课时跟踪训练(五) 天体运动问题.docx
课时跟踪训练（五）天体运动问题（限时45分钟）选择题（本题共14小题，每小题给出的四个选项中，有的只有一个选项正确，有的有多个选项正确）1. （2014唐山模拟）如图1所示，Q为放在赤道上随地球一起自转的物体，刀为同步卫星，C为一般卫星，d为极地卫星。设万、c、d三卫星距地心的距离均为心做匀速圆周运动。则下列说法正确的是（）图1A. 4、b、c、d线速度大小相等B. a、b、c、d向心加速度大小相等C.若人卫星升到更高圆轨道上运动，则人仍可能与Q物体相对静止D. d可能在每天的同一时刻，出现在。物体上空2. （2014.邯郸模拟）我国自主研发的北斗导航系统（BDS）又被称为“双星定位系统”，具有导航、定位等功能。北斗系统中有两颗工作卫星均绕地心O做匀速圆周运动，轨道半径为修某时刻两颗工作卫星分别位于轨道上的A、5两位置，如图2所示。若卫星均顺时针运行，地球表面处的重力加速度为g,地球半径为R,不计卫星间的相互作用。以下判断中正确的是（）图2A.这两颗卫星的加速度大小相等，均为B.卫星1由位置A运动至位置5所需的时间为C.卫星1向后喷气就一定能追上卫星2D.卫星1要追上卫星2其轨道半径要先增大再减小3. （2014北京东城区模拟）人造卫星以第一宇宙速度环绕地球运动。关于这个卫星的运动情况，下列说法正确的是（）A.卫星的周期比以其他速度环绕地球运动的人造卫星的周期都小B.卫星必须在赤道平面内运动C.卫星所受的万有引力大于它环绕地球运动所需的向心力D.卫星的运行周期必须等于地球的自转周期4. （2014日照模拟）“嫦娥三号”卫星在距月球100公里的圆形轨道上开展科学探测，其飞行的周期为118分钟。若已知月球半径和万有引力常量，由此可推算（）A. “嫦娥三号”卫星绕月运行的速度B. “嫦娥三号”卫星的质量C.月球对“嫦娥三号”卫星的吸引力D.“嫦娥三号”卫星的向心力5. （2014.浙江五校联考）如果太阳系几何尺寸等比例地缩小，当太阳和地球之间的平均距离为Im时，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（假设各星球的密度不变）（）A.地球受到的向心力比缩小前的大B.地球的向心加速度比缩小前的小C.地球绕太阳公转周期与缩小前的相同D.地球绕太阳公转的线速度比缩小前的大6. （2014东北三省模拟）一颗围绕地球运行的飞船，其轨道为椭圆。已知地球质量为地球半径为H，万有引力常量为G,地球表面重力加速度为g。则下列说法正确的是（）A.飞船在远地点速度一定大于B.飞船在近地点瞬间减速转移到绕地圆轨道后，周期一定变小C.飞船在远地点瞬间加速转移到绕地圆轨道后，机械能一定变小D.飞船在椭圆轨道上的周期可能等于兀7. （2014.甘肃第一次诊考）星系由很多绕中心做圆形轨道运行的恒星组成。科学家研究星系的一种方法是测量恒星在星系中的运行速度。和离星系中心的距离ro用P这样的关系来表达，科学家们特别关心指数no若作用于恒星的引力主要来自星系中心的巨型黑洞,则n的值为（）A.1B.1C.D.-8. （2014.福建高考）若有一颗“宜居”行星，其质量为地球的倍，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9. （2013安徽高考）质量为机的人造地球卫星与地心的距离为时，引力势能可表示为Ep=",其中G为引力常量，M为地球质量。该卫星原来在半径为HI的轨道上绕地球做匀速圆周运动，由于受到极稀薄空气的摩擦作用，飞行一段时间后其圆周运动的半径变为&，此过程中因摩擦而产生的热量为（）A.GMm（一）B.GMmDC.（一）D.（一）10. （2013山东高考）双星系统由两颗恒星组成，两恒星在相互引力的作用下，分别围绕其连线上的某一点做周期相同的匀速圆周运动。研究发现，双星系统演化过程中，两星的总质量、距离和周期均可能发生变化。若某双星系统中两星做圆周运动的周期为7,经过一段时间演化后，两星总质量变为原来的左倍，两星之间的距离变为原来的几倍，则此时圆周运动的周期为（）A.TB.TC.TD.T11.（2014淄博模拟）2013年12月2日1时30分，我国成功发射了“嫦娥三号”探月卫星，12月6日17时47分卫星顺利进入环月轨道。已知地球半径为Hi,月球半径为&,地球表面处的重力加速度为g。若该卫星在地球、月球表面的重力分别为Gi、G2则（）A.月球表面的重力加速度为gB.月球与地球的质量之比为C.卫星沿近月轨道做匀速圆周运动的周期为2兀D.月球与地球的第一宇宙速度之比为12. （2014河北石家庄质检）太阳系中其行星A运行的轨道半径为R,周期为T,但科学家在观测中发现，其实际运行的轨道与圆轨道存在一些偏离，且每隔时间看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外侧还存在着一颗未知星5,它对A的万有引力引起A行星轨道的偏离，假设其运行轨道与A在同一平面内，且与A的绕行方向相同，由此可推测未知行星B绕太阳运行的圆轨道半径为（）A.RB.RC.RD.R13. （2014青岛模拟）我国于2013年12月发射了“嫦娥三号”卫星，该卫星在距月球表面H处的环月轨道I上做匀速圆周运动，其运行的周期为T；随后“嫦娥三号”在该轨道上A点采取措施，降至近月点高度为力的椭圆轨道11上，如图3所示。若以H表示月球的半径，忽略月球自转及地球对卫星的影响。则下述判断正确的是（）图3A.月球的质量为B.月球的第一宇宙速度为C. “嫦娥三号”在环月轨道I上需加速才能降至椭圆轨道11D. “嫦娥三号”在图中椭圆轨道11上的周期为丁14.宇宙中存在一些由质量相等的三颗星体组成的孤立三星系统。已观测到一种稳定的三星系统的构成形式是三颗星体位于等边三角形的三个顶点上,并沿外接于等边三角形的圆形轨道运行。设每个星体的质量均为m，相邻星体之间的距离为L万有引力常量为G,则（）A.每颗星体做圆周运动的线速度为B.每颗星体做圆周运动的角速度为C.每颗星体做圆周运动的周期为2兀D.每颗星体做圆周运动的加速度与其质量无关答案1 .选D由=机=机Q可知，V=,Q=,由Z?、c、d三卫星的轨道半径厂相同，故其线速度和向心加速度均相同，由O=/和Q=可知，Q的线速度和向心加速度都比同步卫星的小，A、B均错误；力卫星轨道升高，周期大于24h,不可能与。相对静止，C错误；因和d的周期相同，若出现d在Q的正上方，则每天同一时刻均处于Q的正上方，D正确。2 .选AB由=机=Mr,=相g可得：a=,T=,卫星1由位置A运动到位置5所需的时间=,故A、B均正确；卫星1向后喷气加速后将离心到较高轨道上运行，C错误；要使卫星1追上卫星2,其轨道半径应先减小再增大，D错误。3 .选A人造卫星以第一宇宙速度环绕地球运动，其运行半径等于地球半径，运行周期最短，小于地球自转周期，A正确，D错误；卫星所受的万有引力等于它环绕地球运动所需的向心力，C错误；卫星的轨道平面不一定在赤道平面内，B错误。4 .选A由。=可知，可推算出“嫦娥三号”卫星的绕月运行速度，A正确；由=机(H+力)可知，M=,可以计算出月球的质量，但无法计算出“嫦娥三号”卫星的质量相，也无法计算出对卫星的吸引力和向心力，故B、C、D均错误。5 .选BC假设太阳系几何尺寸都等比例地缩小为原来的(*1),由于各星球的密度不变，故各星球的质量都变为原来的，星球间距变为原来的，由=机=机r=机Q向=尸向可知，地球受到的向心力变为原来的，向心加速度变为原来的，线速度变为原来的，公转周期与原来相同，故B、C正确，A、D错误。6 .选BD地球的第一宇宙速度为，飞船在远地点速度小于，A错误；由开普勒第三定律可知，B正确；飞船在远地点加速变轨过程中机械能增加，C错误；飞船的最小运行周期为=2兀，只要飞船的周期大于2兀均有可能，故D正确。7 .选D恒星由受到的万有引力提供向心力，则有G=m,可知，V=r-,所以OOCr一,几为一，故D项正确。8 .选C卫星绕中心天体做圆周运动时，万有引力充当向心力，即G=机，得O=,可见环绕速度与中心天体质量与半径比值的平方根成正比，题述行星卫星的环绕速度是地球卫星环绕速度的倍，C项正确。9 .选C本题考查万有引力与航天，意在考查考生对万有引力定律、圆周运动相关公式的应用能力。卫星做匀速圆周运动，有=m,变形得机=,即卫星的动能JEk=,结合题意，卫星的机械能JE=JEk+Ep=一,题述过程中因摩擦产生的热量等于卫星的机械能损失，即Q=ElEz=(一)=(一)o10 .选B本题考查双星问题，意在考查考生利用万有引力定律及牛顿第二定律、圆周运动知识处理天体问题的能力。设两恒星的质量分别为和知2,轨道半径分别为力和小根据万有引力定律及牛顿第二定律可得=Ml2n="22厂2,解得=2(片+厂2),即=2，当两星的总质量变为原来的左倍，它们之间的距离变为原来的倍时，有=2，联立两式可得T=T,故B项正确。11 .选AC由Gi=mg,Gz=机g月可得：g月=g,A正确；由=Gi,=Gz可得：=,B错误；由G1=,G2=可得，月球与地球的第一宇宙速度之比为。月：。地=,D错误；对于近月卫星，JnR2=mg月,可得：T月=2,C正确。12 .选A在太阳系中行星A每隔时间彳实际运行的轨道发生一次最大偏离，说明A、5此时相距最近，此过程类似于钟表中时、分两针从重合到再次重合，已知A的轨道半径小于5的轨道半径，则有AL讨=2兀，tt=211,T'=T,利用开普勒第三定律有=,解得R,=R,所以只有A项正确。13 .选ABD由=机(H+H)可得：月球的质量M=,A正确；由=机可得：月球的第一宇宙速度为O=,B正确；“嫦娥三号”在环月轨道I上的A点制动才能降至轨道Il上，C错误；由开普勒第三定律可得：=,解得：Tn=7,D正确。14 .选ABC三颗星体的空间位置构成模型如图所示，设三个星体做圆周运动的半径均为r,则有2qos30。="得r=L0由于每颗星体做圆周运动的向心力，要靠其他两个星体的万有引力的合力来提供，则由尸合=2GCOS300=机=机2厂=机.=机，可解得O=,=,T=211,a=o显然加速度Q与机有关。故A、B、C项正确。
