05必考选择题（五）天体运动（原卷版）

必考选择题（五）天体运动必考真题展示1.（2021高考全国乙卷）科学家对银河系中心附近的恒星S2进行了多年的持续观测，给出1994年到2002年间S2的位置如图所示。科学家认为S2的运动轨迹是半长轴为1000AU（太阳到地球的距离为1AU）的椭圆，银河系中心可能存在超大质量黑洞。这项研究工作获得了2020年诺贝尔物理学奖。若认为S2所受的作用力主要为该大质量黑洞的引力，设太阳的质量为，可以推测出该黑洞质量约为（）A.B.C.D.2．（2020年7月浙江选考）火星探测任务“天问一号”的标识如图所示。若火星和地球绕太阳的运动均可视为匀速圆周运动，火星公转轨道半径与地球公转轨道半径之比为3∶2，则火星与地球绕太阳运动的（）A．轨道周长之比为2∶3B．线速度大小之比为C．角速度大小之比为D．向心加速度大小之比为9∶43．（2019全国理综III卷15）金星、地球和火星绕太阳的公转均可视为匀速圆周运动，它们的向心加速度大小分别为a金、a地、a火，它们沿轨道运行的速率分别为v金、v地、v火。已知它们的轨道半径R金<R地<R火，由此可以判定A．a金>a地>a火B．a火>a地>a金C．v地>v火>v金D．v火>v地>v金4.（2018高考全国理综I）．2017年，人类第一次直接探测到来自双中子星合并的引力波。根据科学家们复原的过程，在两颗中子星合并前约100s时，它们相距约400km，绕二者连线上的某点每秒转动12圈，将两颗中子星都看作是质量均匀分布的球体，由这些数据、万有引力常量并利用牛顿力学知识，可以估算出这一时刻两颗中子星A．质量之积B．质量之和C．速率之和D．各自的自转角速度基础题型速练1．（2021·广东·高三开学考试）从申请加入国际空间站被拒，到成为全球第三个独立自主拥有全套载人航天技术的国家，中国航天人克难攻坚，成果斐然。2021年4月29日，长征运载火箭在海南文昌成功将空间站“天和”核心舱送入高度约400km的预定轨道，中国空间站在轨组装建造全面展开。今年还将发射“问天”和“梦天”两个实验舱，完成与核心舱对接，并再发射“天舟”货运飞船、“神舟”载人飞船各两艘，为空间站送去乘组和物资，最终完成中国第一座空间站“天宫”的建造。下列说法正确的是（）A．卫星发射选在文昌会比在西昌更省燃料B．空间站绕地飞行周期大于24小时C．空间站绕地飞行速度大于第一宇宙速度D．要实现实验舱与核心舱的对接，需要把实验舱送入核心舱轨道后再加速追上核心舱2．（2021·广东·揭阳市揭东区教育局教研室高三期中）如图所示，若两颗人造卫星a和b均绕地球做匀速圆周运动，a、b到地心O的距离分别为r1、r2，r1＜r2，环绕速度大小分别为v1、v2，则（）A．v1＞v2B．v1＜v2C．v1＝v2D．都有可能3．（2021·广东梅州·二模）2020年7月23日，我国在海南文昌发射中心成功发射了“天问一号”火星探测器。假设“天问一号”绕火星做匀速圆周运动，除了引力常量G外，至少还需要两个物理量才能计算出火星的质量，这两个物理量可以是（）A．“天问一号”的质量和轨道半径B．“天问一号”的运行周期和轨道半径C．“天问一号”的质量和角速度D．“天问一号”的质量和线速度4．（2021·广东·清远市第一中学模拟预测）星球上的物体脱离星球引力所需的最小速度称为该星球的第二宇宙速度，第二宇宙速度v2与第一宇宙速度v1的关系是；该星球的半径为r，表面的重力加速度为地球表面重力加速度g的，不计其他星球的影响，则该星球的第二宇宙速度为（）A．B．C．D．5．（2021·广东·高三开学考试）北京时间2021年6月17日15时54分，神州十二号载人飞船采用自主快速交会对接模式成功对接于天和核心舱前向端口。已知“天和核心舱”匀速圆周运动的轨道离地约400km、周期约为93min，地球半径为6370km，万有引力常量G=6.67×10-11N·m2/kg2。根据这些数据，下列可以大致确定的是（）A．核心舱所在的轨道平面B．核心舱的质量C．地球的平均密度D．地球的公转角速度6．（2021·广东·金山中学高三期中）2021年6月17日9时22分，“长征二号”遥十二运载火箭成功将“神舟十二号”载人飞船中的3名航天员送入预定轨道，并顺利实现与“天和”核心舱的对接。以下说法正确的是（）A．图甲：神舟飞船与“天和”核心舱对接过程，均可视为质点B．图乙：载人飞船加速上升过程，3名航天员均处于失重状态C．图丙：3名航天员环绕地球做圆周运动过程，均处于平衡状态D．图丁：以地球为参考系，飞船与核心舱的组合体绕地球一周，平均速度为零7．（2021·广东顺德·一模）2021年6月，中国神舟十二号载人飞船成功发射升空，与天和核心舱及天舟二号组合体成功对接，将中国三名航天员送入“太空家园”，核心舱绕地球飞行的轨道可视为圆轨道，轨道离地面的高度约为地球半径的.下列说法正确的是（）A．核心舱在轨道上飞行的周期小于24hB．宇航员在“太空家园”相对地球表面是静止的C．核心舱在轨道上飞行的速度大于第一宇宙速度D．宇航员在“太空家园”受地球的万有引力大小约为地面时的8．（2021·广东梅县东山中学高三期中）2021年10月16日，神舟十三号载人飞船成功与天和核心舱对接，3名航天员顺利进入天和核心舱，他们将在空间站生活六个月。空间站绕地球做圆周运动的运行周期约为1.5h，则下列说法正确的是（）A．神舟十三号的发射速度应大于地球的第二宇宙速度B．空间站绕地球做圆周运动的运行速度不小于7.9km/sC．宇航员静止站在天和核心舱地板上时对地板的压力为零D．神舟十三号先进入天和核心舱运行轨道，与之在同一轨道运行，再从后面加速以实现与天和核心舱对接9．（2021·广东广州·模拟预测）2021年5月15日“天问一号”着陆器带着“祝融号”火星巡视车成功降落火星表面。已知地球质量约为火星质量的10倍，地球半径约为火星半径的2倍，则地球表面的重力加速度约为火星表面的（）A．5倍B．2.5倍C．0.2倍D．0.4倍10．（2021·广东·华南师大附中高三阶段练习）天鹅座X−1是由一光谱型O9−BO的超巨星及一颗致密星组成的双星系统，双星在彼此的万有引力作用下做匀速圆周运动，如图所示。它们目前仍处于稳定绕行状态，但质量较小的致密星在不断吸收质量较大的超巨星上的物质，假设目前双星系统的距离不变，则在双星运动的过程中（）A．超巨星的线速度变大B．致密星的角速度变小C．超巨星的周期变大D．两星之间的引力不变压轴模拟押题练1．（2021·江苏镇江·高三期中）如图所示是北斗导航系统中的静止轨道卫星A、中圆轨道卫星B，关于这两颗卫星，下列说法正确的是（）A．A卫星比B卫星所受引力小B．A卫星比B卫星的机械能大C．A卫星比B卫星的线速度小D．A卫星比B卫星的加速度大2．（2021·江苏如皋·高三期中）若忽略其他天体的影响，地球和月球可以看成一个双星系统，它们绕着两者连线上某一点做匀速圆周运动。天文学家发现月球正以平均每年3.8cm的速度离开地球，设地球和月球的质量保持不变，则关于此双星系统的说法正确的是（）A．双星间的万有引力逐渐增大B．双星的周期逐渐减小C．双星的线速度均逐渐减小D．双星系统的引力势能逐渐减小3．（2021·江苏海安·高三期中）2021年10月16日我国三位航天员再次进入“天宫号”空间站，航天员将在“太空之家”驻留六个月，开展各项科学实验和技术试验。下列实验中不适合在空间站开展的是（）A．①验证力的平行四边形定则B．②落体法测空间站重力加速度C．③向心力演示器探究向心力D．④静电感应使金属导体带电4．（2021·江苏连云港·高三期中）2021年5月15日，“天问一号”着陆器成功着陆于火星乌托邦平原南部预选着陆区，我国首次火星探测任务取得圆满成功。如图为“天问一号”的地火转移轨道，将火星与地球绕太阳的运动简化为在同一平面、沿同一方向的匀速圆周运动。下列说法正确的是（）A．火星绕太阳的线速度大于地球绕太阳的线速度B．“天问一号”的发射速度必须大于第三宇宙速度C．“天问一号”在转移轨道上运动的周期大于地球的公转周期D．“天问一号”从A点运动到C点的过程中动能越来越大5．（2021·江苏·南京市中华中学模拟预测）下列关于理论与实验的说法中正确的是（）A．晶体熔化时，其温度不变，内能不变B．万有引力常量是由牛顿最先较为精确地测算出的C．光电效应理论为光的波动性理论提供了实验支撑D．卢瑟福根据粒子散射实验规律提出了原子的核式结构学说6．（2021·江苏·泰州中学模拟预测）2021年2月10日，我国首次火星探测任务“天问一号”探测器实施近火捕获制动，成为我国第一颗人造火星卫星。若已知“天问一号探测器质量m、飞行速度v、运动周期T，万有引力常量为G，下列说法正确的是（）A．“天问一号”探测器内物体处于平衡状态B．可计算出火星质量C．可计算出火星半径D．可计算出火星表面重力加速度7．（2021·江苏盐城·三模）2020年3月17日，南京紫金山天文台首次发现的小行星2020FD2，它的轨道是一个狭长的椭圆，如图所示。它的近日点在水星轨道以内，远日点在木星轨道之外。水星、木星的轨道近似为圆，且与小行星轨道几乎在同一平面。下列关于小行星2020FD2说法正确的是（）A．近日点速率比水星速率小B．远日点速率比木星速率大C．公转周期比木星公转周期小D．公转周期比水星公转周期小8．（2021·江苏·高三专题练习）如图所示，我国“天问一号”火星探测器在地火转移轨道1上飞行七个月后，于今年2月进入近火点为280千米、远火点为5.9万千米的火星停泊轨道2，进行相关探测后将进入较低的轨道3开展科学探测。则探测器（）A．在轨道1上的运行速度不超过第二宇宙速度B．在轨道2上近火点的速率比远火点小C．在轨道2上近火点的机械能比远火点大D．在轨道2上近火点减速可进入轨道39．（2021·江苏·模拟预测）2020年三位诺贝尔物理学奖得主都跟黑洞的研究工作有关，其中两位科学家发现了银河系中心存在超大质量黑洞，其质量约为太阳质量的400万倍。已知质量为M、半径为R的天体的第二宇宙速度表达式为，黑洞的第二宇宙速度大于光速c；太阳质量约为，太阳直径约为1.4×106km，引力常量G=6.67×10-11N·m2/kg2，真空中的光速。下列说法正确的是（）A．太阳的第一宇宙速度约为1.4×106m/sB．超大质量黑洞的体积可能是太阳的400万倍C．超大质量黑洞的半径不