周所用的时间最长的是_ ，运动的线速度最大的是是_。【答案】土星，水星I解析】由周期公式一GM可知土星周期最大，由线速度公式水星线速度最大60 .地球的半径取 6400km,某物在地面上所受地球引力为9X 104N

46、，当它在距地面高度为 12800km 时，所受地球引力为 _No【答案】2GMm v2=mR R，解得行星质量,M=V2R2、/VR43=p nRG3MmR2= mR,MT242R3GT2GT24二R33GT试卷第41页，总 40 页【答案】10000试卷第42页，总 40 页【解析】试题分析：根据公式可得9 104=G吧，即9 104R2=GMmrR考点：考查了万有引力定律的应用点评：根据万有引力定律，地球对物体的吸引力与物体到地心距离的二次方成反比，列 式求解可得.61已知一颗靠近地面运行的人造地球卫星每天约转17 圈，今欲发射一颗地球同步卫星，其离地面的高度约为地球半径的 _ 倍。【答案

47、】（172/3-1 ）或 5.6 倍【解析】由周期公式2二，近地卫星与同步卫星的周期之比为1:17，可求出 半径之比为 1 : 5.662（6 分）太阳系中有八大行星，它们与太阳间的距离从小到大依次为水星、金星、 地球、火星、木星、天王星、海王星，下面是八大行星绕太阳运动的有关数据八丈讦虽烧丈阳运动的有芸数聒-A 休潢 Unt/kg阔關 r/fl州逍半 K 抽r/lOkmRd 旷虹* A；、33 xl. 2A57.9i. 341- -0-2064. 87 x IO30,fi21( (W 73. as-M0.0075.的 xEJM149.63,35Ur(|7火星丨豺227.91 J5Q.W2木星

48、h 90 Qw11.甜778. S1 350.U4K十昌5. M x 10空4614273.540. 055天王理i1I& 74 xl-N4,01-_ 2693. 350.M1毎土斥L- _ !i.ojxnrIM. 793-SJ0.006- _J洋：F轄年的单笙材馱19右醐匸兄禅朋剧尹軒度前盘址.碎丁肺可两瘴点餌护由片崔務器比值.请认真阅读并分析数据，可得到哪些结论（至少写出两条）【答案】（6 分）参考： r 行星运动轨道半长轴立方与周期平方的比值为定值行星运动椭圆轨道的偏心率较小，粗略计算时可近似看成圆轨道【解析】63一艘宇宙飞船飞近某一新发现的行星，并进入靠近该行星表面的圆形轨道绕

49、行数圈后，着陆在行星上，宇宙飞船上备有以下实验仪器：A. 弹簧测力计一个B. 精确秒表一只C. 天平一台（附砝码一套）D. 物体一个为测定该行星的质量 M 宇航员在绕行及着陆后各进行一次测量，依据测量数据可以求 出 M （已知万有引力常量为 G）。（1）绕行时测量所用的仪器为 _ （用仪器的字母序号表示），所测物理量为所以F =GMm(R h)29 104R2(R h)2带入数据可得F 10000N试卷第43页，总 40 页o(2)_ 着陆后测量所用的仪器为 _ ，所测物理量为，用测量数据求该行星质量 M=_ 。【解析】试题分析：(1)宇宙飞船绕行星飞行时，利用秒表测量绕行周期T; 着陆后利用

50、天平测量物体的质量 m 和重力 F,以计算出星球表面的重力加速度由万有引力提供向心力考点：考查万有引力定律和2mg的综合应用.R64宇宙中存在一些离其它恒星较远的、由质量相等的三颗星组成的三星系统，通常可 忽略其它星体对它们的引力作用。已观测到稳定的三星系统存在两种基本的构成形式：一种是三颗星位于同一直线上，两颗星围绕中央星在同一半径为R 的圆轨道上运行；另一种形式是三颗星位于等边三角形的三个项点上，并沿外接于等边三角形的圆形轨道运行。设每个星体的质量均为m。第一种形式下，星体运动的线速度为，周期为。 假设两种形式星体的运动周期相同， 第二种形式下星体之间的距离应为。33【答案】 1/2V5G

51、M/R4n VR/5GMV12/5 R【解析】略65我国航天计划的下一目标是登上月球，当飞船靠近月球表面的圆形轨道绕行几圈后登陆月球，飞船上备有以下实验器材：A 计时表一只；B 弹簧测力计一个；C 已知质量为 m 的物体一个；D 天平一只(附砝码一盒)已知宇航员在绕行时及着陆后各做了一次 测量，依据测量的数据，可求出月球的半径R 及月球的质量 M(已知引力常量为 G)(1)_ 两次测量不需要选用的器材为(填选项前的字母)两次测量的物理量是_和_(3)试用所给物理量的符号分别写出月球半径R 和质量 M 的表达式.R=_ _ _, M =_ .【答案】(1)D (2)飞船绕月球运行的周期 T、质量

52、为 m 的物体在月球表面所受重力的【答案】B周期 T (2)ACD 物体重量 F 质量 m 或重力加速度 gF3T416二4Gm3或者416二G可知GMmR224二GMm=mR和 厂T2R2F3T416二4Gm3大小 FFT224二mF416二4Gm3【解析】试题分析：需要测量出月球表面的重力加速度和月球表面卫星的公转周期,择相应器材.从而需要选试卷第44页，总 40 页一一？34g TM l16二G由牛顿第二定律F=mg- 因而需要用计时表测量周期 T,用天平测量质量，用弹簧秤测量重力；故选 D.（2） 由第一问讨论可知，需要用计时表测量周期T,用天平测量质量，用弹簧秤测量 重力；故答案为：

53、飞船绕月球表面运行的周期T,质量为 m 的物体在月球上所受的重力 F.（3）由三式可解得FT242m?F3T44316二Gm考点：万有引力定律及其应用.要测量月球的半径和质量，根据重力等于万有引力和万有引力等于向心力，列式求解会发现点评：本题关键先要弄清实验原理，再根据实验原理选择器材，计算结果.66 .若两颗人造地球卫星的周期之比为 Ti: T2= 2 : 1，则它们的轨道半径之比 R : F2=，向心加速度之比 ai: a2=_。【答案】34:11:316【解析】333试题分析：根据开普勒第三定律：R2二恒量，即蒙 爭，因此R,：R2=34：1； 根据牛顿第二定律：a-vr可得：色二卫 旦

54、二丄一4=_匚。T2a2T；2& 41苛6考点：牛顿第二定律，万有引力与航天67 . （4 分）（2011?海南）2011 年 4 月 10 日，我国成功发射第 8 颗北斗导航卫星，建成 以后北斗导航卫星系统将包含多颗地球同步卫星，这有助于减少我国对 GPS 导航系统的依赖，GPS 由运行周期为 12 小时的卫星群组成，设北斗星的同步卫星和GPS 导航的轨道半径分别为 R1和 Ra，向心加速度分别为a1和 a2，则 R : 2 a1：a2=_.（可用根式表示）【解析】(1)重力等于万有引力mgMmR2万有引力等于向心力GMm2RR，由以上两式解得试卷第45页，总 40 页试题分析：该题

55、从这两种卫星的周期和向心力公式的两种表达式上入手.找出半径与周期关系表达式和加速度与半径关系表达式，从而求出R1： F2和 a1： a2的值.解：设地球同步卫星的周期为T1, GPS 卫星的周期为 T2，由题意有：试卷第46页，总 40 页由万有引力定律的公式和向心的公式有:故答案为：，:点评：此题要了解地球同步卫星是相对地球静止的卫星，同步卫星只能是发射到赤道上空特定的高度，以特定的速度沿地球自转的方向绕地球转动.转动的周期和角速度与地球自转的周期和角速度一致，转动周期为 24h .该题还考察到了万有引力定律及其应用，对于万有引力定律及其应用，关键是熟练的掌2 - 2握公式：的应用.三、实验

56、题(题型注释) 四、计算题(题型注释)68一宇航员抵达一半径为R的星球表面后，为了测定该星球的质量M,做如下实验， 取一根细线穿过光滑的细直管，细线一端栓一质量为m 的砝码，另一端连在一固定的测力计上，手握细直管抡动砝码，使它在竖直平面内做完整的圆周运动。停止抡动细直 管，砝码可继续在同一竖直平面做完整的圆周运动。如图所示，观察测力计得到，当砝码运动到圆周的最低点时，测力计的读数为Fi;当砝码运动到圆周的最高点时，测力计的读数为F2。已知引力常量为G,试根据题中提供的条件和测量结果，求：(1)该星球表面的重力加速度;(2)该星球的质量M;11JGMrn 4 兀2-R 二ma因而：2R2T2仆-

57、2叟二已 亠 思2R222由以上两式可试卷第47页，总 40 页（3）该星球的第一宇宙速度。【答案】解：（1）砝码在最高点细线的拉力为F1，速度为 vi,则2v1F1mg = mr砝码在最低点细线的拉力为F2,速度为 V2,则2lV2F2-mg = mr由机械能守恒定律得c 11212mg2rmv.mv22 2由、解得F2-斤6m（2）在星球表面，万有引力近似等于重力由、解得化 -FJR26mG【解析】略69 .两个靠得很近的恒星称为双星，这两颗星必定以一定角速度绕二者连线上的某一点转动才不至于由于万有引力的作用而吸引在一起，已知两颗星的质量分别为M m，相距为 L,试求：（1）两颗星转动中心

58、的位置；（2）这两颗星转动的周期。(3)由mgv2得v = . gR(F2-F1)R6m（或由G罟GMFJR6m试卷第48页，总 40 页试卷第49页，总 40 页71 .2二(R h) R h又因为r1r2= L，这两颗星转动的周期T = 2 L -L-（G（m+M）【解析】同步卫星在运动中角速度为,则3分2011 年 11 月 3 日,神舟八号飞船首次成功与天宫一号实现交会对接，为中国航天第三步建设空间站做好了准备，实现了我国空间技术发展的重大跨越。若已知飞船在地球上 空的圆轨道上运行时离地面的高度为h.地球半径为 R,地球表面的重力加速度为g.求飞船在该圆轨道上运行时：71 .速度 v

59、的大小和周期 T。72 .速度 v 与第一宇宙速度的比值。【答案】解：根据题意画出双星的运动图像如上图所示，双星间距为动的轨道半径分别为r1、r2，它们的转动周期 T 相同,L,设两星球做匀速圆周运Mm4二2r2-对 mG2=m2,L2T2Mm4.2r1由得,r?ri所以两颗星转动中心的位置将代入可得，r270 . （8 分）已知地球的半径为R,自转角速度为地球表面的重力加速度为g,在赤道上空一颗相对地球静止的同步卫星离地面的高度h 是多少？（用以上三个量表示）Mm2(R h)=m2(R h)由得试卷第50页，总 40 页73 . （12 分）中国航天局将如图所示的标志确定为中国月球探测工程形

60、象标志。它以中 国书法的笔触，抽象地勾勒出一轮明月，一双脚印踏在其上，象征着月球探测的终极梦 想。2007 年 10月 24 日 18： 05 时 嫦娥 1 号”探月卫星成功发射，最后绕月球做匀速圆 周运动。已知 嫦娥 1号”距离月球表面高度为 h,月球表面重力加速度为g,月球半径为 R，求：（1）嫦娥 1 号”绕月飞行的周期 T=？（2）在月球表面上发射一颗绕它运行的卫星的的最小发射速度为多少？（2）v = , gR【解析】（1）Mm（R h）22V二 m-R h（2 分）Mm0R2= moggR2.R h（2分）丁 2 二（R h）T 二-V（2 分）T=GR h） R h（i 分）R g2（2）第一宇宙