天体运动(答案在里面)

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1、试卷第 1 页，总 38 页2014-2015 学年度 ? 学校 6 月月考卷1物理学历史上许多规律的发现或学说的建立，是在科学家之间相互启发、相互印证的过程中应用物理学研究方法逐步完成的。下列说法中符合史实的是（）A伽利略在亚里士多德、笛卡尔等科学家关于力与运动关系研究的基础上，运用理想实验和归谬法得出了惯性定律B伽利略在对亚里士多德关于物体下落论断的怀疑下，做了著名的斜面实验，并应用实验现察和逻辑推理，得出轻重物体自由下落一样快的结论C第谷接受了哥白尼日心说的观点，并根据开普勒对行星运动观察记录的数据，应用严密的数学运算和椭圆轨道假说，得出了开普勒行星运动定律D牛顿接受了胡克等科学家关于“

2、吸引力与两中心距离的平方成反比”的猜想，运用严密的逻辑推理，建立了万有引力定律【答案】 BD【解析】惯性定律是牛顿得出的，A 错误；开普勒行星运动定律是由开普勒得出的，C错误；与物理学史相符的是BD选项。2利用航天飞机，宇航员可以到太空中出现故障的人造地球卫星上。已知一颗人造地球卫星在离地高度一定的圆轨道上运行。当航天飞机接近这颗卫星并与它运行情况基本相同时，速度达到了6.4kms。取地球半径R=6400km ，地球表面重力加速度g=9.8ms2，求这颗卫星离地面的高度。【答案】 3400Km【解析】考点：万有引力定律及其应用专题：万有引力定律的应用专题分析： 此题为卫星做圆周运动的基本计算型

3、题目，借助万有引力定律和运动学公式找出卫星距离地面的高度和常量之间的关系；为了避开地球质量问题，可以借助一地球表面某物体的重力可看做是和地球之间的万有引力去解决解答：解：设地球质量M ，地球半径R，卫星距离地面高度h，卫星质量m ，当航天飞机接近这颗卫星并与他运行情况基本相同时，速度达到了v=6.4km/s ，说明卫星的运行速度也是 v=6.4km/s ， 卫星在天上时， 由万有引力提供向心力，所以：G2)(hRMm=m hRv2转换公式可得：v2=hRGM，另设地球表面上有一物体，质量为 m1，那么它在地球表面受到的万有引力就是其重力所以，m1g=G2RMm， 转换公式可得： GM=R2g

4、将代入得到：v2=hRgR2 即 h=22vgR-R，将已知数据代入，得到：h=3400km 故这颗卫星离地面的高度为3400km点评： 此题为卫星做圆周运动的基本计算型题目，主要考查万有引力充当向心力的相关应用和计算，为中档题3同步卫星离地心距离为r ，运行速度为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，第一宇宙速度为v2，地球半径的R，则A12:aarRB22 12:aaRrC22 12:vvRrD12:Rvvr试卷第 2 页，总 38 页【答案】 AD 【解析】 分析：求一个物理量之比，我们应该把这个物理量先用已知的物理量表示出来，再进行之比运用万有引力提供向心力

5、列出等式和运用圆周运动的物理量之间的关系列出等式解决问题解答：解：对于地球同步卫星和以第一宇宙速度运动的近地卫星，由万有引力提供做匀速圆周运动所需向心力得到：m rv2 1=m2rGM，m Rv2 2=m2RGM得：12:Rvvr，故 C错误， D正确因为地球同步卫星的角速度和地球赤道上的物体随地球自转的角速度相同，由 a1=2r ，a 2=2R可得，12:aar R，故 A正确 B错误；故选 AD 点评：用已知物理量来表达未知的物理量时应该选择两者有更多的共同物理量的表达式42008 年 9 月 25 日至 28 日我国成功实施了“ 神舟 ” 七号载人航天飞行并实现了航天员 首次出舱。 飞船

6、先沿椭圆轨道飞行，后在远地点343 千米处点火加速，由椭圆轨道变成高度为 343 千米的圆轨道，在此圆轨道上飞船运行周期约为90 分钟。下列判断正确的是A飞船在轨道上飞行时，经过Q 点时的速度大于经过P点时的速度B飞船在圆轨道上时航天员出舱前后都处于失重状态C飞船在此圆轨道上运动的角度速度大于同步卫星运动的角速度D飞船变轨前通过椭圆轨道远地点时的加速度大于变轨后沿圆轨道运动的加速度 【答案】 ABC 【解析】试题分析：根据开普勒第二定律，在近地点的速度大于远地点速度，所以A 对。万有引力均提供向心力，即物体会处于完全失重状态，所以B 对。万有引力提供向心力22GmMvmrr可知3GMr，说明半

7、径越大，加速度越小。根据牌谱了第三定律，32RCT，周期越长，半径越大，由于该卫星周期只有1.5h，而同步卫星是24h，所以C 答案正确。根据牛顿第二定律则2GMar，所以飞船变轨前后，加速度一样。所以D错考点：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，这类问题常常又被细分为在轨卫星问题和不在轨道物体问题，即主要是看向心力的来源。5 如图， a、 b、 c 是在地球大气层外圆轨道上运动的3 颗卫星，下列说法正确的是 （）P地球Q轨道 1轨道 2试卷第 3 页，总 38 页Ab、c 的线速度大小相等，且大于a 的线速度Bb、c 的向心加速度大小相等，且大于a 的向心加速度

8、Cc 加速可追上同一轨道上的b， b减速可等候同一轨道上的cDa 卫星由于某原因，轨道半径缓慢减小，其线速度将增大【答案】 D【解析】试题分析：根据22MmvGmamrr解得2GMGMavrr，b、 c 的轨道半径相等，线速度、 向心加速度相等， 轨道半径越大， 线速度、 向心加速度越小 故 A B错误c加速，万有引力不够提供向心力，做离心运动，离开原轨道，b 减速，万有引力大于所需向心力， 卫星做近心运动， 离开原轨道， 所以不会与同轨道上的卫星相遇故 C错误 卫星由于某原因，轨道半径缓慢减小，万有引力做正功，动能增加，则线速度增大故D正确故选 D考点：万有引力定律及其应用点评：解决本题的关

9、键掌握线速度、相信加速度与轨道半径的关系，以及两卫星在同一轨道上，通过加速或减速是不会相遇的6地球表面的重力加速度为g0，物体在距地面上方3R处(R 为地球半径 ) 的重力加速度为 g，那么两个加速度之比gg0等于A.1:1 B.1:4 C.1:9 D.1:16【答案】 C【解析】由重力等于万有引力2RMmGmg可知 C对；7今年 4 月 30 日，西昌卫星发射中心的中圆轨道卫星，其轨道半径为2.8 x 107m 。它与另一颗同质量的同步轨道卫星（轨道半径为4.2 x 107m ）相比A. 向心力较小B.动能较大C. 发射速度都是第一宇宙速度D.角速度较小【答案】 B【解析】卫星做圆周运动万有

10、引力提供向心力有 rvmrmF22GM 引可知半径越大引力 越 小 即 向 心 力 越 小 答案A 错 误 ； 而 由 公 式可 知 卫 星 线 速 度 和 角 速度 分 别 为rGm rrGmv1和所以 B正确 ,D 错误，第一宇宙速度是最小的发射速度，实际发射速度都要比它大所以C错；8最早测得万有引力常量G的科学家是 （）A. 牛顿 B. 开普勒 C. 卡文迪许 D. 爱因斯坦【答案】 C【解析】根据物理学史，C正确。91999 年 11 月 20 日，我国成功发射了“神舟”号宇宙飞船，该飞船在绕地球运行了b a c 地球试卷第 4 页，总 38 页14 圈后在预定地点安全着落，若飞船在轨

11、道上做的是匀速圆周运动，则运行速度v 的大小Av B A【答案】 C【解析】试题分析：第一宇宙速度是最大环绕速度，是最小发射速度，所以A 错误，由公式22MmvGmrr得GMvr，故运行速度越大，则半径越小，B 错误，由公式2 2MmGmrr得3=GM r，半径越小，角速度越大，C正确，地球自转角速度和同步卫星的角速度相同，所以有BAC，D 错误，考点：考查了人造卫星运动问题点评：本题是卫星类型的问题，常常建立这样的模型：环绕天体绕中心天体做匀速圆周运动，由中心天体的万有引力提供向心力35把太阳系各行星的运动近似匀速圆周运动，则离太阳越近的行星（）A. 周期越小 B.线速度越小C. 角速度越小

12、D.加速度越小试卷第 14 页，总 38 页【答案】 A【解析】试题分析：太阳系各行星的运动近似匀速圆周运动，万有引力提供向心力，设行星的质量为 m ，公转半径为r ，太阳的质量为MA、由2224MmGmrrT可得，234rTGM，可见离太阳越近的行星，周期越小；正确B、由22MmvGmrr可得，GMvr，可见离太阳越近的行星，线速度越大；错误C、由2 2MmGmrr可得，3GMr，可见离太阳越近的行星，角速度越大；错误D、由2MmGmar可得，2GMar，可见离太阳越近的行星，加速度越大；错误故选 A考点：人造卫星的加速度、周期和轨道的关系点 评 ： 本 题 的 关 键 掌 握 万 有 引

13、力 提 供 向 心 力 ， 由 圆 周 运 动 规 律22 2 224MmvGmrmmrmarTr知道线速度、角速度、周期、加速度与轨道半径的关系。36据科技日报报道，2020 年前我国将发射8 颗海洋系列卫星，包括4 颗海洋水色卫星、 2 颗海洋动力环境卫星和2 颗海陆雷达卫星，以加强对黄岩岛、钓鱼岛及西沙群岛全部岛屿附近海域的监测。设海陆雷达卫星绕地球做匀速圆周运动的轨道半径是海洋动力环境卫星的n 倍，则在相同的时间内（）A海陆雷达卫星到地球球心的连线扫过的面积是海洋动力环境卫星的n 倍B海陆雷达卫星和海洋动力环境卫星到地球球心的连线扫过的面积相等C海陆雷达卫星到地球球心的连线扫过的面积是

14、海洋动力环境卫星的2124xtt倍D海陆雷达卫星到地球球心的连线扫过的面积是海洋动力环境卫星的012/vm s倍【答案】 C【解析】试题分析：卫星与地心的连线扫过的是扇形，由22GMmvmrr解得卫星的环绕速度GMvr， 所 以 在 时 间t内 扫 过 的 弧 长lvt， 卫 星 扫 过 的 面 积2 222lrtGMtGMSrrrr，即与卫星的轨道半径的平方根成正比，故选项 C正确考点：考查万有引力定律的应用，解答时结合几何知识求解37荡秋千是大家喜爱的一项体育活动，随着科技的发展，将来有一天，同学们也许会试卷第 15 页，总 38 页在其它星球上享受荡秋千的乐趣假设你当时所在星球的质量与地

15、球质量之比为180，半径为 14. 可将人看成质点，摆角小于90，若经过最低位置的速度为4 m/s ，你能上升的最大高度是( )A0.8 m B4 mC2 m D1.6 m【答案】 B【解析】试题分析： 由黄金代换式2GM=gR, 可得星球表面的重力加速度：2 2 2g=g=2m/sMRMR，由机械能守恒定律得：2 h=4 m2 vg，B正确故选 B考点：考查了万有引力定律的应用点评：把星球表面的物体运动和天体运动结合起来是考试中常见的问题重力加速度g是天体运动研究和天体表面宏观物体运动研究联系的物理量38 “天宫一号”被长征二号火箭发射后，准确进入预定轨道，如图所示，“天宫一号”在轨道 1

16、上运行 4 周后，在Q点开启发动机短时间加速，关闭发动机后，“天宫一号”沿椭圆轨道2 运行到达P点，开启发动机再次加速，进入轨道3 绕地球作圆周运动， “天宫一号”在图所示轨道1、2、 3 上正常运行时，下列说法正确的是（）A. “天宫一号”在轨道3 上的速率大于在轨道1上的速率。B. “天宫一号”在轨道3 上的角速度小于在轨道1 的角速度C. “天宫一号”在轨道1 上经过 Q点的加速度大于它在轨道2 上经过 Q点的加速度D. “天宫一号”在轨道2 上经过 P点的加速度等于它在轨道3 上经过 P点的加速度【答案】 BD【解析】试题分析：由公式22MmvGmrr得GMvr，即半径越大，速度越小，故“天宫一号”在轨道3 上的速率小于在轨道1 上的速率。 A错误，由公式2 2Mm