天體運(yùn)動(dòng)經(jīng)典例題 含答案

1、.1.人造地球衛(wèi)星做半徑為r，線速度大小為v的勻速圓周運(yùn)動(dòng)。當(dāng)其角速度變?yōu)樵瓉淼谋逗?，運(yùn)動(dòng)半徑為_，線速度大小為_。【解析】由可知，角速度變?yōu)樵瓉淼谋逗螅霃阶優(yōu)?r，由可知，角速度變?yōu)樵瓉淼谋逗?，線速度大小為v?！敬鸢浮?r，v2.一衛(wèi)星繞某一行星表面附近做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，其線速度大小為假設(shè)宇航員在該行星表面上用彈簧測(cè)力計(jì)測(cè)量一質(zhì)量為m的物體重力，物體靜止時(shí)，彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)為，已知引力常量為G,則這顆行星的質(zhì)量為A B. C D.【解析】衛(wèi)星在行星表面附近做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，萬有引力提供向心力，根據(jù)牛頓第二定律有，宇航員在行星表面用彈簧測(cè)力計(jì)測(cè)得質(zhì)量為m的物體的重為N，則 ，解得M=，B項(xiàng)正確。

2、【答案】B3.如圖所示，在火星與木星軌道之間有一小行星帶。假設(shè)該帶中的小行星只受到太陽的引力，并繞太陽做勻速圓周運(yùn)動(dòng)。下列說法正確的是A.太陽對(duì)小行星的引力相同B.各小行星繞太陽運(yùn)動(dòng)的周期小于一年C.小行星帶內(nèi)側(cè)小行星的向心加速度值大于小行星帶外側(cè)小行星的向心加速度值D.小行星帶內(nèi)各小行星圓周運(yùn)動(dòng)的線速度值大于 地球公轉(zhuǎn)的線速度值【答案】C【解析】根據(jù)行星運(yùn)行模型，離地越遠(yuǎn)，線速度越小，周期越大，角速度越小，向心加速度等于萬有引力加速度，越遠(yuǎn)越小，各小行星所受萬有引力大小與其質(zhì)量相關(guān)，所以只有C項(xiàng)對(duì)。4.宇航員在地球表面以一定初速度豎直上拋一小球,經(jīng)過時(shí)間t小球落回原處;若他在某星球表面以相同

3、的速度豎直上拋同一小球,需經(jīng)過時(shí)間5t小球落回原處.(取地球表面重力加速度g=10 m/s2,空氣阻力不計(jì))(1)求該星球表面附近的重力加速度g.(2)已知該星球的半徑與地球半徑之比為R星R地=14,求該星球的質(zhì)量與地球質(zhì)量之比M星M地.答案 (1)2 m/s2 (2)180解析 (1)在地球表面豎直上拋小球時(shí),有t =,在某星球表面豎直上拋小球時(shí),有5t =所以g=2 m/s2(2)由G5.關(guān)于卡文迪許扭秤實(shí)驗(yàn)對(duì)物理學(xué)的貢獻(xiàn)，下列說法中正確的是 （ ）A發(fā)現(xiàn)了萬有引力的存在 B解決了微小力的測(cè)定問題C開創(chuàng)了用實(shí)驗(yàn)研究物理的科學(xué)方法 D驗(yàn)證了萬有引力定律的正確性6.假設(shè)地球是一半徑為R.質(zhì)量分

4、布均勻的球體。一礦井深度為d。已知質(zhì)量分布均勻的球殼對(duì)殼內(nèi)物體的引力為零。礦井底部和地面處的重力加速度大小之比為A1B1+CD 【答案】A【解析】在地球表面，又，所以，因?yàn)榍驓?duì)球內(nèi)物體的引力為零，所以在深為d的礦井內(nèi)，得，所以。7. 2012年6月18日，搭載著3位航天員的神舟九號(hào)飛船與在軌運(yùn)行的天宮一號(hào)“牽手”，順利完成首次載人自動(dòng)交會(huì)對(duì)接。交會(huì)對(duì)接飛行過程分為遠(yuǎn)距離導(dǎo)引段、自主控制段、對(duì)接段等階段，圖示為“遠(yuǎn)距離導(dǎo)引”階段。下列說法正確的是A在遠(yuǎn)距離導(dǎo)引階段，神舟九號(hào)向前噴氣B在遠(yuǎn)距離導(dǎo)引階段，神舟九號(hào)向后噴氣C.天宮一-神九組合體繞地球作做速圓周運(yùn)動(dòng)的速度小于7.9 km/sD.天宮一

5、一神九組合體繞地球做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的速度大于7.9 km/s8.航天飛機(jī)在完成對(duì)哈勃空間望遠(yuǎn)鏡的維修任務(wù)后，在A點(diǎn)從圓形軌道進(jìn)入橢圓軌道，B為軌道上的一點(diǎn)，如圖所示，關(guān)于航天飛機(jī)的運(yùn)動(dòng)，下列說法中正確的有（A）在軌道上經(jīng)過A的速度大于經(jīng)過B的速度（B）在軌道上A點(diǎn)減速速能可能進(jìn)入軌道1（C）在軌道上運(yùn)動(dòng)的周期小于在軌道上運(yùn)動(dòng)的周期（D）在軌道上經(jīng)過A的加速度小于在軌道上經(jīng)過A的加速度答案：C9.如圖是“嫦娥一號(hào)”奔月示意圖,衛(wèi)星發(fā)射后通過自帶的小型火箭多次變軌,進(jìn)入地月轉(zhuǎn)移軌道,最終被月球引力捕獲,成為繞月衛(wèi)星,并開展對(duì)月球的探測(cè).下列說法正確的是( ) A.發(fā)射“嫦娥一號(hào)”的速度必須達(dá)到第三宇

6、宙速度B.在繞月圓軌道上,衛(wèi)星周期與衛(wèi)星質(zhì)量有關(guān)C.衛(wèi)星受月球的引力與它到月球中心距離的平方成反比D.在繞月圓軌道上,衛(wèi)星受地球的引力大于受月球的引力答案 C解析 “嫦娥一號(hào)”要想脫離地球的束縛而成為月球的衛(wèi)星,其發(fā)射速度必須達(dá)到第二宇宙速度,若發(fā)射速度達(dá)到第三宇宙速度,“嫦娥一號(hào)”將脫離太陽系的束縛,故選項(xiàng)A錯(cuò)誤;在繞月球運(yùn)動(dòng)時(shí),月球?qū)πl(wèi)星的萬有引力完全提供向心力,則即衛(wèi)星周期與衛(wèi)星的質(zhì)量無關(guān),故選項(xiàng)B錯(cuò)誤;衛(wèi)星所受月球的引力,故選項(xiàng)C正確;在繞月圓軌道上,衛(wèi)星受地球的引力小于受月球的引力,故選項(xiàng)D錯(cuò)誤.10.假設(shè)地球可視為質(zhì)量均勻分布的球體，已知地球表面的重力加速度在兩極的大小為g0，在赤

7、道的大小為g；地球自轉(zhuǎn)的周期為T，引力常數(shù)為G，則地球的密度為：【答案】B11.一物體靜置在平均密度為的球形天體表面的赤道上已知萬有引力常量G，若由于天體自轉(zhuǎn)使物體對(duì)天體表面壓力恰好為零，則天體自轉(zhuǎn)周期為（） 【答案】D12.關(guān)于萬有引力常量G，下列說法正確的是（）A在不同星球上，G的數(shù)值不一樣B在不同的單位制中，G的數(shù)值一樣C在國(guó)際單位制中，G的數(shù)值等于兩個(gè)質(zhì)量各1g的物體，相距1m時(shí)的相互吸引力D在國(guó)際單位制中，G的單位是 【答案】D13.關(guān)于萬有引力常量,下列說法正確的是 ( ) A.萬有引力常量是兩個(gè)質(zhì)量為1kg的物體相距1m時(shí)的相互吸引力 B.牛頓發(fā)現(xiàn)萬有引力定律時(shí),給出了萬有引力常

8、量的值 C.萬有引力常量的測(cè)出,不能證明萬有引力的存在 D.萬有引力常量的測(cè)定,使人們可以測(cè)出天體的質(zhì)量【答案】CD14.卡文迪許利用如圖所示的扭秤實(shí)驗(yàn)裝置測(cè)量了引力常量G。為了測(cè)量石英絲極微的扭轉(zhuǎn)角，該實(shí)驗(yàn)裝置中采取使“微小量放大”的主要措施（ ）A、減小石英絲的直徑 B、增大T型架橫梁的長(zhǎng)度 C、利用平面鏡對(duì)光線的反射 D、增大刻度尺與平面鏡的距離【答案】CD15.a是地球赤道上一幢建筑，b是在赤道平面內(nèi)作勻速圓周運(yùn)動(dòng)、距地面9.6106m 的衛(wèi)星，c是地球同步衛(wèi)星，某一時(shí)刻b、c剛好位于a的正上方（如圖甲所示），經(jīng)48h，a、b、c的大致位置是圖乙中的（取地球半徑R=6.4106m，地球

9、表面重力加速度g =10m/s2，=） 【答案】B16.據(jù)媒體報(bào)道，嫦娥一號(hào)衛(wèi)星環(huán)月工作軌道為圓軌道，軌道高度200km，運(yùn)用周期127分鐘若還知道引力常量和月球平均半徑，僅利用以上條件不能求出的是（）A月球表面的重力加速度 B月球?qū)πl(wèi)星的吸引力C衛(wèi)星繞月球運(yùn)行的速度 D衛(wèi)星繞月運(yùn)行的加速度【答案】B17.嫦娥二號(hào)”是我國(guó)月球探測(cè)第二期工程的先導(dǎo)星若測(cè)得“嫦娥二號(hào)”在月球（可視為密度均勻的球體）表面附近圓形軌道運(yùn)行的周期T，已知引力常數(shù)G，半徑為R的球體體積公式，則可估算月球的（）A密度 B質(zhì)量 C半徑 D自轉(zhuǎn)周期【答案】A18.宇宙中存在一些離其它恒星較遠(yuǎn)的、由質(zhì)量相等的三顆星組成的三星系統(tǒng)

10、，通?？珊雎云渌求w對(duì)它們的引力作用。已觀測(cè)到穩(wěn)定的三星系統(tǒng)存在兩種基本的構(gòu)成形式：一種是三顆星位于同一直線上，兩顆星圍繞中央星在同一半徑為R的圓軌道上運(yùn)行；另一種形式是三顆星位于等邊三角形的三個(gè)項(xiàng)點(diǎn)上，并沿外接于等邊三角形的圓形軌道運(yùn)行。設(shè)每個(gè)星體的質(zhì)量均為。（1）試求第一種形式下，星體運(yùn)動(dòng)的線速度和周期。（2）假設(shè)兩種形式星體的運(yùn)動(dòng)周期相同，第二種形式下星體之間的距離應(yīng)為多少？19. 黑洞是一種密度極大的星球.從黑洞出發(fā)的光子，在黑洞引力的作用下，都將被黑洞吸引回去，使光子不能到達(dá)地球，地球上觀察不到這種星體，因此把這種星球稱為黑洞，假設(shè)有一光子恰好沿黑洞表面做周期為T的勻速圓周運(yùn)動(dòng)，.則

11、此黑洞的平均密度為多少？（已知萬有引力常量為G）20.石墨烯是近些年發(fā)現(xiàn)的一種新材料，其超高強(qiáng)度及超強(qiáng)導(dǎo)電、導(dǎo)熱等非凡的物理化學(xué)性質(zhì)有望使21世紀(jì)的世界發(fā)生革命性的變化，其發(fā)現(xiàn)者由此獲得2010年諾貝爾物理學(xué)獎(jiǎng)。用石墨烯制作超級(jí)纜繩，人類搭建“太空電梯”的夢(mèng)想有望在本世紀(jì)實(shí)現(xiàn)。科學(xué)家們?cè)O(shè)想，通過地球同步軌道站向地面垂下一條纜繩至赤道基站，電梯倉沿著這條纜繩運(yùn)行，實(shí)現(xiàn)外太空和地球之間便捷的物資交換。若”太空電梯”將貨物從赤道基站運(yùn)到距地面高度為h1的同步軌道站，求軌道站內(nèi)質(zhì)量為m1的貨物相對(duì)地心運(yùn)動(dòng)的動(dòng)能。設(shè)地球自轉(zhuǎn)角速度為，地球半徑為R。 當(dāng)電梯倉停在距地面高度h2= 4R的站點(diǎn)時(shí)，求倉內(nèi)質(zhì)量m2= 50kg的人對(duì)水平地板的壓力大小。取地面附近重力加速度g= 10m/s2，地球自轉(zhuǎn)角速度= 7.3