1、天體運動測試題一選擇題1 人造衛星在運行中因受高空稀薄空氣的阻力作用，繞地球運轉的軌道半徑會慢慢減小，在半徑緩慢變化過程中，衛星的運動還可近似當作勻速圓周運動。當它在較大的軌道半徑r1上時運行線速度為v1，周期為T1，后來在較小的軌道半徑r2上時運行線速度為v2，周期為T2，則它們的關系是（ ）Av1v2，T1T2 Bv1v2，T1T2 Cv1v2，T1T2 Dv1v2，T1T22. 兩個質量均為M的星體，其連線的垂直平分線為AB。O為兩星體連線的中點，如圖，一個質量為M的物體從O沿OA方向運動，則它受到的萬有引力大小變化情況是（ ）A.一直增大 B.一直減小 C.先減小，后增大 D.先增大，

2、后減小3. 土星外層上有一個土星環,為了判斷它是土星的一部分還是土星的衛星群,可以測量環中各層的線速度與該層到土星中心的距離R之間的關系來判斷 若,則該層是土星的一部分 ,則該層是土星的衛星群. 若,則該層是土星的一部分 若,則該層是土星的衛星群.以上說法正確的是 A. B. C. D. 4. 假如地球自轉速度增大,關于物體重力的下列說法中不正確的是 ( ) A放在赤道地面上的物體的萬有引力不變 B.放在兩極地面上的物體的重力不變 C赤道上的物體重力減小 D放在兩極地面上的物體的重力增大5在太陽黑子的活動期，地球大氣受太陽風的影響而擴張，這樣使一些在大氣層外繞地球飛行的太空垃圾被大氣包圍，而開

3、始下落。大部分垃圾在落地前燒成灰燼，但體積較大的則會落到地面上給我們造成威脅和危害那么太空垃圾下落的原因是A大氣的擴張使垃圾受到的萬有引力增大而導致的B太空垃圾在燃燒過程中質量不斷減小，根據牛頓第二定律，向心加速度就會不斷增大，所以垃圾落向地面C太空垃圾在大氣阻力的作用下速度減小，那么它做圓運動所需的向心力就小于實際受到的萬有引力，因此過大的萬有引力將垃圾拉向了地面D太空垃圾上表面受到的大氣壓力大于下表面受到的大氣壓力，所以是大氣的力量將它推向地面的 6.用 m表示地球通訊衛星（同步衛星）的質量，h表示它離地面的高度，R表示地球的半徑，g表示地球表面處的重力加速度，表示地球自轉的角速度，則通訊

4、衛星所受萬有引力的大小為A.等于零 B.等于 C.等于 D.以上結果都不正確7 關于第一宇宙速度，下列說法不正確的是 （ ）A第一宇宙速度是發射人造地球衛星的最小速度B第一宇宙速度是人造地球衛星環繞運行的最大速度C第一宇宙速度是地球同步衛星環繞運行的速度 D地球的第一宇宙速度由地球的質量和半徑決定的8如圖5-1所示，以9.8m/s的水平速度v0拋出的物體，飛行一段時間后垂直地撞在傾角為=30°的斜面上，可知物體完成這段飛行的時間是 （ ） A B C s D2s9、 某人造地球衛星繞地球做勻速圓周運動，假如它的軌道半徑增加到原來的n倍后，仍能夠繞地球做勻速圓周運動，則A根據，可知衛星

5、運動的線速度將增大到原來的n倍。B根據，可知衛星受到的向心力將減小到原來的倍。 C根據，可知地球給衛星提供的向心力將減小到原來的倍。D根據，可知衛星運動的線速度將減小到原來的倍。10、設在地球上和某天體上以相同的初速度豎直上拋一物體的最大高度之比為k(均不計空氣阻力),且已知地球和該天體的半徑之比也為k,則地球質量與天體的質量之比為( )A. 1 B. K C. K2 D. 1/K11假設在質量與地球質量相同，半徑為地球半徑兩倍的天體上進行運動比賽，那么與在地球上的比賽成績相比，下列說法正確的是（）A跳高運動員的成績會更好 B用彈簧秤稱體重時，體重數值變得更大C從相同高度由靜止降落的棒球落地的

6、時間會更短些 D用手投出的籃球，水平方向的分速度變化更慢12在地球大氣層外有很多太空垃圾繞地球做勻速圓周運動，每到太陽活動期，由于受太陽的影響，地球大氣層的厚度開始增加，使得部分垃圾進入大氣層開始做靠近地球的近心運動，產生這一結果的初始原因是 （ ）A由于太空垃圾受到地球引力減小而導致做近心運動 B由于太空垃圾受到地球引力增大而導致做近心運動 C由于太空垃圾受到空氣阻力而導致做近心運動D地球引力提供了太空垃圾做勻速圓周運動所需的向心力，故產生向心運動的結果與空氣阻力無關13西昌衛星發射中心的火箭發射架上，有一待發射的衛星，它隨地球自轉的線速度為v1、加速度為a1；發射升空后在近地軌道上做勻速圓

7、周運動，線速度為v2、加速度為a2；實施變軌后，使其在同步衛星軌道上做勻速圓周運動，運動的線速度為v3、加速度為a3。則v1、v2、v3的大小關系和a1、a2、a3的大小關系是（ ）Av2>v3>v1；a2<a3<a1 Bv2>v3< v1；a2>a3>a1 Cv2>v3>v1；a2>a3>a1 Dv3> v2>v1；a2>a3>a114.1998年1月發射的“月球勘探者”空間探測器，運用最新科技手段對月球進行近距離勘探，在月球重力分布，磁場分布及元素測定等方面取得了新成果，探測器在一些環形山中發現

8、了質量密集區，當飛到這些質量密集區時，通過地面的大口徑射電望遠鏡觀察，“月球勘探者”的軌道參數發生了微小變化，這些變化是( ) RA .半徑變小 B.半徑變大 C.速率變小 D.速率變大15一質量為m的物體，沿半徑為R的向下凹的圓形軌道滑行，如圖所示，經過最低點的速度為v，物體與軌道之間的動摩檫因數為，則它在最低點時受到的摩檫力為（ ）Amg Bmv2/R Cm(g+v2/R) Dm(g-v2/R)1關于行星繞太陽運動的下列說法中正確的是( )A所有行星都在同一橢圓軌道上繞太陽運動B所有行星的軌道的半長軸的三次方跟公轉周期的二次方的比值都相等C離太陽越近的行星運動周期越大D行星繞太陽運動時太陽

9、位于行星軌道的中心處2“坦普爾一號”彗星繞太陽運行的軌道是一個橢圓，其運動周期為5.74年，則關于“坦普爾一號”彗星的下列說法中正確的是( )A繞太陽運動的角速度不變B近日點處線速度大于遠日點處線速度C近日點處加速度大于遠日點處加速度D其橢圓軌道半長軸的立方與周期的平方之比是一個與太陽質量有關的常數3.在物理學發展的過程中，許多物理學家的科學研究推動了人類文明的進程在對以下幾位物理學家所作科學貢獻的敘述中，正確的說法是（ ） A英國物理學家牛頓用實驗的方法測出萬有引力常量GB第谷接受了哥白尼日心說的觀點，并根據開普勒對行星運動觀察記錄的數據，應用嚴密的數學運算和橢圓軌道假說，得出了開普勒行星運

10、動定律C亞里士多德認為兩個從同一高度自由落下的物體，重物體與輕物體下落一樣快D胡克認為只有在一定的條件下，彈簧的彈力才與彈簧的形變量成正比4由于某種原因，人造地球衛星的軌道半徑減小了，那么，衛星的( )A速率變大，周期變小 B速率變小，周期變大C速率變大，周期變大 D速率變小，周期變小5當一個做勻速圓周運動的人造衛星的軌道半徑增大到原來的2倍時，則( )A.衛星的線速度也增大到原來的2倍 B.衛星所需向心力減小到原來的1/2倍C.衛星的線速度減小到原來的倍 D.衛星所需向心力減小到原來的1/4倍6.（2011.天津）質量為m的探月航天器在接近月球表面的軌道上飛行，其運動視為勻速圓周運動。已知月

11、球質量為M，月球半徑為R，月球表面重力加速度為g，引力常量為G，不考慮月球自轉的影響，則航天器的（ ）A線速度 B角速度 C運行周期 D向心加速度7地球表面的重力加速度為g，地球半徑為R，引力常量為G.假設地球是一個質量分布均勻的球體，體積為R3，則地球的平均密度是( )A. B. C. D.8“神舟七號”繞地球做勻速圓周運動的過程中，下列事件不可實現的是( )A航天員在軌道艙內能利用彈簧拉力器進行體能鍛煉B用天平稱量物體的質量C航天員出艙后，手中舉起的五星紅旗迎風飄揚D從飛船艙外自由釋放的伴飛小衛星與飛船的線速度相等9我國的“神舟七號”飛船于2008年9月25日晚9時10分載著3名宇航員順利

12、升空，并成功“出艙”和安全返回地面當“神舟七號”在繞地球做半徑為r的勻速圓周運動時，設飛船艙內質量為m的宇航員站在可稱體重的臺秤上用R表示地球的半徑，g表示地球表面處的重力加速度，g表示飛船所在處的重力加速度，N表示航天員對臺秤的壓力，則下列關系式中正確的是( )Ag0 Bgg CNmg DNmg10.有兩顆繞地球做勻速圓周運動的衛星A和B，它們的軌道半徑rArB=12，則它們的向心加速度aA、aB的關系，以下判斷中正確的是（ ）A.根據a=2r，可得aAaB=12 B.根據，可得aAaB=21C.根據，可得aAaB=11 D.根據，可得aAaB=4111. 2010年10月1日，“嫦娥二號”

13、在西昌衛星基地發射成功，其環月飛行的高度距離月球表面100 km，所探測到的有關月球的數據將比環月飛行高度為200 km的“嫦娥一號”更加詳實若兩顆衛星環月運行均可視為勻速圓周運動，運行軌道如圖所示，則 ( )A“嫦娥二號”環月運行的速度比“嫦娥一號”更小B“嫦娥二號”環月運行時向心加速度比“嫦娥一號”更小C“嫦娥二號”環月運行的周期比“嫦娥一號”更小D“嫦娥二號”環月運行時角速度與“嫦娥一號”相等二填空題（16題6分，17題4分，18題4分）16. 1957年10月4日,前蘇聯發射了世界上第一顆人造地球衛星以來,人類活動范圍從陸地、海洋、大氣層擴展到宇宙空間,宇宙空間成為人類的第四疆域,人類

14、發展空間技術的最終目的是開發太空資源.(1)宇航員在圍繞地球做勻速圓周運動的航天飛機中,會處于完全失重的狀態,下列說法正確的是( ) A. 宇航員仍受重力作用 B. 宇航員受力平衡 C.重力正好為向心力 D. 宇航員不受任何力的作用(2) 宇宙飛船要與空間站對接,飛創為了追上空間站( ) A.只能從較低軌道上加速 B.只能從較高軌道上加速 C. 只能從空間站同一高度上加速 D.無論在什么軌道上,只要加速都行(3).已知空間站周期為T ,地面重力加速度約為g ,地球半徑為R.由此可計算出國際空間站離地面的高度為_17.了充分利用地球自轉的速度，人造衛星發射時，火箭都是從 向_ （填東、南、西、北

15、）發射。考慮這個因素，火箭發射場應建在緯度較 （填高或低）的地方較好。 18偵察衛星在通過地球兩極上空的圓軌道上運動，它的運動軌道距地面高度為h，要使衛星在一天的時間內將地面上赤道各處在日照條件下的情況全都拍攝下來，衛星在通過赤道上空時，衛星上的攝像機至少應拍攝地面上赤道圓周的弧長是_.(設地球的半徑為R，地面處的重力加速度為g，地球自轉的周期為T.) 三計算題20、（9分）已知地球半徑為R，地球表面的重力加速度為g，地球自轉的周期為T，試求地球同步衛星的向心加速度大小。21、（10分）晴天晚上，人能看見衛星的條件是衛星被太陽照著且在人的視野之內。一個可看成漫反射體的人造地球衛星的圓形軌道與赤

16、道共面，衛星自西向東運動。春分期間太陽垂直射向赤道，赤道上某處的人在日落后8小時時在西邊的地平線附近恰能看到它，之后極快地變暗而看不到了。已知地球的半徑，地面上的重力加速度為，估算：（答案要求精確到兩位有效數字）（1）衛星軌道離地面的高度。（2）衛星的速度B同步軌道地球A22. （10分）發射地球同步衛星時，可認為先將衛星發射至距地面高度為h1的圓形軌道上，在衛星經過A點時點火（噴氣發動機工作）實施變軌進入橢圓軌道，橢圓軌道的近地點為A，遠地點為B.在衛星沿橢圓軌道運動經過B點再次點火實施變軌，將衛星送入同步軌道（遠地點B在同步軌道上），如圖所示.兩次點火過程都使衛星沿切線方向加速，并且點火時

17、間很短.已知同步衛星的運動周期為T，地球的半徑為R，地球表面重力加速度為g，求：衛星在近地圓形軌道運行接近A點時的加速度大小；衛星同步軌道距地面的高度.22. （12分）現代觀測表明，由于引力的作用，恒星有“聚焦”的特點，眾多的恒星組成不同層次的恒星系統，最簡單的恒星系統是兩顆互相繞轉的雙星它們以兩者連線上的某點為圓心做勻速圓周運動，這樣就不至于由于萬有引力的作用而吸引在一起設某雙星中A、B兩星的質量分別為 m 和 3m，兩星間距為L，在相互間萬有引力的作用下，繞它們連線上的某點O轉動，則O點距B星的距離是多大？它們運動的周期為多少？ 23 兩顆人造衛星A和B繞地球做勻速圓周運動，周期之比為T

18、A:TB=1:8，求解兩顆人造衛星的軌道半徑之比和運動速率之比24.天宮一號于2011年9月29日成功發射，它將和隨后發射的神州飛船在空間完成交會對接，實現中國載人航天工程的一個新的跨越。天宮一號進入運行軌道后，其運行周期為T，距地面的高度為h，已知地球半徑為R，萬有引力常量為G。若將天宮一號的運行軌道看做圓軌道，求：（1）地球質量M；（2）地球的平均密度。參考答案CDBACCBCCBCDCACCADAD16(1)A、C；宇航員仍受重力作用，此力提供宇航員做圓周運動的向心力。（2）A,當衛星在其軌道上加速時，F引小于向心力，故要做離心運動，從而使半徑增大。（3）萬有引力提供向心力有： 其中rR

19、+h由上述三式可求得17. 西、 東、低。在緯度較低的地方地球自轉的線速度較大18.偵察衛星繞地球做勻速圓周運動的周期設為T1，則 地面處的重力加速度為g，則 =m0g 由上述兩式得到衛星的周期T1= 其中r=h+R,地球自轉的周期為T，在衛星繞行一周時，地球自轉轉過的角度為=2,攝像機應拍攝赤道圓周的弧長為s=R 得s= 20. 21解：從北極沿地軸往下看的地球俯視圖如圖所示，設衛星離地高h，Q點日落后8小時時能看到它反射的陽光。日落8小時Q點轉過的角度設為（1）軌道高（2）因為衛星軌道半徑根據萬有引力定律，引力與距離的平方成反比衛星軌道處的重力加速度（同樣給分）22. 23.解：設O點距B

20、星的距離為x，雙星運動的周期為T，由萬有引力提供向心力 對于B星：G= 3mx()2 對于A星：G= m(L-x) ()2 = 3 即 x = L T =L (3分)24.解：接收電磁波脈沖的間隔時間即是該星體自轉的最大周期星體表面物體不脫離星體時滿足：G = mR()2 而M=R3 = 代入已知數據得：=7.3×1017kg/m3 25.（1）任何天體均存在其所對應的逃逸速度v2=，其中m、R為天體的質量和半徑。黑洞，其逃逸速度大于真空中的光速 ，即v2c，Rm2.94×103 m，即質量為1.98×1030 kg的黑洞的最大半徑為2.94×103 m

21、.（2）把宇宙視為普通天體，則其質量m=·V=·R3-其中R 為宇宙的半徑，為宇宙的密度，則宇宙的逃逸速度為v2=-由于宇宙密度使得其逃逸速度大于光速c，即v2c-則由以上三式可得R=4.01×1026 m，合4.24×1010光年。即宇宙的最小半徑天體運動歸納、重力類：（重力近似等于萬有引力）1主要解決天體表面重力加速度問題基本關系式：例1、某星球質量是地球的1/5，半徑為地球的1/4，則該星球的表面重力加速度與地球表面重力加速度的比值是多少？設天體表面重力加速度為g，天體半徑為R，則: （）由此推得兩個不同天體表面重力加速度的關系為:2行星表面重力加

22、速度、軌道重力加速度問題：例2、設地球表面的重力加速度為g,物體在距地心4R（R是地球半徑）處，由于地球的引力作用而產生的重力加速度g，則g/g為A、1； B、1/9； C、1/4； D、1/16。表面重力加速度：軌道重力加速度： 、天體運動類：行星（衛星）模型：FGmmr2mr一、周期類：主要解決天體的質量(或密度)與同步衛星問題基本關系式：設恒星質量為M，行星質量為m(或行星質量為M，衛星質量為m)，它們之間的間距為r，行星繞恒星(或衛星繞行星)的線速度、角速度、周期分別為v 、T可以推得開普勒第三定律：（常量）1天體質量(或密度)問題 當r=R時，則天體密度簡化為：R、T分別代表天體的半

23、徑和表面環繞周期，由上式可以看出，天體密度只與表面環繞周期有關.2周期公式對人造地球衛星而言，軌道半徑越大，離地面越高，周期越大。近地衛星的軌道半徑r可以近似地認為等于地球半徑R，又因為地面，所以有。它是繞地球做勻速圓周運動的人造衛星的最小周期。二、同步衛星問題所謂地球同步衛星，是指衛星環繞地球運轉與地球自轉同步即“對地靜止”（又叫靜止軌道衛星）的一種特殊衛星。 1.同步衛星的軌道與線速度同步衛星一定在赤道正上方論述要點：同步衛星要想“對地靜止”其圓軌道必須與地軸垂直，又因每種衛星軌道必過地心。這就決定了同步衛星一定在赤道正上方同步衛星離地高度證明要點：h=r-R=3.56×107m(約為三萬六千千米)運行速率 2r/T=3.12.飛船（衛星）的發射與回收（此類型要涉及開普勒三定律）例3.飛船沿半徑為r的圓周繞地球運動，其周期為T