专题05天体高考真题训练 7页

万有引力与航天模块 一重重点：开普勒行星运动定律、万有引力定律 ‎【2018年卷2】2018年2月，我国500 m口径射电望远镜（天眼）发现毫秒脉冲星“J0318+0253”，其自转周期T=5.19 ms，假设星体为质量均匀分布的球体，已知万有引力常量为。以周期T稳定自转的星体的密度最小值约为（ ）‎ A. B. C. D. ‎ ‎【2018年北京卷】若想检验“使月球绕地球运动的力”与“使苹果落地的力”遵循同样的规律，在已知月地距离约为地球半径60倍的情况下，需要验证 A．地球吸引月球的力约为地球吸引苹果的力的1/602‎ B．月球公转的加速度约为苹果落向地面加速度的1/602‎ C．自由落体在月球表面的加速度约为地球表面的1/6‎ D．苹果在月球表面受到的引力约为在地球表面的1/60‎ ‎【2017年卷2，多选】如图，海王星绕太阳沿椭圆轨道运动，P为近日点，Q为远日点，M，N为轨道短轴的两个端点，运行的周期为，若只考虑海王星和太阳之间的相互作用，则海王星在从P经过M,Q到N的运动过程中 A．从P到M所用的时间等于 B．从Q到N阶段，机械能逐渐变大 C．从P到Q阶段，速率逐渐变小 D．从M到N阶段，万有引力对它先做负功后做正功 ‎【2017年江苏卷，多选】“天舟一号”货运飞船于2017年4月20日在文昌航天发射中心成功发射升空，与“天宫二号”空间实验室对接前，“天舟一号”在距离地面约380 km的圆轨道上飞行，则其 ‎（A）角速度小于地球自转角速度 ‎（B）线速度小于第一宇宙速度 ‎（C）周期小于地球自转周期 ‎（D）向心加速度小于地面的重力加速度 ‎【2016年卷3】关于行星运动的规律，下列说法符合史实的是 A．开普勒在牛顿定律的基础上，导出了行星运动的规律 B．开普勒在天文观测数据的基础上，总结出了行星运动的规律 C．开普勒总结出了行星运动的规律，找出了行星按照这些规律运动的原因 D．开普勒总结出了行星运动的规律，发现了万有引力定律 ‎【2016年卷1】利用三颗位置适当的地球同步卫星，可使地球赤道上任意两点之间保持无线电通讯。目前，地球同步卫星的轨道半径约为地球半径的6.6倍。假设地球的自转周期变小，若仍仅用三颗同步卫星来实现上述目的，则地球自转周期的最小值约为( )‎ A、 ‎ B、 C、 D、‎ ‎【2016年江苏】如图所示，两质量相等的卫星A、B绕地球做匀速圆周运动，用R、T、Ek、S分别表示卫星的轨道半径、周期、动能、与地心连线在单位时间内扫过的面积．下列关系式正确的有（　　）‎ A．TA＞TB B．EkA＞EkB C．SA=SB D．=‎ ‎【2015年重庆】宇航员王亚平在“天宮1号”飞船内进行了我国首次太空授课，演示了一些完全失重状态下的物理现象．若飞船质量为m，距地面高度为h，地球质量为M，半径为R，引力常量为G，则飞船所在处的重力加速度大小为（　　）‎ ‎　‎ A．‎ ‎0‎ B．‎ C．‎ D．‎ ‎【2015年福建】如图，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，线速度大小分别为v1、v2，则（　　）‎ ‎　‎ A．‎ ‎=‎ B．‎ ‎=‎ C．‎ ‎=（）2‎ D．‎ ‎=（）2‎ ‎【2014年新课标卷2】假设地球可视为质量均匀分布的球体，已知地球表面的重力加速度在两极的大小为g0，在赤道的大小为g；地球自转的周期为T，引力常数为G，则地球的密度为：‎ A. B. ‎ C. D. ‎ ‎【2014年安徽】在科学研究中，科学家常将未知现象同已知现象进行比较，找出其共同点，进一步推测未知现象的特性和规律。法国物理学家库伦在研究异种电荷的吸引力问题时，曾将扭秤的振动周期与电荷间距离的关系类比单摆的振动周期与摆球到地心距离的关系。已知单摆摆长为l，引力常量为G，地球质量为M，摆球到地心的距离为r，则单摆振动周期T与距离r的关系式为（ ）‎ A. B. C. D. ‎ ‎【2014年浙江】长期以来“卡戎星（Charon）”被认为是冥王星唯一的卫星，它的公转轨道半径r1=19600km，公转周期T1=6.39天。2006年3月，天文学家新发现两颗冥王星的小卫星，其中一颗的公转轨道半径r2=48000km，则它的公转周期T2最接近于（ ）‎ A.15天 B.25天 C.35天 D.45天 ‎【2014年新课标1】太阳系各行星几乎在同一平面内沿同一方向绕太阳做圆周运动。当地球恰好运行到某地外行星和太阳之间，且三者几乎排成一条直线的现象，天文学称为“行星冲日”。据报道，2014年各行星冲日时间分别是：1月6日木星冲日；4月9日火星冲日；5月11日土星冲日；8月29日海王星冲日；10月8日天王星冲日。已知地球及各地外行星绕太阳运动的轨道半径如下表所示，则下列判断正确的是（ ）‎ 地球 火星 木星 土星 天王星 海王星 轨道半径（AU）‎ ‎1.0‎ ‎1.5‎ ‎5.2‎ ‎9.5‎ ‎19‎ ‎30‎ A．各地外行星每年都会出现冲日现象 ‎ B．在2015年内一定会出现木星冲日 C．天王星相邻两次冲日的时间间隔为木星的一半 ‎ D．地外行星中，海王星相邻两次冲日的时间间隔最短 二重重点：天体运动和人造卫星 ‎【2018年卷3】为了探测引力波，“天琴计划”预计发射地球卫星P，其轨道半径约为地球半径的16倍；另一地球卫星Q的轨道半径约为地球半径的4倍。P与Q的周期之比约为 A．2:1 B．4:1 C．8:1 D．16:1‎ ‎【2018年卷1】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时，它们相距约，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 ‎【2018年天津卷，多选】2018年2月2日，我国成功将电磁监测试验卫星“张衡一号”发射升空，标志我国成为世界上少数拥有在轨运行高精度地球物理场探测卫星的国家之一。通过观测可以得到卫星绕地球运动的周期，并已知地球的半径和地球表面的重力加速度。若将卫星绕地球的运动看作是匀速圆周运动，且不考虑地球自转的影响，根据以上数据可以计算出卫星的 A．密度 B．向心力的大小 C．离地高度 D．线速度的大小 ‎【2018年江苏】我国高分系列卫星的高分辨对地观察能力不断提高．今年5月9日发射的“高分五号”轨道高度约为705 km，之前已运行的“高分四号”轨道高度约为36 000 km，它们都绕地球做圆周运动．与“高分四号冶相比，下列物理量中“高分五号”较小的是 ‎（A）周期 （B）角速度 （C）线速度 （D）向心加速度 ‎【2017年卷3】2017年4月，我国成功发射的天舟一号货运飞船与天宫二号空间实验室完成了首次交会对接，对接形成的组合体仍沿天宫二号原来的轨道（可视为圆轨道）运行。与天宫二号单独运行时相比，组合体运行的 A．周期变大 B．速率变大 C．动能变大 D．向心加速度变大 ‎【2017年北京】利用引力常量G和下列某一组数据，不能计算出地球质量的是（ ）‎ A.地球的半径及重力加速度（不考虑地球自转）‎ B.人造卫星在地面附近绕地球做圆周运动的速度及周期 C.月球绕地球做圆周运动的周期及月球与地球间的距离 D.地球绕太阳做圆周运动的周期及地球与太阳间的距离 ‎【2016年天津】我国即将发射“天宫二号”空间实验室，之后发射 “神舟十一号”飞船与“天宫二号”对接。假设“天宫二号”与“神舟十一号”都围绕地球做匀速圆周运动，为了实现飞船与空间实验室的对接，下列措施可行的是 A、使飞船与空间实验室在同一轨道上运行，然后飞船加速追上空间实验室实现对接 B、使飞船与空间实验室在同一轨道上运行，然后空间实验室减速等待飞船实现对接 C、飞船先在比空间实验室半径小的轨道上加速，加速后飞船逐渐靠近空间实验室，两者速度接近时实现对接 D、飞船先在比空间实验室半径小的轨道上减速，减速后飞船逐渐靠近空间实验室，两者速度接近时实现对接 ‎【2016年四川】国务院批复，自2016年起将4月24日设立为“中国航天日”。1970年4月24日我国首次成功发射的人造卫星东方红一号，目前仍然在椭圆轨道上运行，其轨道近地点高度约为440 km，远地点高度约为2060 km；1984年4月8日成功发射的东方红二号卫星运行在赤道上空35786 km的地球同步轨道上。设动荡红一号在远地点的加速度为a1，东方红二号的加速度为a2，固定在地球赤道上的物体随地球自转的加速度为a3，则a1、a2、a3的大小关系为 A.a2＞a1＞a3 B. a3＞a2＞a1 C. a3＞a1＞a2 D. a1＞a2＞a3‎ ‎【2016年北京】如图所示，一颗人造卫星原来在椭圆轨道1绕地球运行，在点变轨后进入轨道2做匀速圆周运动。下列说法正确的是（ ）‎ A．不论在轨道1还是轨道2运行，卫星在点的速度都相同 B．不论在轨道1还是轨道2运行，卫星在点的加速度都相同 C．卫星在轨道1的任何位置都具有相同加速度 D．卫星在轨道2的任何位置都具有相同动量 ‎【2015年北京】假设地球和火星都绕太阳做匀速圆周运动，已知地球到太阳的距离小于火星到太阳的距离，那么（ ）‎ ‎ A．地球公转周期大于火星的公转周期 ‎ B．地球公转的线速度小于火星公转的线速度 ‎ C．地球公转的加速度小于火星公转的加速度 ‎ ‎ D．地球公转的角速度大于火星公转的角速度 ‎【2015年山东】如图，拉格朗日点L1位于地球和月球连线上，处在该点的物体在地球和月球引力的共同作用下，可与月球一起以相同的周期绕地球运动。据此，科学家设想在拉格朗日点L1建立空间站，使其与月球同周期绕地球运动。以、分别表示该空间站和月球向心加速度的大小，表示地球同步卫星向心加速度的大小。以下判断正确的是 A． B． C． D．‎ ‎【2015年广东，多选】在星球表面发射探测器，当发射速度为v时，探测器可绕星球表面做匀速圆周运动，当发射速度达到v时，可摆脱星球引力束缚脱离该星球，已知地球、火星两星球的质量比约为10：1，半径比约为2：1，下列说法正确的有（　　）‎ ‎　‎ A．‎ 探测器的质量越大，脱离星球所需要的发射速度越大 ‎　‎ B．‎ 探测器在地球表面受到的引力比在火星表面的大 ‎　‎ C．‎ 探测器分别脱离两星球所需要的发射速度相等 ‎　‎ D．‎ 探测器脱离星球的过程中，势能逐渐增大 ‎【2015年天津，多选】P1、P2为相距遥远的两颗行星，距各自表面相同高度处各有一颗卫星s1、s2做匀速圆周运动．图中纵坐标表示行星对周围空间各处物体的引力产生的加速度a，横坐标表示物体到行星中心的距离r的平方，两条曲线分别表示P1、P2周围的a与r2的反比关系，它们左端点横坐标相同．则（　 　）‎ ‎　 A． P1的平均密度比P2的大 ‎　 B． P1的“第一宇宙速度”比P2的小 ‎　 C． s1的向心加速度比s2的大 ‎　 D． s1的公转周期比s2的大 ‎【2015年四川，多选】登上火星是人类的梦想，“嫦娥之父”欧阳自远透露：中国计划于2020年登陆火星．地球和火星公转视为匀速圆周运动，忽略行星自转影响，根据如表，火星和地球相比（　　）‎ 行星 半径/m 质量/kg 轨道半径/m 地球 ‎6.4×109‎ ‎6.0×1024‎ ‎1.5×1011‎ 火星 ‎3.4×106‎ ‎6.4×1020‎ ‎2.3×1011‎ A．‎ 火星的公转周期较小 ‎　‎ B．‎ 火星做圆周运动的加速度较小 ‎　‎ C．‎ 火星表面的重力加速度较大 ‎　‎ D．‎ 火星的第一宇宙速度较大 ‎【2015年江苏】过去几千年来，人类对行星的认识与研究仅限于太阳系内，行星“51 peg ‎ b”的发现拉开了研究太阳系外行星的序幕，“51 peg b”绕其中心恒星做匀速圆周运动，周期约为4天，轨道半径约为地球绕太阳运动半径的，该中心恒星与太阳的质量比约为（　　）‎ ‎　 A． B． 1 C． 5 D． 10‎ ‎【2015年卷1，多选】我国发射的“嫦娥三号”登月探测器靠近月球后，先在月球表面附近的近似圆轨道上绕月运行；然后经过一系列过程，在离月面4m高处做一次悬停（可认为是相对于月球静止）；最后关闭发动机，探测器自由下落。已知探测器的质量约为，地球质量约为月球的81倍，地球半径为月球的3．7倍，地球表面的重力加速度大小约为。则次探测器（ ）‎ A．在着陆前瞬间，速度大小约为 B．悬停时受到的反冲作用力约为[来源:学优高考网gkstk]‎ C．从离开近月圆轨道到着陆这段时间内，机械能守恒 D．在近月圆轨道上运行的线速度小于人造卫星在近地圆轨道上运行的线速度 ‎【2014年天津】研究表明，地球自转在逐渐变慢，亿年前地球自转的周期约为22小时．假设这种趋势会持续下去，地球的其他条件都不变，未来人类发射的地球同步卫星与现在的相比（ ）‎ A．距地面的高度变大 B．向心加速度变大 C．线速度变大 D．角速度变大 ‎【2014年江苏】已知地球的质量约为火星质量的 10 倍,地球的半径约为火星半径的 2 倍,则航天器在火星表面附近绕火星做匀速圆周运动的速率约为 ‎( A)3 . 5 km / s ( B)5 . 0 km / s ( C)17 . 7 km / s ( D)35 . 2 km / s ‎【2014年山东】2013年我国相继完成“神十”与“天宫”对接、“嫦娥”携“玉兔”落月两大航天工程。某航天受好者提出“玉兔”回家的设想：如图，将携带“玉兔”的返回系统由月球表面发射到h高度的轨道上，与在该轨道绕月球做圆周运动的飞船对接，然后由飞船送“玉兔”返回地球。设“玉兔”质量为m，月球为R，月面的重力加速度为g月。以月面为零势能面。“玉兔”在h高度的引力势能可表示为，其中G为引力常量，M为月球质量，若忽略月球的自转，从开始发射到对接完成需要对“玉兔”做的功为 A、 B、‎ C、 D、‎ ‎【2014年福建】若有一颗“宜居”行星，其质量为地球的p倍，半径为地球的q倍，则该行星卫星的环绕速度是地球卫星环绕速度的（）‎ A. 倍 B.倍 C.倍 D.倍 ‎【2014年广东】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θ，下列 说法正确的是（ ）‎ 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