天体运动专题例题+练习

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1、3已知地球的同步卫星的轨道半径约为地球半径的60倍,根据你知道的常识,可以估算出地球到月球的距离,这个距离最接近( )A地球半径的40倍B地球半径的60倍C地球半径的80倍D地球半径的100倍10据报道,我国数据中继卫星“天链一号01星”于2008年4月25日在西昌卫星发射中心发射升空,经过4次变轨控制后,于5月1日成功定点在东经77赤道上空的同步轨道.关于成功定点后的“天链一号01星”,下列说法正确的是 A.运行速度大于7.9 km/s B.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.向心加速度与静止在赤道上物体的向心加速度大小相等4宇航员在月球表面完成下

2、面实验:在一固定的竖直光滑圆弧轨道内部的最低点,静止一质量为m的小球(可视为质点),如图所示,当给小球水平初速度0时,刚好能使小球在竖直平面内做完整的圆周运动。已知圆弧轨道半径为r,月球的半径为R,万有引力常量为G。若在月球表面上发射一颗环月卫星,所需最小发射速度为( ) A BCD 3(6分)(2015红河州模拟)“神舟”五号载人飞船在绕地球飞行的第五圈进行变轨,由原来的椭圆轨道变为距地面高度为h的圆形轨道已知飞船的质量为m,地球半径为R,地面处的重力加速度为g则飞船在上述圆轨道上运行的动能Ek()A等于mg(R+h)B小于mg(R+h)C大于mg(R+h)D等于mgh7(2015沈阳质量检

3、测 )为了探测x星球,总质量为的探测飞船载着登陆舱在以该星球中心为圆心的圆轨道上运动,轨道半径为,运动周期为。随后质量为的登陆舱脱离飞船,变 轨到离星球更近的半径为的圆轨道上运动,则 Ax星球表面的重力加速度 Bx星球的质量 C登陆舱在与轨道上运动时的速度大小之比 D登陆舱在半径为轨道上做圆周运动的周期答案:BD5. (2015北京房山期末) GPS导航系统可以为陆、海、空三大领域提供实时、全天候和全球性的导航服务,它是由周期约为12h的卫星群组成。则GPS导航卫星与地球同步卫星相比A地球同步卫星的角速度大 B地球同步卫星的轨道半径小CGPS导航卫星的线速度大 DGPS导航卫星的向心加速度小答

4、案:C1. (2015北京昌平期末)我国自主研制的“嫦娥三号”,携带“玉兔”月球车已于2013年12月2日1时30分在西昌卫星发射中心发射升空,落月点有一个富有诗意的名字“广寒宫”。落月前的一段时间内,绕月球表面做匀速圆周运动。若已知月球质量为M,月球半径为R,引力常量为G,对于绕月球表面做圆周运动的卫星,以下说法正确的是(B)A线速度大小为 B线速度大小为C周期为D周期为答案:B12(2015福州期末)(10分)我国探月工程已规划至“嫦娥四号”,并计划在2017年将嫦娥四号探月卫星发射升空到时将实现在月球上自动巡视机器人勘测已知万有引力常量为G,月球表面的重力加速度为g,月球的平均密度为,月

5、球可视为球体,球体积计算公式V=R3求:(1)月球质量M;(2)嫦娥四号探月卫星在近月球表面做匀速圆周运动的环绕速度v解答:解:(1)设:月球半径为RG=mg 月球的质量为:M= 由得:M= (2)万有引力提供向心力:G=m 由得:R= 由得:v= 16(2015崇明期末)(3分)(2015崇明县一模)理论上已经证明:质量分布均匀的球壳对壳内物体的万有引力为零现假设地球是一半径为R、质量分布均匀的实心球体,O为球心,以O为原点建立坐标轴Ox,如图所示一个质量一定的小物体(假设它能够在地球内部移动)在x轴上各位置受到的引力大小用F表示,则选项图所示的四个F随x的变化关系图正确的是()ABCD解答

6、:解:令地球的密度为,则在地球表面,重力和地球的万有引力大小相等,有:g=由于地球的质量为M=,所以重力加速度的表达式可写成:g=根据题意有,质量分布均匀的球壳对壳内物体的引力为零,固在深度为Rr的井底,受到地球的万有引力即为半径等于r的球体在其表面产生的万有引力,g=当rR时,g与r成正比,当rR后,g与r平方成反比即质量一定的小物体受到的引力大小F在地球内部与r成正比,在外部与r的平方成反比故选:A地球太阳土星7(2015苏北四市一模)2014年5月10日天文爱好者迎来了“土星冲日”的美丽天象。“土星冲日”是指土星和太阳正好分处地球的两侧,三者几乎成一条直线。该天象每378天发生一次,土星

7、和地球绕太阳公转的方向相同,公转轨迹都近似为圆,地球绕太阳公转周期和半径以及引力常量均已知,根据以上信息可求出A土星质量B地球质量C土星公转周期D土星和地球绕太阳公转速度之比答案:CD6(2015苏州第一次调研)一个物体静止在质量均匀的星球表面的“赤道”上已知引力常量G,星球密度若由于星球自转使物体对星球表面的压力恰好为零,则该星球自转的角速度为 ( )A B C D答案:A7(2015南京、盐城一模)、如图所示,A、B是绕地球运行的“天宫一号”椭圆形轨道上的近地点和远地点,则“天宫一号”A、在A点时线速度大B、在A点时重力加速度小C、在B点时向心加速度小D、在B点时向心加速度大于该处的重力加

8、速度答案:AB7(2015黄山一检)小行星绕恒星运动,恒星(中心天体)均匀地向四周辐射能量,质量缓慢减小,可认为小行星在绕恒星运动一周的过程中近似做圆周运动则经过足够长的时间后,小行星运动的( ) A半径变小 B速率变大 C加速度变小 D角速度变火答案:C10(2015安徽江南十校期末)(14分)探月卫星的发射过程可简化如下:首先进入绕地球运行的“停泊轨道”,在该轨道的P处通过变速在进入地月“转移轨道”,在快要到达月球时,对卫星再次变速,卫星被月球引力“俘获”后,成为环月卫星,最终在环绕月球的“工作轨道”上绕月飞行(视为圆周运动),对月球进行探测已知“工作轨道”周期为T,距月球表面的高度为h,

9、月球半径为R,引力常量为G,忽略其它天体对探月卫星在“工作轨道”上环绕运动的影响(1)要使探月卫星从“转移轨道”进入“工作轨道”,应增大速度还是减小速度?(2)求探月卫星在“工作轨道”上环绕的线速度大小;(3)求月球的第一宇宙速度解答:解:(1)要使探月卫星从“转移轨道”进入“工作轨道”,应减小速度做近心运动(2)根据线速度与轨道半径和周期的关系可知探月卫星线速度的大小为(3)设月球的质量为M,探月卫星的质量为m,月球对探月卫星的万有引力提供其做匀速圆周运动的向心力,所以有:月球的第一宇宙速度v1等于“近月卫星”的环绕速度,设“近月卫星”的质量为m,则有:由以上两式解得:答:(1)要使探月卫星

10、从“转移轨道”进入“工作轨道”,应减小速度(2)探月卫星在“工作轨道”上环绕的线速度大小为(3)月球的第一宇宙速度为12(2015北京房山期末)如图所示,一根截面积为S的均匀长直橡胶棒上均匀带有负电荷,单位体积内的电荷量为q,当此棒沿轴线方向做速度为v的匀速直线运动时,由于棒运动而形成的等效电流大小为Avq B CqvS D答案:C18. (2015北京房山期末)(9分)“嫦娥一号”的成功发射,为实现中华民族几千年的奔月梦想迈出了重要的一步。已知“嫦娥一号”绕月飞行轨道近似为圆形,距月球表面高度为H,飞行周期为T,月球的半径为R,引力常量为G。求:(1)“嫦娥一号”绕月飞行时的线速度大小;(2

11、)月球的质量;(3)若发射一颗绕月球表面做匀速圆周运动的飞船,则其绕月运行的线速度应为多大。18.答案(1)“嫦娥一号”运行的线速度(3分)(2)设月球质量为M,“嫦娥一号”的质量为m,根据万有引力定律和牛顿第二定律,对“嫦娥一号”绕月飞行的过程有 G解得(3分)(3)设绕月球表面做匀速圆周运动的飞船的质量为m0,线速度为v0,根据万有引力定律和牛顿第二定律,对飞船绕月飞行的过程有G又因,联立可解得v0=(3分)18(2015北京东城一检). (9分)我国自主研制的北斗卫星导航系统包括5颗静止轨道卫星(同步卫星)和30颗非静止轨道卫星,将为全球用户提供高精度、高可靠性的定位、导航服务。A为地球

12、同步卫星,质量为m1;B为绕地球做圆周运动的非静止轨道卫星,质量为m2,离地面高度为h。已知地球半径为R,地球自转周期为T0,地球表面的重力加速度为g。 求:卫星A运行的角速度; 卫星B运行的线速度。18.答案 (9分) 同步卫星A的周期与地球自转周期相等,所以卫星A运行的角速度 。 卫星B绕地球做匀速圆周运动,设地球质量为M,根据万有引力定律和牛顿运动定律,有: 在地球表面有: 联立解得:月球嫦娥三号l9(2015北京丰台期末). “嫦娥三号”的环月轨道可近似看成是圆轨道。观察“嫦娥三号”在环月轨道上的运动,发现每经过时间t通过的弧长为l,该弧长对应的圆心角为 (弧度),如图所示。已知引力常

13、量为G,由此可推导出月球的质量为( )A. B. C. D. 答案:B3(2015成都第一次诊断)一颗科学资源探测卫星的圆轨道经过地球两极上空,运动周期为T=1.5h,某时刻卫星经过赤道上A城市上空。已知:地球自转周期T0,地球同步卫星轨道半径r,万有引力常量为G,根据上述条件( ) A. 可以计算地球的球半径 B. 可以计算地球的质量C. 可以计算地球表面的重力加速度D. 可以断定,再经过12h卫星第二次到达A城市上空3答案. B【试题分析】:根据地球同步卫星万有引力提供向心力周期公式得:,故B正确;根据探测卫星万有引力提供向心力周期公式解得:,因为M已经求得,所以可以求得卫星绕地球运动的圆

14、轨道半径,不能得到地球的球半径,故A错误;在地球表面有,因为不知道地球半径,所以无法求出地球表面的重力加速度,故C错误;经过12h时,赤道上A城市运动到和地心对称的位置了,而资源探测卫星正好转过了8圈,又回到原位置,所以经过12h卫星不会到达A城市上空,故D错误故选B7(2015厦门质检)某人造地球卫星绕地球做匀速圆周运动的轨道半径为地球半径R的两倍9卫星的线速度为 V ,设地面的重力加速度为g则有 V 答案:A 20(2015东莞调研)假设某行星绕太阳运行的轨道是圆形,已知万有引力常量为G,以下能估测行星质量的是A已知该行星的一个卫星绕其做圆周运动的线速度和轨道半径B已知该行星的表面重力加速度和行星围绕太阳运行的轨道半径C已知该行星绕太阳运行的周期和轨道半径D已知该行星的半径和表面重力加速度答案:AD19(2015佛山期末)、由于某种原因,人造地球卫星的

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