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任何天体在宇宙中都有自己的位置。各种天体之间相互吸引、相互绕转，形成天体系统。据此完成问题。小题1:晴朗的夜晚，我们用肉眼观察下列各种天体的感觉，叙述正确的是①星光闪烁的恒星②在星空中有明显移动的行星③一闪即逝的彗星④轮廓模糊的流星A．①②B．②③C．③④D．①④小题2:在各种天体系统中，银河系是①最高一级天体系统&②与河外星系是同一级别的天体系统③比太阳系低一级的天体系统&④比地月系高两级的天体系统A．①②B．②④C．③④D．①③
题型：单选题难度：偏易来源：不详
小题1:A小题2:B试题分析：小题1:组合选择题可结合排除法，一闪即逝的是流星，②错误；轮廓模糊的是星云，④错误。小题2:根据天体系统的层次关系：最低一级的天体系统是地月系，较地月系高一级的天体系统是太阳系，比太阳系再高一级的天体系统为银河系和河外星系，最高一级的天体系统为总星系。点评：本题解题的关键是掌握各类天体的基本特征和天体系统的层次，难度较低，本题还可以考查地球在天体系统中的位置
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据魔方格专家权威分析，试题“任何天体在宇宙中都有自己的位置。各种天体之间相互吸引、相互绕..”主要考查你对&&地球的特殊性——存在生命的行星，地球的普通性&&等考点的理解。关于这些考点的“档案”如下：
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地球的特殊性——存在生命的行星地球的普通性
地球的特殊性：
1、地球是太阳系中唯一存在生命的星球。2、地球生命存在的条件有：外部条件：①太阳光照稳定（太阳没有明显变化）；②运行轨道安全（大、小行星公转各行其道、互不干扰，使地球处于比较安全的宇宙环境中）；内部条件：③地表温度适宜（日、地距离适中，自转周期不长不短）；④适合生物呼吸的大气（地球的体积和质量适中且原始大气经长期演化）；⑤有液态水（地球内部热量产生水汽，地球内部水汽逸出形成水圈）。&地球的普通性：太阳系有八大行星，根据距日远近、质量、体积差异可将它们分为三大类即类地行星、巨行星及远日行星；八大行星绕日公转具有同向性（公转方向相同）、近圆性（公转轨道接近圆）及共面性（几乎在同一个平面）三大特征。1、同向性：从北极上空看，各行星都按逆时针绕日旋转2、近圆性：运行的轨道都近似圆形3、共面性：各行星的轨道大体在同一平面上4、地球的质量、体积、平均密度和公转、自转运动与太阳系其他行星比并不特殊。
注：冥王星已经在2006年被剔除於九大行星之列，目前成为矮行星之一，太阳系仅剩下八大行星。
发现相似题
与“任何天体在宇宙中都有自己的位置。各种天体之间相互吸引、相互绕..”考查相似的试题有：
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第五章 万有引力、天体运动第一部分
三年高考题荟萃2010年高考新题1．2010·重庆·1６月球与地球质量之比约为1：80，有研究者认为月球和地球可视为一个由两质点构成的双星系统，他们都围绕月球连线上某点O做匀速圆周运动。据此观点，可知月球与地球绕O点运动生物线速度大小之比约为A．1：6400
D:6400:1【答案】C【解析】月球和地球绕O做匀速圆周运动，它们之间的万有引力提供各自的向心力，则地球和月球的向心力相等。且月球和地球和O始终共线，说明月球和地球有相同的角速度和周期。因此有，所以，线速度和质量成反比，正确答案C。2. 2010·天津·6探测器绕月球做匀速圆周运动，变轨后在周期较小的轨道上仍做匀速圆周运动，则变轨后与变轨前相比A.轨道半径变小
B.向心加速度变小C.线速度变小
D.角速度变小答案：A3. 2010·全国卷Ⅱ·21已知地球同步卫星离地面的高度约为地球半径的6倍。若某行星的平均密度为地球平均密度的一半，它的同步卫星距其表面的高度是其半径的2.5倍，则该行星的自转周期约为A．6小时
D. 36小时【答案】B【解析】地球的同步卫星的周期为T1=24小时，轨道半径为r1=7R1，密度ρ1。某行星的同步卫星周期为T2，轨道半径为r2=3.5R2，密度ρ2。根据牛顿第二定律和万有引力定律分别有
两式化简得小时【命题意图与考点定位】牛顿第二定律和万有引力定律应用于天体运动。4. 2010·江苏物理·62009年5月，航天飞机在完成对哈勃空间望远镜的维修任务后，在A点从圆形轨道Ⅰ进入椭圆轨道Ⅱ，B为轨道Ⅱ上的一点，如图所示，关于航天飞机的运动，下列说法中正确的有（A）在轨道Ⅱ上经过A的速度小于经过B的速度（B）在轨道Ⅱ上经过A的动能小于在轨道Ⅰ上经过A 的动能（C）在轨道Ⅱ上运动的周期小于在轨道Ⅰ上运动的周期（D）在轨道Ⅱ上经过A的加速度小于在轨道Ⅰ上经过A的加速度答案：ABC5． 2010·福建·14火星探测项目是我国继神舟载人航天工程、嫦娥探月工程之后又一个重大太空探索项目。假设火星探测器在火星表面附近圆形轨道运行的周期，神舟飞船在地球表面附近的圆形轨道运行周期为，火星质量与地球质量之比为p，火星半径与地球半径之比为q，则与之比为A.
D. 答案：D6. 2010·新课标·20太阳系中的8大行星的轨道均可以近似看成圆轨道.下列4幅图是用来描述这些行星运动所遵从的某一规律的图像.图中坐标系的横轴是，纵轴是;这里T和R分别是行星绕太阳运行的周期和相应的圆轨道半径，和分别是水星绕太阳运行的周期和相应的圆轨道半径.下列4幅图中正确的是
两式相除后取对数，得：，整理得：，选项B正确。7．2010·北京·16一物体静置在平均密度为的球形天体表面的赤道上。已知万有引力常量为G，若由于天体自转使物体对天体表面压力恰好为零，则天体自转周期为　　A.
D.【答案】D【解析】赤道表面的 物体对天体表面的压力为零,说明天体对物体的万有引力恰好等于物体随天体转动所需要的向心力，有，化简得，正确答案为D 。8. 2010·上海物理·15月球绕地球做匀速圆周运动的向心加速度大小为，设月球表面的重力加速度大小为，在月球绕地球运行的轨道处由地球引力产生的加速度大小为，则（A）
（D）【解析】根据月球绕地球做匀速圆周运动的向心力由地球引力提供，选B。本题考查万有引力定律和圆周运动。难度：中等。这个题出的好。9．2010·海南物理·10火星直径约为地球的一半，质量约为地球的十分之一，它绕太阳公转的轨道半径约为地球公转半径的1.5倍。根据以上数据，以下说法正确的是A．火星表面重力加速度的数值比地球表面小B．火星公转的周期比地球的长C．火星公转的线速度比地球的大D．火星公转的向心加速度比地球的大 【答案】AB 【解析】由得，计算得火星表面的重力加速度约为地球表面的，A正确；由得，公转轨道半径大的周期长，B对；周期长的线速度小，(或由判断轨道半径大的线速度小)，C错；公转向心加速度，D错。10. 2010·安徽·17【答案】A【解析】由于万有引力提供探测器做圆周运动的向心力，则有；，可求得火星的质量和火星的半径，根据密度公式得：。在火星表面的物体有，可得火星表面的重力加速度，故选项A正确。11. 2010·全国卷Ⅰ·25如右图，质量分别为m和M的两个星球A和B在引力作用下都绕O点做匀速周运动，星球A和B两者中心之间距离为L。已知A、B的中心和O三点始终共线，A和B分别在O的两侧。引力常数为G。　　⑴ 求两星球做圆周运动的周期。　　⑵ 在地月系统中，若忽略其它星球的影响，可以将月球和地球看成上述星球A和B，月球绕其轨道中心运行为的周期记为T1。但在近似处理问题时，常常认为月球是绕地心做圆周运动的，这样算得的运行周期T2。已知地球和月球的质量分别为5.98×1024kg 和 7.35 ×1022kg 。求T2与T1两者平方之比。（结果保留3位小数）【答案】⑴
⑵1.01【解析】 ⑴A和B绕O做匀速圆周运动，它们之间的万有引力提供向心力，则A和B的向心力相等。且A和B和O始终共线，说明A和B有相同的角速度和周期。因此有　　，，连立解得，　　对A根据牛顿第二定律和万有引力定律得　　化简得
　　⑵将地月看成双星，由⑴得　　将月球看作绕地心做圆周运动，根据牛顿第二定律和万有引力定律得　　化简得
　　所以两种周期的平方比值为2009年高考新题一、选择题1.（09·全国Ⅰ·19）天文学家新发现了太阳系外的一颗行星。这颗行星的体积是地球的4.7倍，是地球的25倍。已知某一近地卫星绕地球运动的周期约为1.4小时，引力常量G=6.67×10-11N·m2/kg2,,由此估算该行星的平均密度为
）A.1.8×103kg/m3
B. 5.6×103kg/m3
C. 1.1×104kg/m3
D.2.9×104kg/m3解析：本题考查天体运动的知识.首先根据近地卫星饶地球运动的向心力由万有引力提供,可求出地球的质量.然后根据,可得该行星的密度约为2.9×104kg/m3。2.（09·上海物理·8）牛顿以天体之间普遍存在着引力为依据，运用严密的逻辑推理，建立了万有引力定律。在创建万有引力定律的过程中，牛顿
） A．接受了胡克等科学家关于"吸引力与两中心距离的平方成反比"的猜想 B．根据地球上一切物体都以相同加速度下落的事实，得出物体受地球的引力与其质量成正比，即F?m的结论 C．根据F?m和牛顿第三定律，分析了地月间的引力关系，进而得出F?m1m2 D．根据大量实验数据得出了比例系数G的大小解析：题干要求"在创建万有引力定律的过程中"，牛顿知识接受了平方反比猜想，和物体受地球的引力与其质量成正比，即F?m的结论，而提出万有引力定律后，后来利用卡文迪许扭称测量出万有引力常量G的大小，只与C项也是在建立万有引力定律后才进行的探索，因此符合题意的只有AB。3.（09·广东物理·5）发射人造卫星是将卫星以一定的速度送入预定轨道。发射场一般选择在尽可能靠近赤道的地方，如图这样选址的优点是，在赤道附近
） A．地球的引力较大
B．地球自转线速度较大 C．重力加速度较大 D．地球自转角速度较大 解析：由于发射卫星需要将卫星以一定的速度送入运动轨道，在靠进赤道处的地面上 的物体的线速度最大，发射时较节能，因此B正确。4.（09·江苏物理· 3）英国《新科学家（New Scientist）》杂志评选出了2008年度世界8项科学之最，在XTEJ双星系统中发现的最小黑洞位列其中，若某黑洞的半径约45km，质量和半径的关系满足（其中为光速，为引力常量），则该黑洞表面重力加速度的数量级为
D．解析：处理本题要从所给的材料中，提炼出有用信息，构建好物理模型，选择合适的物理方法求解。黑洞实际为一天体，天体表面的物体受到的重力近似等于物体与该天体之间的万有引力，对黑洞表面的某一质量为m物体有：，又有，联立解得，带入数据得重力加速度的数量级为，C项正确。5.（09·广东理科基础·10）关于地球的第一宇宙速度，下列表述正确的是
） A．第一宇宙速度又叫环绕速度 B．第一宇宙速度又叫脱离速度 C．第一宇宙速度跟地球的质量无关 D．第一宇宙速度跟地球的半径无关解析：第一宇宙速度又叫环绕速度A对，B错；根据定义有可知与地球的质量和半径有关，CD错。6.（09·重庆·17）据报道，"嫦娥一号"和"嫦娥二号"绕月飞行器的圆形轨道距月球表面分别约为200Km和100Km，运动速率分别为v1和v2，那么v1和v2的比值为（月球半径取1700Km）
D. 7.（09·四川·15）据报道，日，美国亚利桑那州一天文观测机构发现一颗与太阳系其它行星逆向运行的小行星，代号为2009HC82。该小行星绕太阳一周的时间为3.39年，直径2～3千米，其轨道平面与地球轨道平面呈155°的倾斜。假定该小行星与地球均以太阳为中心做匀速圆周运动，则小行星和地球绕太阳运动的速度大小的比值为
D.解析：小行星和地球绕太阳作圆周运动，都是由万有引力提供向心力，有＝，可知小行星和地球绕太阳运行轨道半径之比为R1:R2＝，又根据V＝，联立解得V1:V2＝，已知＝，则V1:V2＝。8.（09·安徽·15）日，俄罗斯的"宇宙-2251"卫星和美国的"铱-33"卫星在西伯利亚上空约805km处发生碰撞。这是历史上首次发生的完整在轨卫星碰撞事件。碰撞过程中产生的大量碎片可能会影响太空环境。假定有甲、乙两块碎片，绕地球运动的轨道都是圆，甲的运行速率比乙的大，则下列说法中正确的是
） A. 甲的运行周期一定比乙的长
B. 甲距地面的高度一定比乙的高 C. 甲的向心力一定比乙的小
D. 甲的加速度一定比乙的大 解析：由可知，甲的速率大，甲碎片的轨道半径小，故B错；由公式可知甲的周期小故A错；由于未知两碎片的质量，无法判断向心力的大小，故C错；碎片的加速度是指引力加速度由 得，可知甲的加速度比乙大，故D对。9.（09·安徽·16）大爆炸理论认为，我们的宇宙起源于137亿年前的一次大爆炸。除开始瞬间外，在演化至今的大部分时间内，宇宙基本上是匀速膨胀的。上世纪末，对1A型超新星的观测显示，宇宙正在加速膨胀，面对这个出人意料的发现，宇宙学家探究其背后的原因，提出宇宙的大部分可能由暗能量组成，它们的排斥作用导致宇宙在近段天文时期内开始加速膨胀。如果真是这样，则标志宇宙大小的宇宙半径R和宇宙年龄的关系，大致是下面哪个图像
解析：图像中的纵坐标宇宙半径R可以看作是星球发生的位移x，因而其切线的斜率就是宇宙半径增加的快慢程度。由题意，宇宙加速膨胀，其半径增加的速度越来越大。故选C。10.（09·山东·18）日至28日我国成功实施了"神舟"七号载入航天飞行并实现了航天员首次出舱。飞船先沿椭圆轨道飞行，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．飞船变轨前后的机械能相等 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解析：飞船点火变轨，前后的机械能不守恒，所以A不正确。飞船在圆轨道上时万有引力来提供向心力，航天员出舱前后都处于失重状态，B正确。飞船在此圆轨道上运动的周期90分钟小于同步卫星运动的周期24小时，根据可知，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，C正确。飞船变轨前通过椭圆轨道远地点时只有万有引力来提供加速度，变轨后沿圆轨道运动也是只有万有引力来提供加速度，所以相等，D不正确。 考点：机械能守恒定律，完全失重，万有引力定律提示：若物体除了重力、弹性力做功以外，还有其他力(非重力、弹性力)不做功，且其他力做功之和不为零，则机械能不守恒。根据万有引力等于卫星做圆周运动的向心力可求卫星的速度、周期、动能、动量等状态量。由得，由得，由得，可求向心加速度。11.（09·福建·14） "嫦娥一号"月球探测器在环绕月球运行过程中，设探测器运行的轨道半径为r，运行速率为v，当探测器在飞越月球上一些环形山中的质量密集区上空时
） A.r、v都将略为减小
B.r、v都将保持不变 C.r将略为减小，v将略为增大
D. r将略为增大，v将略为减小解析：当探测器在飞越月球上一些环形山中的质量密集区上空时，引力变大，探测器做近心运动，曲率半径略为减小，同时由于引力做正功，动能略为增加，所以速率略为增大。12.（09·浙江·19）在讨论地球潮汐成因时，地球绕太阳运行轨道与月球绕地球运行轨道可视为圆轨道。已知太阳质量约为月球质量的倍，地球绕太阳运行的轨道半径约为月球绕地球运行的轨道半径的400倍。关于太阳和月球对地球上相同质量海水的引力，以下说法正确的是
） A．太阳引力远大于月球引力 B．太阳引力与月球引力相差不大 C．月球对不同区域海水的吸引力大小相等 D．月球对不同区域海水的吸引力大小有差异[来源:学*科*网]解析：，代入数据可知，太阳的引力远大于月球的引力；由于月心到不同区域海水的距离不同，所以引力大小有差异。 13. (09·广东文科基础·59)关于万有引力及其应用，下列表述正确的是
） A．人造地球卫星运行时不受地球引力作用 B．两物体间的万有引力跟它们质量的乘积成反比 C．两物体间的万有引力跟它们的距离成反比 D．人造卫星在地面附近绕地球作匀速圆周运动所必须具有的速度，称为第一宇宙速度二、非选择题14.（09·海南物理·11）在下面括号内列举的科学家中，对发现和完善万有引力定律有贡献的是
。（安培、牛顿、焦耳、第谷、卡文迪许、麦克斯韦、开普勒、法拉第） 答案：第谷（1分）；开普勒（1分）；牛顿（1分）；卡文迪许 （1分） 评分说明：每选错1个扣1根，最低得分为0分。15.（09·上海·45）小明同学在学习了圆周运动的知识后，设计了一个课题，名称为：快速测量自行车的骑行速度。他的设想是：通过计算踏脚板转动的角速度，推算自行车的骑行速度。经过骑行，他得到如下的数据：在时间t内踏脚板转动的圈数为N，那么脚踏板转动的角速度=要推算自行车的骑行速度，还需要测量的物理量有
；自行车骑行速度的计算公式v=
.答案：牙盘的齿轮数m、飞轮的齿轮数n、自行车后轮的半径R(牙盘的半径r1、飞轮的半径r2、自行车后轮的半径R);　　　　　　　　16.（09·全国卷Ⅱ·26）
(21分)如图，P、Q为某地区水平地面上的两点，在P点正下方一球形区域内储藏有石油，假定区域周围岩石均匀分布，密度为；石油密度远小于，可将上述球形区域视为空腔。如果没有这一空腔，则该地区重力加速度（正常值）沿竖直方向；当存在空腔时，该地区重力加速度的大小和方向会与正常情况有微小偏高。重力加速度在原坚直方向（即PO方向）上的投影相对于正常值的偏离叫做"重力加速度反常"。为了探寻石油区域的位置和石油储量，常利用P点附近重力加速度反常现象。已知引力常数为G。（1）设球形空腔体积为V，球心深度为d（远小于地球半径），=x，求空腔所引起的Q点处的重力加速度反常（2）若在水平地面上半径L的范围内发现：重力加速度反常值在与（k>1）之间变化，且重力加速度反常的最大值出现在半为L的范围的中心,如果这种反常是由于地下存在某一球形空腔造成的，试求此球形空腔球心的深度和空腔的体积。　　答案：（1）；（2）,　解析：本题考查万有引力部分的知识.（1）如果将近地表的球形空腔填满密度为的岩石,则该地区重力加速度便回到正常值.因此,重力加速度反常可通过填充后的球形区域产生的附加引力.........①来计算,式中的m是Q点处某质点的质量,M是填充后球形区域的质量,...............② 而r是球形空腔中心O至Q点的距离.........③在数值上等于由于存在球形空腔所引起的Q点处重力加速度改变的大小.Q点处重力加速度改变的方向沿OQ方向,重力加速度反常是这一改变在竖直方向上的投影.........④ 联立以上式子得 ,............⑤ （2）由⑤式得,重力加速度反常的最大值和最小值分别为......⑥ ...............⑦由提设有、......⑧联立以上式子得,地下球形空腔球心的深度和空腔的体积分别为,17.（09·北京·22）（16分）已知地球半径为R，地球表面重力加速度为g，不考虑地球自转的影响。（1）推导第一宇宙速度v1的表达式；（2）若卫星绕地球做匀速圆周运动，运行轨道距离地面高度为h，求卫星的运行周期T。 解析：（1）设卫星的质量为m,地球的质量为M, 在地球表面附近满足
卫星做圆周运动的向心力等于它受到的万有引力
②　　①式代入②式，得到　　（2）考虑式，卫星受到的万有引力为　　
③　　由牛顿第二定律
④　　③、④联立解得18.（09·天津·12）（20分）2008年12月，天文学家们通过观测的数据确认了银河系中央的黑洞"人马座A*"的质量与太阳质量的倍数关系。研究发现，有一星体S2绕人马座A*做椭圆运动，其轨道半长轴为9.50102天文单位（地球公转轨道的半径为一个天文单位），人马座A*就处在该椭圆的一个焦点上。观测得到S2星的运行周期为15.2年。（1）若将S2星的运行轨道视为半径r=9.50102天文单位的圆轨道，试估算人马座A*的质量MA是太阳质量Ms的多少倍(结果保留一位有效数字)；（2）黑洞的第二宇宙速度极大，处于黑洞表面的粒子即使以光速运动，其具有的动能也不足以克服黑洞对它的引力束缚。由于引力的作用，黑洞表面处质量为m的粒子具有势能为Ep=-G(设粒子在离黑洞无限远处的势能为零)，式中M、R分别表示黑洞的质量和半径。已知引力常量G=6.710-11N·m2/kg2，光速c=3.0108m/s，太阳质量Ms=2.01030kg，太阳半径Rs=7.0108m，不考虑相对论效应，利用上问结果，在经典力学范围内求人马座A*的半径RA与太阳半径之比应小于多少（结果按四舍五入保留整数）。 答案：（1），（2）解析：本题考查天体运动的知识。其中第2小题为信息题，如"黑洞""引力势能"等陌生的知识都在题目中给出，考查学生提取信息，处理信息的能力，体现了能力立意。（1）S2星绕人马座A*做圆周运动的向心力由人马座A*对S2星的万有引力提供，设S2星的质量为mS2，角速度为ω，周期为T，则　　
②　　设地球质量为mE，公转轨道半径为rE，周期为TE，则　　
③　　综合上述三式得　　
rE=1天文单位
⑤　　 代入数据可得　　
⑥（2）引力对粒子作用不到的地方即为无限远，此时料子的势能为零。"处于黑洞表面的粒子即使以光速运动，其具有的动能也不足以克服黑洞对它的引力束缚"，说明了黑洞表面处以光速运动的粒子在远离黑洞的过程中克服引力做功，粒子在到达无限远之前，其动能便减小为零，此时势能仍为负值，则其能量总和小于零，则有　　
⑦　　依题意可知　　
，　　可得　　
⑧　　代入数据得　　
⑩2008年高考题一、选择题1.(08全国Ⅰ17)已知太阳到地球与地球到月球的距离的比值约为390,月球绕地球旋转的周期约为27天,利用上述数据以及日常的天文知识,可估算出太阳对月球与地球对月球的万有引力的比值约为
估算太阳对月球的万有引力时,地、月间距忽略不计,认为月球处于地球公转的轨道上.设太阳、地球、月球的质量分别为M、m地、m月,日、地间距为r1,地、月间距为r2,地球、月球做匀速圆周运动的周期分别为T1、T2,根据万有引力定律、牛顿第二定律得:
对于月球:F地月=m月
①对于地球:
②由②式得所以F日月=
③由①、③两式得:F日月: F地月=2.(08北京理综17)据媒体报道,"嫦娥一号"卫星环月工作轨道为圆轨道,轨道高度200 km,运行周期127分钟.若还知道引力常量和月球平均半径,仅利用以上条件不能求出的是
）A.月球表面的重力加速度
?B.月球对卫星的吸引力?C.卫星绕月运行的速度?
?D.卫星绕月运行的加速度?答案 ?B解析
设月球质量为M,平均半径为R,月球表面的重力加速度为g,卫星的质量为m,周期为T,离月球表面的高度为h,月球对卫星的吸引力完全提供向心力,由万有引力定律知
②由①②可得,故选项A不正确;因卫星的质量未知,故不能求出月球对卫星的吸引力,故选项B正确;卫星绕月运行的速度,故选项C错误;卫星绕月运行的加速度,故选项D错误.3.(08四川理综20)日,科学家将哈勃天文望远镜送上距地球表面约600 km的高空,使得人类对宇宙中星体的观测与研究有了极大的进展.假设哈勃天文望远镜沿圆轨道绕地球运行.已知地球半径为6.4×106 m,利用地球同步卫星与地球表面的距离为3.6×107 m这一事实可得到哈勃天文望远镜绕地球运行的周期.以下数据中最接近其运行周期的是
)A. 0.6小时
B.1.6小时?
C.4.0小时?
D.24小时答案
由万有引力公式.所以,代入相关数据,可估算出T哈与1.6小时较接近.4.(08山东理综18)据报道,我国数据中继卫星"天链一号01星"于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/sB.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答案
?BC?　解析
由题中描述知"天链一号01星"是地球同步卫星,所以它运行速度小于7.9 km/s,离地高度一定,相对地面静止.由于运行半径比月球绕地球运行半径小,由ω=得绕行的角速度比月球绕地球运行的角速度大.由于受力情况不同,所以向心加速度与静止在赤道上物体的向心加速度大小不相等.5.(08广东理科基础5)人造卫星绕地球做匀速圆周运动,卫星所受万有引力F与轨道半径r的关系是 (
)A.F与r成正比
B.F与r成反比?C.F与r2成正比
D.F与r2成反比?答案
由F得F与r2成反比.6.(08广东理科基础8)由于地球的自转,使得静止在地面的物体绕地轴做匀速圆周运动.对于这些做匀速圆周运动的物体,以下说法正确的是
)A.向心力都指向地心?
B.速度等于第一宇宙速度C.加速度等于重力加速度?
D.周期与地球自转的周期相等[来源:]答案 ?D??解析
随地球自转的物体的周期与地球自转周期相同,向心力垂直地轴,指向地轴的相应点,速度远小于第一宇宙速度,加速度远小于重力加速度.7.(08江苏1)火星的质量和半径分别约为地球的和,地球表面的重力加速度为g,则火星表面的重力加速度约为
)?A.0.2 g ?
D.5 g　答案 ?B　解析
在星球表面万有引力近似等于所受的重力.由8.(08广东12)如图是"嫦娥一号"奔月示意图,卫星发射后通过自带的小型火箭多次变轨,进入地月转移轨道,最终被月球引力捕获,成为绕月卫星,并开展对月球的探测.下列说法正确的是
) A.发射"嫦娥一号"的速度必须达到第三宇宙速度B.在绕月圆轨道上,卫星周期与卫星质量有关C.卫星受月球的引力与它到月球中心距离的平方成反比D.在绕月圆轨道上,卫星受地球的引力大于受月球的引力答案 ?C??解析
"嫦娥一号"要想脱离地球的束缚而成为月球的卫星,其发射速度必须达到第二宇宙速度,若发射速度达到第三宇宙速度,"嫦娥一号"将脱离太阳系的束缚,故选项A错误;在绕月球运动时,月球对卫星的万有引力完全提供向心力,则即卫星周期与卫星的质量无关,故选项B错误;卫星所受月球的引力,故选项C正确;在绕月圆轨道上,卫星受地球的引力小于受月球的引力,故选项D错误.二、非选择题9.(08山东基本能力测试32)人造卫星发射、载人航天和深空探测是航天技术的三大领域.从第一颗人造地球卫星发射升空,到"神舟五号"、"神舟六号"载人航天以及月球探测卫星"嫦娥一号"的相继成功,表明我国逐步迈进了世界航天大国的行列.[来源:学#科#网Z#X#X#K](1)2007年4月,我国成功发射了第五颗北斗导航卫星.该卫星受
作用,在距离地面2.15万千米的轨道上绕地球运动(2)"神舟七号"航天员将进行第一次太空行走,即出舱活动,航天员在太空中通常靠手、机械臂或载人机动装置(关键部件是可以控制的小火箭)移动身体,其中载人机动装置的运动原理是
(3)我国的新一代通信卫星"东方红三号",是相对于地球静止、位于赤道上空的同步卫星.与地面通信装置相比,关于卫星通信的说法正确的是
)　　A.通信覆盖范围大
B.受地理因素影响
C.受大气层的影响
D.不能实现全球通信(4)"嫦娥一号"为探测月球和月球以外的深空奠定了基础,例如我国建立月球基地天文台将成为可能,与地球相比,月球上有利于光学天文观测的条件是`
)　　A.存在大气散射
B.没有大气的影响
C.温度变化悬殊
D.太阳辐射强烈　答案
(1)万有引力或地球引力　(2)作用力与反作用力或反冲运动或动量守恒　(3)A
(4)B解析 (3)通信卫星位于赤道上空,与地面通信装置相比,站得高,看得远,通信覆盖范围大.由于位于大气层之上,不受大气层的影响,不受地面状况的影响.　(4) 影响天文观测的因素主要是大气状况,月球上没有大气,非常有利于观测.10.(08全国Ⅱ25)我国发射的"嫦娥一号"探月卫星沿近似于圆形的轨道绕月飞行.为了获得月球表面全貌的信息,让卫星轨道平面缓慢变化.卫星将获得的信息持续用微波信号发回地球.设地球和月球的质量分别为M和m,地球和月球的半径分别为R和R1,月球绕地球的轨道半径和卫星绕月球的轨道半径分别为r和r1,月球绕地球转动的周期为T.假定在卫星绕月运行的一个周期内卫星轨道平面与地月连心线共面,求在该周期内卫星发射的微波信号因月球遮挡而不能到达地球的时间(用M、m、R、R1、r、r1和T表示,忽略月球绕地球转动对遮挡时间的影响).答案
如右图所示,O和O′分别表示地球和月球的中心.在卫星轨道平面上,A是地月连心线OO′与地月球面的公切线ACD的交点,D、C和B分别是该公切线与地球表面、月球表面和卫星圆轨道的交点.根据对称性,过A点在另一侧作地月球面的公切线,交卫星轨道于E点.卫星在
说上运动时发出的信号被遮挡.设探月卫星的质量为m0,万有引力常量为G,根据万有引力定律有
②式中,T1是探月卫星绕月球转动的周期.由①②式得
③设卫星的微波信号被遮挡的时间为t,则由于卫星绕月球做匀速圆周运动,应有
④?式中,α=∠CO′A,β=∠CO′B.由几何关系得
rcosα=R-R1
⑤r1 cos β=R1
⑥由③④⑤⑥式得11.(08宁夏理综23)天文学家将相距较近、仅在彼此的引力作用下运行的两颗恒星称为双星.双星系统在银河系中很普遍.利用双星系统中两颗恒星的运动特征可推算出它们的总质量.已知某双星系统中两颗恒星围绕它们连线上的某一固定点分别做匀速圆周运动,周期均为T,两颗恒星之间的距离为r,试推算这个双星系统的总质量.（万有引力常量为G）答案
设两颗恒星的质量分别为m1、m2,做圆周运动的半径分别为r1、r2,角速度分别为ω1、ω2.根据题意有ω1=ω2
②根据万有引力定律和牛顿运动定律,有
④ 联立以上各式解得　
⑤　根据角速度与周期的关系知?　
⑥　联立②⑤⑥式解得?m1 + m2 =第二部分：两年联考题汇编2010届高三联考题
万有引力、天体运动题组一一、选择题1．2010年长春市高中毕业班第一次调研测试我国发射的"嫦娥一号"卫星绕月球经过一年多的运行，完成了既定任务，于日13时13分成功撞月。如图为"嫦娥一号"卫星撞月的模拟图，卫星在控制点处开始进入撞月轨道。假设卫星绕月球做圆
周运动的轨道半径为R，周期为T，引力常量为G。以下说法正确的是
A．可以求出月球的质量
B．可以求出月球对"嫦娥一号"卫星的引力
C．"嫦娥一号"卫星在控制点处应减速
D．"嫦娥一号"在地面的发射速度大于1 1．2km／s二、非选择题2．福建省泉州市四校2010届高三上学期期末联考宇航员在月球表面完成下面实验：在一固定的竖直光滑圆弧轨道内部最低点静止一质量为m的小球（可视为质点）如图所示,现给小球一瞬间水平速度V，小球刚好能在竖直面内做完整的圆周运动.已知圆弧轨道半径为,月球的半径为R。（1）月球表面重力加速度g为多大？（2）轨道半径为2R的环月卫星周期为多大？解析：（1）（5分）设月球表面重力加速度为g,　小球在最高点的速度为 ,由机械能守恒定律，小球在从最低点到最高点的过程中，有．　　
○1由题意，小球在最高点时，有．○2
联解○1○2有．
（2）（4分）设月球质量为M，对卫星有． ○3
　　　在月球表面，有． ○4
由○3○4，
题组二一、选择题1．上海市七校2010届高三下学期联考关于地球上物体由于随地球自转而运动具有的向心加速度，正确的说法是 ( B )
A.方向都指向地心
B.两极处最小
C.赤道处最小
D.同一地点质量大的物体向心加速度也大2．湖南省长沙市一中·雅礼中学2010届高三三月联考美国天文学家宣布，他们发现了可能成为太阳系第十大行星的以女神"塞德娜"命名的红色天体，如果把该行星的轨道近似为圆轨道，则它绕太阳公转的轨道半径约为地球绕太阳公转轨道半径的470倍，是迄今为止发现的离太阳最远的太阳系行星，该天体半径约为1000km，约为地球半径的．由此可以估算出它绕太阳公转的周期最接近
D．104年3．福建省泉州市四校2010届高三上学期期末联考一卫星正绕地球做匀速圆周运动。现启动卫星的发动机使其速度增大，待它运动到距离地面的高度比原来大的位置，再定位使它绕地球做匀速圆周运动，成为另一轨道上的卫星。该卫星在后一轨道与在前一轨道相比
A．速度增大
B．加速度增大
C．周期增大
D．机械能变小4．江苏省黄桥中学2010届高三物理校本练习下列说法正确的是(
A．行星的运动和地球上物体的运动遵循不同的规律
B．物体沿光滑斜面下滑时受到重力、斜面的支持力和下滑力的作用
C．月球绕地球运动时受到地球的引力和向心力的作用
D．物体在转弯时一定受到力的作用5．广东省汕尾市2010届高三上学期期末调研考试一宇宙飞船绕地心做半径为r的匀速圆周运动，飞船舱内有一质量为m的人站在可称体重的台秤上。用R表示地球的半径，g表示地球表面处的重力加速度，g/表示宇宙飞船所在处的地球引力加速度，N表示人对秤的压力，下面说法正确的是 (
D．6．上海市七校2010届高三下学期联考万有引力定律发现102年后，引力恒量G才被卡文迪许用扭秤装置测出，在这个实验中，他用的物理规律有：
）　　A．牛顿运动定律
　　B．开普勒行星运动定律　　C．有固定转轴力矩的平衡条件
　　D．光的干涉7. 河南省桐柏实验高中2010届高三上学期期末模拟一物体在地球表面上的重力为16N,它在以5m/s2的加速度加速上升的火箭中的示重9N,则此时火箭离地面的高度是地球半径R的(
D.0.5倍8．广东省阳东广雅中学2010届高三周测某行星绕太阳公转的半径为r，公转周期为T，万有引力常量为G，由此可求出 (
)A．行星的质量
B．太阳的质量C．行星的线速度
D．太阳的密度9．河南省桐柏实验高中2010届高三上学期期末模拟在地球表面，放在赤道上的物体A和放在北纬600的物体B由于地球的自转，它们的（
）① 角速度之比ωA:ωB=2:1
② 线速度之比νA:νB=2:1③ 向心加速度之比 aA: aB=2:1
④向心加速度之比aA: aB=4:1A． 只有①②正确
B.只有②③正确C．只有③①正确
D.只有④①正确
10．辽宁省沈阳市翔宇中学2010届高三上学期期中考试在地球（看作质量均匀分布的球体)上空有许多同步卫星，下面说法中正确的是A．它们的质量可能不同
B．它们的速度可能不同[来源:]C．它们的向心加速度可能不同
D．它们离地心的距离可能不同11．福建省福州八中2010届高三毕业班第三次质检在圆轨道运动的质量为m人造地球卫星,它到地面的距离等于地球半径R，已知地面上的重力加速度为g，则：(
)A.卫星运动的速度为
B．卫星运动的周期为4?C.卫星运动的加速度为g／2
D．卫星的动能为mRg／4
12. 山西省晋中市太谷中学2010届高三第二次练兵考试假设太阳系中天体的密度不变，天体直径和天体之间距离都缩小到原来的一半，地球绕太阳公转近似为匀速圆周运动，则下列物理量变化正确的是(
)A.地球的向心力变为缩小前的一半B.地球的向心力变为缩小前的1/16C.地球绕太阳公转周期与缩小前的相同D.地球绕太阳公转周期变为缩小前的一半13．江苏省盐城、泰州联考2010届高三学情调研同步卫星的加速度为a1，地面附近卫星的加速度为a2，地球赤道上物体随地球自转的向心加速度为a3，则有
A． a1> a2> a3
B． a3> a2> a1
C． a2> a3> a1
D．a2> a1> a314. 广东省廉江三中2010届高三湛江一模预测题据报道，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l 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．运行速度小于7.9km/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小　　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15．湖南省长沙市一中2010届高三第五次月考随着太空技术的飞速发展，地球上的人们登陆其它星球成为可能。假设未来的某一天，宇航员登上某一星球后，测得该星球表面的重力加速度是地球表面重力加速度的2倍，而该星球的平均密度与地球的差不多，则该星球质量大约是地球质量的
) A．0.5倍
D．8倍16．河南省豫南九校2010届高三上学期第三次联科学研究发现，在月球表面附近没有空气，没有磁场，重力加速度约为地球表面的l／6。若宇航员登上月球后，在空中从同一高度同时释放氢气球和铅球，忽略地球和其他星球的影响，以下说法正确的是
)　A．氢气球和铅球都将下落，且同时落到月球表面　B．氢气球和铅球都将下落，但铅球先落到月球表面　C．氢气球将加速上升，铅球将加速下落[来源:学,科,网Z,X,X,K]　D．氢气球和铅球都将上升17．天津市五校2010届高三上学期期中联考一个航天飞行器甲在高空绕地球做匀速圆周运动，若它沿与运动方向相反的方向发射一枚火箭乙，则
)　A．甲和乙都可能在原高度绕地球做匀速圆周运动B．甲可能在原高度绕地球做匀速圆周运动，乙不可能在原高度做匀速圆周运动C．乙可能在原高度绕地球做匀速圆周运动，甲不可能在原高度做匀速圆周运动　D．甲和乙都不可能在原高度绕地球做匀速圆周运动18. 上海市六校2010届高三第一次联考发射人造卫星时将卫星以一定的速度送入预定轨道。发射场一般选择在尽可能靠近赤道的地方。如图所示，这样选址的优点是，在赤道附近（ B
）　（A）地球的引力较大
　（B）地球自转线速度较大　（C）重力加速度较大
　（D）地球自转角速度较大19.天津市2010届高三上学期六校联考如图所示，A为静止于地球赤道上的物体，B为绕地球做椭圆轨道运行的卫星，C为绕地球做圆周运动的卫星，P为B、C两卫星轨道的交点．已知A、B、C绕地心运动的周期相同．相对于地心，下列说法中正确的是
A．卫星C的运行速度大于物体A的速度
B．物体A和卫星C具有相同大小的加速度
C．可能出现：在每天的某一时刻卫星B在A的正上方
D．卫星B在P点的加速度大小与卫星C在该点加速度相等20. 江苏省赣榆一中2010届高三单元检测日"神舟七号"宇航员翟志刚顺利完成出舱活动任务，他的第一次太空行走标志着中国航天事业全新时代的到来．"神舟七号"绕地球做近似匀速圆周运动，其轨道半径为r,若另有一颗卫星绕地球做匀速圆周运动的半径为2r,则可以确定（
）.　　A．卫星与"神舟七号"的加速度大小之比为1:4 B．卫星与"神舟七号"的线速度大小之比为1: 　　C．翟志刚出舱后不再受地球引力 D．翟志刚出舱任务之一是取回外挂的实验样品，假如不小心实验样品脱手，则它做自由落体运动21. 湖南省同升湖实验学校2010届高三第三次月考欧洲天文学家在太阳系外发现了一颗可能适合人类居住的行星，命名为"格里斯581c"该行星的质量是地球的5倍，直径是地球的1.5倍，设在该行星表面附近绕行星沿圆轨道运行的人造卫星的动能为，在地球表面附近绕地球沿圆轨道运行的相同质量的人造卫星的动能为，则的值约为(
7.5 22. 江苏省田家炳实验中学2010届高三上学期期末模拟如图所示，从地面上A点发射一枚远程弹道导弹，仅在引力作用下，沿ACB椭圆轨道飞行击中地面目标B，C为轨道的远地点，距地面高度为h．已知地球半径为R，地球质量为M，引力常量为G．设距地面高度为h的圆轨道上卫星运动周期为T0．下列结论正确的是（
）A．导弹在C点的速度大于B．导弹在C点的加速度等于C．地球球心为导弹椭圆轨道的一个焦点D．导弹从A点运动到B点的时间一定小于T023．天津市五校2010届高三上学期期中联考我国已经利用"神州"系列飞船将自己的宇航员送入太空，成为继俄罗斯、美国之后第三个掌握载人航天技术的国家．设宇航员测出自己绕地球球心作匀速圆周运动的周期为T，地球半径为R，则仅根据T、R和地球表面重力加速度g，宇航员能计算的量是（
AC ） 　　A．飞船所在处的重力加速度
B．地球的平均密度 　　C．飞船的线速度大小
D．飞船所需向心力24. 山东省潍坊市2010届高三上学期阶段性测试2008年9月我国成功发射了"神州七号"载人飞船。为了观察"神舟七号"的运行和宇航员仓外活动情况，飞船利用弹射装置发射一颗"伴星"。伴星经调整后，和"神舟七号"一样绕地球做匀速圆周运动，但比"神舟七号"离地面稍高一些，如图所示，那么
)　A．伴星的运行周期比"神舟七号"稍大一些　B．伴星的运行速度比"神舟七号"稍大一些　C．伴星的运行角速度比"神舟七号"稍大一些　D．伴星的向心加速度比"神舟七号"稍大一些25．河南省新郑州二中分校2010届高三第一次模拟我国未来将建立月球基地，并在绕月轨道上建造空间站．如图所示，关闭动力的航天飞船在月球引力作用下向月球靠近，并将沿椭圆轨道与空间站在B处对接，已知空间站绕月做圆周运动轨道半径为r，周期为T，引力常量为G，下列说法中正确的是(
A、图中航天飞机正减速飞向B处B、航天飞船在B处由椭圆轨道进入空间站轨道必须点火减速
C、根据题中条件可以算出月球质量
D、根据题中条件可以算出空间站受到月球引力的大小26. 湖北省孝感三中2010届高考物理模拟绳系卫星是由一根绳索栓在一个航天器上的卫星，可以在这个航天器的下方或上方随航天器一起绕地球运行。如图所示，绳系卫星系在航天器上方，当它们一起在赤道上空绕地球作匀速圆周运动时（绳长不可忽略）。下列说法正确的是：(
)　A．绳系卫星在航天器的前上方 　B．绳系卫星在航天器的后上方　C．绳系卫星的加速度比航天器的小　D．绳系卫星的加速度比航天器的大27．四川省内江市2010届高三二模模拟2009年被确定为国际天文年，以此纪念伽利略首次用望远镜观测星空400周年。从伽利略的"窥天"创举，到20世纪发射太空望远镜--天文卫星，天文学发生了巨大飞跃。日，欧洲航天局又发射了两颗天文卫星，它们飞往距离地球约160万公里的第二拉格朗日点（图中L2）。L2点处在太阳与地球连线的外侧，在太阳和地球的引力共同作用下，卫星在该点能与地球一起绕太阳运动（视为圆周运动），且时刻保持背对太阳和地球的姿势，不受太阳的干扰而进行天文观测。不考虑其它星球影响，下列关于工作在L2点的天文卫星的说法中正确的是（
A．它离地球的距离比地球同步卫星离地球的距离小
B．它绕太阳运行的角速度比地球运行的角速度大
C．它绕太阳运行的线速度与地球运行的线速度大小相等
D．它绕太阳运行的向心加速度比地球的向心加速度大二、非选择题28．河南省桐柏实验高中2010届高三上学期期末模拟某颗地球同步卫星正下方的地球表面上，有一观察者，他用天文望远镜观察被太阳照射的此卫星，试问：春分那天（太阳光垂直照射赤道）从日落时刻起经多长时间该观察者看不见此卫星。已知地球半径R，地球表面的重力加速度为g，地球自转周期为T。（不考虑大气对光的折射，用题中所给已知量表示所求量）（10分）答案：根据万有引力提供向心力：　　
、　　 29. 湖南省同升湖实验学校2010届高三第三次月考如图为宇宙中有一个恒星系的示意图。A为星系的一颗行星，它绕中央恒星O运行的轨道近似为圆。天文学家观测得到A行星运动的轨道半径为、周期为。（1）中央恒星O的质量为多大？（2）经长期观测发现，A行星实际运动的轨道与圆轨道总存在一些偏离，且周期性地每隔时间发生一次最大的偏离。天文学家认为形成这种现象的原因可能是A行星外侧还存在着一颗未知的行星B（假设其运行轨道与A在同一水平面内，且与A的绕行方向相同），它对A行星的万有引力引起A轨道的偏离。（由于B对A的吸引而使A的周期引起的变化可以忽略）根据上述现象及假设，试求未知行星B的运动周期T及轨道半径R.解析：（1）设中央恒星质量为M ，A行星质量为m　　　　　　
（1分）（2）A、B相距最近时，A偏离最大，据题意有
（1分）　　据开普勒第三定律
（1分）30．河南省豫南九校2010届高三上学期第三次联考在地球表面发射卫星，当卫星的速度超过某一速度时，卫星就会脱离地球的引力，不再绕地球运行，这个速度叫做第二宇宙速度．已知地球对物体的万有引力势能可表示为E(r)＝－，r为物体离地心的距离．设地球半径为r0，地球表面重力加速度为g0，忽略空气阻力的影响，试根据所学的知识，推导第二宇宙速度的表达式（用r0、 g0表示）．解析：卫星从发射到脱离地球引力的过程中机械能守恒．设卫星以v0的速度从地面附近发射时能脱离地球的引力，则其在地面时的能量为：　　　　E0＝
（4分）　　　　由题意知 E0 ≥0
（4分）　　　　又因为在地球表面时，物体的重力等于万有引力，有：（4分）
解得第二宇宙速度v0满足：v0≥
（2分）题组三一、选择题1．山东省兖州市2010届高三上学期模块检测日，美国和俄罗斯的两颗卫星在西伯利亚上空相撞，这是有史以来首次卫星碰撞事件，碰撞点比相对地球静止的国际空间站高434km．则(
)A．在碰撞点高度运行的卫星的周期比国际空间站的周期大
B．在碰撞点高度运行的卫星的向心加速度比国际空间站的向心加速度小
C．在与空间站相同轨道上运行的卫星一旦加速，将有可能与空间站相撞
D．若发射一颗在碰撞点高度处运行的卫星，发射速度至少为11.2km／s2．江苏省淮阴中学2010届高三摸底考试日，我国成功发射了"神舟七号"载人飞船。假设飞船绕地球做匀速圆周运动，下列说法中正确的是
A．若知道飞船运动的角速度和周期，再利用万有引力常量，就可算出地球的质量B．若宇航员从船舱中慢慢"走"出并离开飞船，飞船速率将减小C．若有两个这样的飞船在同一轨道上，相隔一段距离一前一后沿同一方向绕行，只要后一飞船向后喷气加速，则两飞船一定能实现对接D．若飞船返回地球，在进入大气层之前的无动力飞行过程中，飞船的动能逐渐增大，机械能保持不变3．河北省衡水中学2010届高三上学期第四次调研考试我国未来将建立月球基地，并在绕月轨道上建造空间站．如图所示，关闭动力的航天飞机在月球引力作用下向月球靠近，并将与空间站在B处对接，已知空间站绕月轨道半径为r，周期为T，万有引力常量为G，下列说法中正确的是（ ABC ）　　A．图中航天飞机正加速飞向B处　　B．航天飞机在B处由椭圆轨道进入空间站轨道必须点火减速　　C．根据题中条件可以算出月球质量　　D．根据题中条件可以算出空间站受到月球引力的大小4．安徽省两地2010届高三第一次联考检测组成星球的物质是靠引力吸引在一起的，这样的星球有一个最大的自转速率。如果超过了该速率，星球的万有引力将不足以维持其赤道附近的物体做圆周运动，由此能得到半径为R、密度为ρ、质量为M且均匀分布的星球的最小自转周期T。下列表达式中正确的是
）　A．　　　　　　　　B．　C．　　　　　　　　　　D．5．河南省武陟一中2010届高三第一次月考近地人造卫星1和2绕地球做匀速圆周运动的周期分别为T1和T2，设在卫星1、卫星2各自所在的高度上的重力加速度大小分别为g1、g2，则
D．6．湖北省襄樊四中2010届高三摸底考试1789年英国著名物理学家卡文迪许首先估算出了地球的平均密度．根据你所学过的知识，估算出地球密度的大小最接近
（ A ）（地球半径R=6400km，万有引力常量G=6.67×10-11N·m2/kg2）A．5.5×103kg/m3
B．5.5×104kg/m3
C．7.5×103kg/m3
D．7.5×104kg/m37．河北省衡水中学2010届高三上学期第四次调研考试下列说法中错误的是 （
A．若已知人造地球卫星绕地球做圆周运动的轨道半径和它的周期，利用引力常量就可以算出地球质量；
B．两颗人造地球卫星，围绕地球做圆周运动，若它们的速率相等，它们的轨道半径和绕行周期一定相同；
C．在同一轨道上同方向运行的相距较远的两颗卫星，若将前面卫星速率率减小，后卫星就会和前面卫星发生碰撞；D．在绕地球做圆周运动飞行宇宙飞船中，若宇航员从舱内慢慢走出并离开飞船．飞船的速率不会发生改变。8. 合肥一六八中学复读年级第二次段考同步卫星离地球球心的距离为r，运行速率为v1，加速度大小为a1，地球赤道上的物体随地球自转的向心加速度大小为a2，第一宇宙速度为v2，地球半径为R，则(
D )A.a1:a2=R:r
B.a1:a2=R2:r2
C.v1:v2=R2:r2
D.9．广西桂林十八中2010届高三第三次月考物理试卷宇宙中存在一些质量相等且离其他恒星较远的四颗星组成的四星系统，通常可忽略其他星体对它们的引力作用．设四星系统中每个星体的质量均为m，半径均为R，四颗星稳定分布在边长为的正方形的四个顶点上．已知引力常量为G．关于四星系统，下列说法错误的是
A．四颗星围绕正方形对角线的交点做匀速圆周运动
B．四颗星的轨道半径均为
C．四颗星表面的重力加速度均为
D．四颗星的周期均为10．吉林省长白县2010届高三质量检测甲、乙两颗卫星都绕地球做匀速圆周运动，甲为地球的同步卫星，乙为近地卫星.关于这两颗卫星有下列说法，其中正确的是
） A．甲的运行速度一定大于乙的运行速度 B．甲的向心加速度一定大于乙的向心加速度 C．甲的周期一定大于乙的周期 D．若两卫星的质量相同，甲的机械能一定大于乙的机械能11．福建省龙岩二中2010届高三摸底考试日18时05分，我国成功发射了"嫦娥一号"探月卫星。卫星经过八次点火变轨后，绕月球做匀速圆周运动。图中所示为探月卫星运行轨迹的示意图（图中1、2、3......8为卫星运行中的八次点火位置）①卫星第2、3、4次点火选择在绕地球运行轨道的近地点，是为了有效地利用能源，提高远地点高度；②卫星沿椭圆轨道由近地点向远地点运动的过程中，加速度逐渐增大，速度逐渐减小；③卫星沿椭圆轨道由近地点向远地点运动的过程中，机械能守恒；④卫星沿椭圆轨道由远地点向近地点运动的过程中，卫星中的科考仪器处于超重状态；⑤卫星在靠近月球时需要紧急制动被月球所捕获，为此实施第6次点火，则此次发动机喷气方向与卫星运动方向相反。上述说法正确的是
C．①⑤ D．①③12．广东省蓝田中学2010届高三摸底考试我国发射的"神州六号"载人飞船，与"神州五号"飞船相比，它在更高的轨道上绕地球做匀速圆周运动，如图做示，下列说法中正确的是 (
) A．"神州六号"的速度较小 B．"神州六号"的速度与"神州五号" 的相同C．"神州六号"的周期更短D．"神州六号"的周期与"神州五号" 的相同13. 上海市建平中学2010届高三摸底测试1798年英国物理学家卡文迪许测出万有引力常量G，因此卡文迪许被人们称为能称出地球质量的人，若已知万有引力常量G，地球表面处的重力加速度g，地球半径为R，地球上一个昼夜的时间为T1（地球自转周期），一年的时间T2（地球公转的周期），地球中心到月球中心的距离L1，地球中心到太阳中心的距离为L2．你估算出（
）A、地球的质量
B、太阳的质量C、月球的质量
D、可求月球、地球及太阳的密度14. 北京市昌平一中高三年级第二次月考有一星球的密度与地球的密度相同，但它表面处的重力加速度是地面上重力加速度的4倍，则该星球的质量将是地球质量的（
D ）　A.；
B.4倍； 　C.16倍；
D.64倍。15.河北冀州市中学2010届高三年级第一次月考假设月球的直径不变，密度增为原来的2倍，"嫦娥一号"卫星绕月球做匀速圆周运动的半径缩小为原来的一半，则下列物理量变化正确的是（
B ）　　A．"嫦娥一号"卫星的向心力变为原来的一半　　B、"嫦娥一号"卫星的向心力变为原来的8倍　　C、"嫦娥一号"卫星绕月球运动的周期与原来相同　　D、"嫦娥一号"卫星绕月球运动的周期变为原来的16．河北省保定一中2010届高三第二次阶段考试如图所示，在发射地球同步卫星的过程中，卫星首先进入椭圆轨道I，然后在Q点通过改变卫星速度，让卫星进人地球同步轨道Ⅱ，则（
）[来源:学科网]A．该卫星的发射速度必定大于11. 2 km/sB．卫星在同步轨道II上的运行速度大于7. 9 km/sC．在轨道I上，卫星在P点的速度大于在Q点的速度D．卫星在Q点通过加速实现由轨道I进人轨道II17．合肥一六八中学复读年级第二次段考三颗人造地球卫星A、B、C绕地球作匀速圆周运动，如图所示，已知MA=MB<MC，则对于三个卫星，正确的是
)　A.运行线速度关系为VA<VB=VC 　B.运行周期关系为TA>TB=TC 　C.向心力大小关系为 FA =FB<FC　D.半径与周期关系为18．北京市昌平一中高三年级第二次月考科学研究发现，在月球表面没有空气，没有磁场，重力加速度约为地球表面的l／6。若宇航员登上月球后，在空中从同一高度同时释放氢气球和铅球，忽略地球和其他星球的影响，以下说法正确的是（
A ）A．氢气球和铅球都将下落，且同时落到月球表面B．氢气球和铅球都将下落，但铅球先落到月球表面C．氢气球将加速上升，铅球将加速下落D．氢气球和铅球都将上升19．广东省徐闻中学2010届高三第六次周考据美国媒体报道，美国和俄罗斯的两颗通信卫星11日在西伯利亚上空相撞。这是人类有史以来的首次卫星碰撞事件。碰撞发生的地点位于西伯利亚上空490英里(约790公里)，恰好比国际空间站的轨道高270英里（434公里），这是一个非常常用的轨道，是用来远距离探测地球和卫星电话的轨道。则以下相关说法中，正确的是
)　A．碰撞后的碎片若受到大气层的阻力作用，轨道半径将变小，则有可能与国际空间站相碰撞。　Ｂ．在碰撞轨道上运行的卫星的周期比国际空间站的周期小　C．发射一颗到碰撞轨道运行的卫星，则发射速度要大于7.9km/s。　Ｄ．在同步轨道上，若后面的卫星一旦加速，将有可能与前面的卫星相碰撞20．重庆八中2010届高三上学期第一次月考在地球（看作质量均匀分布的球体）上空有许多同步卫星，下面说法中正确的是 (
)　A．它们的质量可能不同
　B．它们的速度可能不同　C．它们的向心加速度可能不同
　D．它们离地心的距离可能不同21. 浙江省温州市十校联合体2010届高三期中联考发射人造卫星是将卫星以一定的速度送入预定轨道。发射场一般选择在尽可能靠近赤道的地方，如图这样选址的优点是，在赤道附近
） A．地球的引力较大
B．地球自转线速度较大 C．重力加速度较大 D．地球自转角速度较大22．江苏省盐城中学2010届高三上学期期中考试如图，地球赤道上的山丘e，近地资源卫星p和同步通信卫星q均在赤道平面上绕地心做匀速圆周运动。设e、p、q的圆周运动速率分别为v1、v2、v3，向心加速度分别为a1、a2、a3，则（
）　　A．v1>v2>v3
B．v1<v2<v3
　　C．a1>a2>a3
　　D．a1<a3<a2二，非选择题23．上海市建平中学2010届高三摸底测试太空中有A，B两个天体，A的质量为m，B质量为A质量的2倍，设只在彼此间的万有引力作用下两者从静止开始相向运动。某一时刻两物体相距L，A的加速度为a。一段时间后，B的加速度也为a，速率为v，则后一时刻两物体相距___________，A的速率是__________。答案：
24．海南省海口市2010届高三调研测试在某星球表面以初速度v0坚直上抛一个物体，若物体只受该星球引力作用，物体上升的最大高度为h。该星球表面的重力加速度为
；已知该星球的半径R，如果要在这个星球上发射一颗绕它运行的卫星，其做匀速圆周运动的最小周期为
(2分)25. 河北省衡水中学2010届高三上学期第四次调研考试科学家在地球轨道外侧发现了一颗绕太阳运行的小行星，经过观测该小行星每隔t时间与地球相遇一次，已知地球绕太阳公转半径是R，周期是T，设地球和小行星都是圆轨道，求小行星距太阳的距离.解：设小行星绕太阳周期为，＞，地球和小行星每隔时间相遇一次，则有
　　设小行星绕太阳轨道半径为，万有引力提供向心力有
同理对于地球绕太阳运动也有
由上面两式有
26．河北省保定一中2010届高三第二次阶段考试计划发射一颗距离地面的高度为地球半径R0的圆形轨道上运行的地球卫星，卫星轨道平面与赤道平面重合，已知地球表面重力加速度为g。（1）求出卫星绕地心运动周期T（2）设地球自转周期T0，该卫星绕地旋转方向与地球自转方向相同，则在赤道上一点的人能连续看到该卫星的时间是多少？答案：（1）T=
=27．湖南省长沙市一中2010届上学期高三第二次月考在绕地球做匀速圆周运动的宇宙飞船中，由于失重，因此无法利用天平称出物体的质量。科学家们用下述方法巧妙地测出了一物块的质量。将一带有推进器、总质量为m= 5 kg的小滑车静止放在一平台上，平台与小车间的动摩擦因数为0.005。开动推进器，小车在推进器产生的恒力作用下从静止开始运动，测得小车前进1.25 m历时5s。然后，将被测物块固定在小车上，重复上述过程，测得5s内小车前进了1.00m．问：科学家们用上述方法测得的物块的质量M是多少？答案：M=1. 25 kg.解析：设推进器产生的恒力为F，未放被物块时有
放上被物块后有
代人数值后可解得：M=1. 25 kg.28．湖北省襄樊四中2010届高三摸底考试要发射一颗人造地球卫星，使它在半径为r2的预定轨道上绕地球做匀速圆周运动，为此先将卫星发射到半径为r1的近地暂行轨道上绕地球做匀速圆周运动．如图10所示，在A点，使卫星速度增加，从而使卫星进入一个椭圆的转移轨道上，当卫星到达转移轨道的远地点B时，再次改变卫星速度，使它进入预定轨道运行，试求卫星从A点到B点所需的时间．已知地球表面的重力加速度大小为g，地球的半径为R．　　答案：．　　解析：卫星在轨道r1时：G=mr1..................①
（1分）　　物体m'在地球表面有：G=m'g，可得：GM=gR2..................②
（1分）　　由①②可得：T1=..................③
（2分）　　当卫星在椭圆轨道运行：其半长轴为：r3=..................④
（1分）　　依开普勒第三定律：=..................⑤
（2分）　　由③④⑤可得：T3=..................⑥
（1分）　　卫星从A到B的时间为：tAB==
（2分）29．上海市建平中学2010届高三摸底测试土星周围有许多大小不等的岩石颗粒，其绕土星的运动可视为圆周运动。其中有两个岩石颗粒A和B与土星中心距离分别位rA=8.0×104km和r B=1.2×105km。忽略所有岩石颗粒间的相互作用。（结果可用根式表示）
（1）求岩石颗粒A和B的周期之比。
（2）土星探测器上有一物体，在地球上重为10N，推算出它在距土星中心3.2×105km处受到土星的引力为0.38N。已知地球半径为6.4×103km，请估算土星质量是地球质量的多少倍？解：（1）
（2）设地球质量为M,地球半径为r0,地球上物体的重力可视为万有引力,探测器上物体质量为m0,在地球表面重力为G0,距土星中心r0/=km处的引力为G0',根据万有引力定律:
由上述两式得： (倍)
30．安徽省两地2010届高三第一次联考检测 "神舟六号"载人飞船于日上午9点整在酒泉航天发射场发射升空．由长征运载火箭将飞船送入近地点为A、远地点为B的椭圆轨道上，A点距地面的高度为h1，飞船飞行五周后进行变轨，进入预定圆轨道，如图所示．在预定圆轨道上飞行n圈所用时间为t，于10月17日凌晨在内蒙古草原成功返回．已知地球表面重力加速度为g，地球半径为R．求：（1）飞船在A点的向心加速度大小．（2）远地点B距地面的高度．（3）沿着椭圆轨道从A到B的时间　　答案：（1）；（4分） 　　（2）
（4分）　　（3）
（4分）2009万有引力、天体运动一、 选择题1.(2009届广东茂名市模拟)太空被称为是21世纪技术革命的摇篮。摆脱地球引力，在更"纯净"的环境中探求物质的本质，拨开大气层的遮盖，更直接地探索宇宙的奥秘，一直是科学家们梦寐以求的机会。"神州号" 两次载人飞船的成功发射与回收给我国航天界带来足够的信心，我国提出了载人飞船--太空实验室--空间站的三部曲构想。某宇航员要与轨道空间站对接，飞船为了追上轨道空间站（1.A）A. 只能从较低轨道上加速B. 只能从较高轨道上加速C. 只能从空间站同一高度的轨道上加速D. 无论在什么轨道上，只要加速都行2.(2009江苏常州中学高三月考) 2007 年3 月26 日，中俄共同签署了《中国国家航天局和俄罗斯联邦航天局关于联合探测火星--火卫一合作的协议》，双方确定2008年联合对火星及其卫星"火卫一"进行探测．"火卫一"在火星赤道正上方运行，与火星中心的距离为9450km．绕火星1周需7h39min，若其绕行轨道简化为圆轨道，引力常量G已知．则由以上信息能求出（
A．"火卫一"的质量　
B．火星的质量
　C．"火卫一"受到火星的引力　　
D．火星的密度3.（2009届上海南汇期区末）我们的银河系的恒星中大约四分之一是双星。某双星由质量不等的星体S1和S2构成，两星在相互之间的万有引力作用下绕两者连线上某一定点C做匀速圆周运动。由天文观察测得其运动周期为T。S1到C点的距离为r1，S1和S2的距离为r，已知引力常量为G。由此可求出S2的质量为　　　　　　（
　C． 　　
D． 4. (2008学年广东越秀区高三摸底调研测试12)三颗人造地球卫星A、B、C绕地球作匀速圆周运动，如图所示，已知MA=MB<MC，则对于三个卫星，正确的是(ABD)
A. 运行线速度关系为
B. 运行周期关系为 TA<TB=TC
C. 向心力大小关系为 FA = FB < FC　 D. 半径与周期关系为5.(合肥35中2009届高三10月月考物理试卷8)如图所示，从地面上A点发射一枚远程弹道导弹，在引力作用下沿ACB椭圆轨道飞行击中地面目标B，C为轨道的远地点，距地面高度为h.已知地球半径为R，地球质量为M，引力常量力G。没距地面高度为h的圆轨道上卫星运动周期为T0，下列结论中正确的是（
BCD）　A．导弹在c点的速度大于 　B．导弹在C点的加速度等于GM/(R+h)2　C．地球球心为导弹椭圆轨道的-个焦点　D．导弹从A点运动到B点的时间-定小于To6.（2009届江苏海安县高三月考)如图所示，A为静止于地球赤道上的物体，B为绕地球做椭圆轨道运行的卫星，C为绕地球做圆周运动的卫星，P为B、C两卫星轨道的交点．已知A、B、C绕地心运动的周期相同，相对于地心，下列说法中正确的是（ C
）A．物体A和卫星C具有相同大小的加速度B．卫星C的运行速度小于物体A的速度C．可能出现：在每天的某一时刻卫星B在A的正上方D．卫星B在P点运行的加速度大于卫星C的加速度7. (2009届山东邹城二中高三模拟)日21时10分，载着翟志刚、刘伯明、景海鹏三位宇航员的神舟七号飞船在中国酒泉卫星发射中心发射成功，9月27日翟志刚成功实施了太空行走。已知神舟七号飞船在离地球表面高处的轨道上做周期为的匀速圆周运动，地球的半径，万有引力常量为。在该轨道上，神舟七号航天飞船（.BCD
）A．运行的线速度大小为B．运行的线速度小于第一宇宙速度C．运行时的向心加速度大小D．地球表面的重力加速度大小为8(2009届深圳高三下学期模拟)我国未来将建立月球基地，并在绕月轨道上建造空间站．如图所示，关闭动力的航天飞机在月球引力作用下经椭圆轨道向月球靠近，并将与空间站在B处对接.已知空间站绕月轨道半径为r，周期为T，万有引力常量为G，下列说法中正确的是（.AC）A．图中航天飞机在飞向B处的过程中，月球引力做正功B．航天飞机在B处由椭圆轨道可直接进入空间一站轨道C．根据题中条件可以算出月球质量D．根据题中条件可以算出空间站受到月球引力的大小9. (凤阳荣达学校2009届高三物理第三次月考测试卷)日，我国利用"神州七号"飞船将翟志刚、刘伯明、景海鹏三名宇航员送入太空。设宇航员测出自己绕地球做圆周运动的周期为T，离地高度为H，地球半径为R，则根据T、H、R和引力常量G，能计算出的物理量是
)A．地球的质量　　　　　　　　　　　B．地球的平均密度C．飞船所需的向心力　　　　　　　　D．飞船线速度的大小10. (山东省聊城2009届高三一模)日我国成功发射了"神舟七号"载人飞船，随后航天员圆满完成了太空出舱任务并释放了伴飞小卫星，若小卫星和飞船在同一圆轨道上，相隔一段距离一前一后沿同一方向绕行。下列说法正确的是
（.B ）A．由飞船的轨道半径、周期和引力常量，可以算出飞船质量B．小卫星和飞船的加速度大小相等C．航天员踏在飞船表面进行太空漫步时，对表面的压力等于航天员的重力[来源:学*科*网Z*X*X*K]D．飞船只需向后喷出气体，就可以和小卫星对接11.(江苏南阳中学2009届高三上学期月考试题)如图，宇宙飞船A在低轨道上飞行，为了给更高轨道的宇宙空间站B输送物质，需要与B对接，它可以采用喷气的方法改变速度，从而达到改变轨道的目的，则以下说法正确的是（ B ）
A、它应沿运行速度方向喷气，与B对接后周期变小
B、它应沿运行速度的反方向喷气，与B对接后周期变大
C、它应沿运行速度方向喷气，与B对接后周期变大
D、它应沿运行速度的反方向喷气，与B对接后周期变小12.(侨中高三第二次月考物理试题)1930年美国天文学家汤博发现冥王星，当时错估了冥王星的质量，以为冥王星比地球还大，所以命名为大行星．然而，经过近30年的进一步观测，发现它的直径只有2300公里，比月球还要小．日晚在布拉格召开的国际天文学联合会(IAU)第26届大会上，来自各国天文界权威代表投票通过联合会决议，今后原来九大行星中的冥王星将不再位于"行星"之列，而属于矮行星，并提出了行星的新定义．行星新定义的两个关键：一是行星必须是围绕恒星运转的天体；二是行星的质量必须足够大，它自身的重力必须和表面力平衡使其形状呈圆球．一般来说，行星直径必须在800公里以上，质量必须在50亿亿吨以上．假如冥王星的轨道是一个圆形，则由以下几个条件能估测出其质量的是（其中万有引力常量为G）
)　　A．冥王星围绕太阳运转的周期和轨道半径　　B．冥王星围绕太阳运转的线速度和轨道半径　　C．冥王星一个的卫星查龙(charon)围绕冥王星在圆形轨道上转动的线速度和轨道半径　　D．冥王星一个的卫星查龙(charon)围绕冥王星在圆形轨道上转动的周期和轨道半径[来源:学&科&网Z&X&X&K]二、计算题11.（2009届江苏海安县高三月考)宇宙中存在一些质量相等且离其他恒星较远的四颗星组成的四星系统，通常可忽略其他星体对它们的引力作用，设每个星体的质量均为m，四颗星稳定地分布在边长为a的正方形的四个顶点上，已知这四颗星均围绕正方形对角线的交点做匀速圆周运动，引力常量为G，试求：（1）求星体做匀速圆周运动的轨道半径；（2）若实验观测得到星体的半径为R，求星体表面的重力加速度；（3）求星体做匀速圆周运动的周期．解析：（1）由星体均围绕正方形对角线的交点做匀速圆周运动可知，星体做匀速圆周运动的轨道半径
（2）由万有引力的定律可知
　　　　则星体表面的重力加速度
（3）星体在其他三个星体的万有引力作用下围绕正方形对角线的交点做匀速圆周运动，由万有引力定律和向心力公式得：　　
　　解得周期
12（2009山东济宁高三一模）日，"嫦娥一号"卫星星箭分离，卫星进入绕地球轨道。在绕地运行时，要经过三次近地变轨：12小时椭圆轨道①→24小时椭圆轨道②→48小时椭圆轨道③→地月转移轨道④。11月5日11时，当卫星经过距月球表面高度为h的A点时，再一次实施变轨，进入12小时椭圆轨道⑤，后又经过两次变轨，最后进入周期为T的月球极月圆轨道⑦。如图所示，已知月球半径为R。（1）请回答："嫦娥一号"在完成第三次近地变轨时需要加速还是减速？（2）写出月球表面重力加速度的表达式。解析：（1）加速
（2）设月球表面的重力加速度为g月，在月球表面有　　
　　卫星在极月圆轨道有　　
14（2009北京丰台区高三期末） 日，我国继"神舟"五号、六号载人飞船后又成功地发射了"神舟"七号载人飞船。如果把"神舟"七号载人飞船绕地球运行看作是同一轨道上的匀速圆周运动，宇航员测得自己绕地心做匀速圆周运动的周期为T、距地面的高度为H，且已知地球半径为R、地球表面重力加速度为g，万有引力恒量为G。你能计算出下面哪些物理量？能计算的量写出计算过程和结果，不能计算的量说明理由。（1）地球的质量 ；（2）飞船线速度的大小；（3）飞船所需的向心力。解析：（1）能求出地球的质量M
方法一： = mg ，
方法二： = ，
（写出一种方法即可）（2）能求出飞船线速度的大小V
) （3）不能算出飞船所需的向心力
因飞船质量未知
15 (2009届侨中高三第二次月考)日，我国成功地发射了"嫦娥一号"探月卫星，其轨道示意图如下图所示.卫星进入地球轨道后还需要对卫星进行10次点火控制。第一次点火，抬高近地点，将近地点抬高到约600km，第二、三、四次点火，让卫星不断变轨加速，经过三次累积，卫星加速到11.0km/s的速度进入地月转移轨道向月球飞去.后6次点火的主要作用是修正飞行方向和被月球捕获时的紧急刹车,最终把卫星送入离月面200km高的工作轨道(可视为匀速圆周运动).已知地球质量是月球质量的81倍,R月=1800km ,R地=6400km,卫星质量2350kg ,地球表面重力加速度g取10m/s2 . （涉及开方可估算，结果保留一位有效数字）求：（1）卫星在绕地球轨道运行时离地面600km时的加速度.（2）卫星从离开地球轨道进入地月转移轨道最终稳定在离月球表面200km的工作轨道上外力对它做了多少功?（忽略地球自转及月球绕地球公转的影响）解析：（1）卫星在离地600km处对卫星加速度为a，由牛顿第二定律
　　　又由
　　　可得a=8 m/s2 （2）卫星离月面200km速度为v，由牛顿第二定律得：　　　　　　由
及M月/M=1/81 　　　得:V2=2.53×106km2/s2　　　由动能定理,对卫星
W=mv2-mv02　　　　　　　　　　　　　　=× 2350×（253×104-110002）=－1×1011J...16（2009江苏通州市高三上学期月考）我国发射的"嫦娥一号"卫星发射后首先进入绕地球运行的"停泊轨道"，通过加速再进入椭圆"过渡轨道"，该轨道离地心最近距离为L1，最远距离为L2，卫星快要到达月球时，依靠火箭的反向助推器减速，被月球引力"俘获"后，成为环月球卫星，最终在离月心距离L3的"绕月轨道"上飞行．已知地球半径为R，月球半径为r，地球表面重力加速度为g，月球表面的重力加速度为g/6，求：　　（1）卫星在"停泊轨道"上运行的线速度；　　（2）卫星在"绕月轨道"上运行的线速度．解析： (1)
　　　　得
　　　　　17.(2009届威海一中高三模拟4)"神州"六号飞船在预定轨道上飞行，每绕地球一圈需要时间90min，每圈飞行路程约为L=4．2×104km。（1）试根据以上数据估算地球的质量和密度。（地球的半径R约为6．37×103km，万有引力常量Ｇ取6．67×10－11N·m2／kg2）（２）假设飞船沿赤道平面自西向东飞行，飞行员会看到太阳从东边还是西边出来？如果太阳直射赤道，试估算飞行员每天能看到多少次日出日落？飞船每转一圈飞行员看不见太阳的时间有多长？（已知cos 18．2＝0．95）解析：(1)由L=2r可得
r==6.68km,根据G=mr得M=r3=6.01024kg ，又=，=，[来源:学.科.网Z.X.X.K]= =5.6103kg/m3。（2）地球自西向东旋转，飞船沿赤道平面自西向东飞行的速度大于地球旋转速度，飞行员会看到太阳从东边出来。地球自转的周期为24h，地球自转一周，飞船运转圈，飞船运转一圈能看到一次日出日落，所以飞行员每天能看到16次日出日落。飞船转到地球的背影区飞行员就看不到太阳（如上图所示）。由图可知sin==0.95,则=71.80飞行员每转一圈看不见日出的时间为t=min36min 第三部分
创新预测题精选一、选择题1.我国第一颗月球探测卫星"嫦娥一号"已于日在西昌卫星发射中心由"长征三号甲"运载火箭成功发射升空.假设该卫星的绕月轨道是圆形的,且距离月球表面高度为h,并已知该卫星的运行周期为T,月球的直径为d,万有引力常量为G,则可求出
A.月球质量
　　B.月球探测卫星"嫦娥一号"在离月球表面h高度轨道上运行的速度v =πd/T　　C.月球探测卫星"嫦娥一号"绕月轨道的半径r = d + h　　D.月球表面的重力加速度 答案
A2.发射航天器带来的轨道碎片等被人们称为太空垃圾,太空垃圾给航天事业带来巨大隐患,一颗迎面而来的直径0.5毫米的金属微粒,足以戳穿密封的航天服,太空垃圾不仅给航天事业带来巨大隐患,还污染宇宙空间,尤其是核动力发动机脱落,会造成放射性污染,有些太空垃圾能逐渐落回地面,在重返大气层的过程中烧毁.则这些太空垃圾在逐渐落回地面的过程中
A.角速度逐渐增大
B.线速度逐渐减小C.向心加速度逐渐减小
D.周期逐渐减小答案
AD3.2007年圣诞节我们迎来了"火星冲日",冲日时,火星和太阳分别位于地球的两边,太阳刚一落山,火星就从东方升起,在子夜时分到达我们的正头顶位置,而等到太阳从东方升起时,火星才在西方落下,如果圣诞夜天空晴朗,整夜都可以看到这颗明亮的红色的行星,火星距离太阳22 794万千米,约为日地距离的1.5倍,如果把地球、火星都近似当作绕太阳做匀速圆周运动,以下说法正确的是
A.火星冲日时刻,火星与地球绕太阳运动的角速度相等B.火星冲日时刻,火星与地球绕太阳运动的线速度相等[来源:]C.火星冲日时刻,火星与地球绕太阳运动的向心加速度相等D.2008年的圣诞节,肯定不会发生火星冲日
D4.2007年美国宇航局评出了太阳系外10颗最神奇的行星,包括天文学家1990年发现的第一颗太阳系外行星,以及最新发现的可能适合居住的行星,在这10颗最神奇的行星中排名第三的是一块不断缩小的行星.命名为HD209458b,它的一年只有3.5个地球日.这颗行星在极近的距离绕恒星运转,因此它的大气层不断被恒星风吹走.据科学家估计,这颗行星每秒就丢失至少10 000吨物质,最终这颗缩小行星将只剩下一个死核,假设该行星是以其球心为中心均匀减小的,且其绕恒星做匀速圆周运动,则下列说法正确的是
A.该行星绕恒星运行的周期会不断增大
B.该行星绕恒星运行的速度大小会不断减小C.该行星绕恒星运行周期不变
D.该行星绕恒星运行的线速度大小不变答案
CD5.(广东珠海4月)我国第一颗月球探测卫星"嫦娥一号"在西昌卫星发射中心发射成功,在卫星绕月球做匀速圆周运动的过程中,下列说法正确的是
A.如果知道探测卫星的轨道半径和周期,再利用万有引力常量,就可以估算出月球的质量B.如果有两颗这样的探测卫星,只要它们的绕行速率相等,不管它们的质量、形状差别多大,它们绕行半径与周期都一定是相同的C.如果两颗探测卫星在同一轨道上一前一后沿同一方向绕行,只要后一卫星向后喷出气体,则两卫星一定会发生碰撞D.如果一绕月球飞行的宇宙飞船,宇航员从舱中缓慢地走出,并离开飞船,飞船因质量减小,所受万有引力减小,则飞船速度减小答案
AB6.新华网11月7日报道:北京时间日早上8时34分,"嫦娥一号"成功完成第三次近月制动,进入127分钟圆形越极轨道.经过调整后的127分钟圆形越极轨道将是"嫦娥一号"的最终工作轨道,这条轨道距离月面200公里高度,运行速度约1.6千米/秒,经过月球的南北极上空,由于月球的自转作用,处于越极轨道的"嫦娥一号"可以完成包括月球南北极、月球背面的全月探测工作."嫦娥一号"进入科学探测的工作轨道稳定后,其上的科学探测仪器将全一一展开.(已知万有引力常量G=6.67×10-11 N · m2/kg2,月球可视为球体)根据上述报道可以估算下列哪些物理量
）　　A."嫦娥一号"与月球的引力
B."嫦娥一号"的总质量　　C.月球的平均密度
D.月球表面的物质结构 　答案
C7.日,国务院、中央军委批准在海南文昌建设新的航天发射场,预计2010年前投入使用,关于我国计划在2010年用运载火箭发射一颗同步通信卫星的下列说法中,正确的是
A.在海南发射同步通信卫星可以充分利用地球自转的能量,从而节省能源B.在酒泉发射同步通信卫星可以充分利用地球自转的能量,从而节省能源C.海南和太原相比较,在海南的重力加速度略微小一点,同样的运载火箭在海南可以发射质量更大的同步通信卫星D.海南和太原相比较,在太原的重力加速度略微小一点,同样的运载火箭在太原可以发射质量更大的同步通信卫星
AC8.下面为某报纸的一篇科技报道,请你通过必要的计算,判断报道中存在的问题,选择出正确的答案
本报讯:首座由中国人研制的目前世界上口径最大的太空天文望远镜.将于2009年发射升空,这座直径为1 m的太空天文望远镜,被运载火箭送入离地面735 km高,线速度约为5.0×102 m/s的地球同步轨道上,它将用于全面观察太阳活动、日地空间环境等下面的数据在你需要时可供选用:引力常量G=6.7×10-11 N · m2/kg2;重力加速度g =10 m/s2;地球质量M =6.0×1024地球半径R =6.4×106地球自转周期T =8.6×104地球公转周期=3.2×107π2=10; π=3.14;70～80的立方根约取4.2.A.地球同步轨道上的线速度报道无误
B.能发射到离地面2.96×104 km的地球同步轨道上C.地球同步轨道离地面高度报道无误
D.地球同步轨道高度和线速度大小报道都有误答案
D9.我国的"嫦娥一号"于日18时05分在西昌卫星发射中心成功发射.假如你有幸成为中国第一位登上月球的宇航员,做以下实验:
(1)可利用降落伞从环月轨道舱降到月面上;(2)在月球上扔石块能比在地球上扔得远好几倍,且能把羽毛和石块扔得一样远;(3)托里拆利管内外水银柱的高度差不再是76 cm,而是0;(4)摆钟将不准,步枪的瞄准装置需要重新调整;(5)在月球上的夜空能看到闪烁的星星;(6)在月球上看到的天空颜色是苍白色的;(7)近在咫尺的两个人说话要通过无线电传播.则你认为月球上可能发生的现象是
A.(1)(2)(6)(7)
B.(2)(3)(4)(5)　C.(2)(3)(4)(7)
D.(1)(3)(6)(7)答案
C10.日,"嫦娥一号"探月卫星发射成功,实现了中华民族千年奔月的梦想,则下列说法正确的是 (
)A.火箭发射时,由于反冲而向上加速运动B.发射初期时,"嫦娥一号"处于超重状态,但它受到的重力却越来越小C.发射初期时,"嫦娥一号"处于失重状态.但它受到的重力却越来越大D."嫦娥一号"发射后要成功"探月"需要不断进行加速答案
ABD二、非选择题11.(2006江苏南京)万有引力定律的发现是十七世纪最伟大的物理成就之一.牛顿通过下述两个步骤完成了万有引力定律的数学推导.
①在前人研究的基础上,牛顿证明了"行星和太阳之间的引力跟行星的质量成正比,跟行星到太阳之间的距离的二次方成反比";②根据牛顿第三定律,牛顿提出:既然这个引力与行星的质量成正比,当然也应该和太阳的质量成正比.在此基础上,牛顿进一步完成了万有引力定律的推导.⑴请你根据上述推导思路,完成万有引力定律数学表达式的推导;⑵万有引力定律和库仑定律都遵从二次方反比规律,人们至今还不能说明这两个定律为什么如此相似,你认为在这方面有什么问题值得研究吗?请你具体提出一个问题.答案
(1)设行星绕太阳做匀速圆周运动,那么,太阳对行星的引力F提供行星做圆周运动的向心力,即F=.式中r是太阳和行星间的距离.v是行星运动的线速度,m是行星的质量.设行星做圆周运动的周期为T,则有，代入上式有F =.所以行星和太阳之间的引力跟行星的质量成正比,跟行星到太阳之间的距离的二次方成反比.根据牛顿第三定律,引力F与行星的质量成正比，也就和太阳的质量成正比.设太阳的质量为M,则有,写成等式就是F =G,G是引力常量.(2)万有引力和库仑力之间有没有内在的联系,会不会是某一种力的不同表现形式呢?12.日,"嫦娥一号"发射成功,北京航天飞行控制中心于11月5日11时37分对"嫦娥一号"卫星成功完成了第一次近月制动,顺利完成第一次"太空刹车"动作."嫦娥一号"被月球捕获,进入环月轨道,成为我国第一颗月球卫星,此后又经两次制动,在离月球表面200 km的空中沿圆形轨道运动，周期是127.6 min."嫦娥一号"将在这条轨道上执行1年的月球探测任务后,最终快速制动到0.8 km/s的速度后(设此时"嫦娥一号"仍在原轨道上)将撞向月球.已知月球的半径是1 600 km,月球的质量约为地球质量的1/81,月球的半径约为地球半径的1/4,地球上的第一宇宙速度约为7.9 km/s,地球表面的重力加速度g =10 m/s2,万有引力常量G=6.67×10-11 N·m2/kg2,并设月球表面及上空的重力加速度不变.则
(1)请你说明:若第一次制动过小,"嫦娥一号"将不能成为月球卫星的理由;
(2)卫星在近月轨道运行时的速度;
(3)估算月球的平均密度;
(4)"嫦娥一号"撞击月球时的速度.答案
(1)若第一次制动过小,"嫦娥一号"的速度过大,此时有F引=,由于离心作用,"嫦娥一号"将逃脱月球引力的束缚,跑到月球引力范围以外去了.所以,它将不能成为月球卫星.
(2)1.76 km/s
(3)=3.43×103 kg/m3
(4)1.2×103 m/s13.据中国月球探测计划的有关负责人披露,未来几年如果顺利实现把宇航员送入太空的目标,中国可望在2010年以前完成首次月球探测.一位勤于思考的同学为探月宇航员设计了如下实验:在距月球表面高h处以初速度v0水平抛出一个物体,然后测量该平抛物体的水平位移为x,通过查阅资料知道月球的半径为R,引力常量为G,若物体只受月球引力的作用,请你求出:
(1)月球表面的重力加速度;(2)月球的质量;(3)环绕月球表面运动的宇宙飞船的速率是多少?答案
(3)14.中国首个月球探测计划"嫦娥工程"预计在2017年送机器人上月球,实地采样送回地球,为载人登月及月球基地选址做准备,设想我国宇航员随"嫦娥"号登月飞船绕月球飞行,飞船上备有以下实验仪器:A.计时表一只;B.弹簧秤一把;C.已知质量为m的物体一个;D.天平一只(附砝码一盒).在飞船贴近月球表面时可近似看成绕月球做匀速圆周运动,宇航员测量出飞船在靠近月球表面的圆形轨道绕行N圈所用的时间为t.飞船的登月舱在月球上着陆后,遥控机器人利用所携带的仪器又进行了第二次测量,利用上述两次测量的物理量可以推导出月球的半径和质量.(已知万有引力常量为G)求:
(1)说明机器人是如何进行第二次测量的?
(2)试推导用上述测量的物理量表示的月球半径和质量的表达式.答案
(1)机器人在月球上用弹簧秤竖直悬挂物体,静止时读出弹簧秤的读数F,即为物体在月球上所受重力的大小.(2)R=
M=???????? 永久免费组卷搜题网 永久免费组卷搜题网
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