2020屆高考物理 天體和行星的運行專題練習(xí)(含答案)

1、2020屆高考物理天體和行星的運行專題練習(xí)（含答案）1. 2018年12月8日，肩負(fù)著億萬中華兒女探月飛天夢想的嫦娥四號探測器成功發(fā)射，“實現(xiàn)人類航天器首次在月球背面巡視探測，率先在月背刻上了中國足跡'。已知月球的質(zhì)量為M、半徑為R，探測器的質(zhì)量為m，引力常量為G，嫦娥四號探測器圍繞月球做半徑為r的勻速圓周運動時，探測器的（）周期為A.：4nr3GMC.角速度為GMmB.動能為廠2RGMD.向心加速度為-【答案】c2. 設(shè)太陽質(zhì)量為M,某行星繞太陽公轉(zhuǎn)周期為T軌道可視作半徑為r的圓。已知萬有引力常量為G,則描述該行星運動的上述物理量滿足4兀2r34冗2r2A.GM=B.GM=T2T24

2、兀r3D.GM=T24冗2r2C.GM=T3答：A3. 小行星繞恒星運動，恒星均勻地向四周輻射能量，質(zhì)量緩慢減小，可認(rèn)為小行星在繞恒星運動一周的過程中近似做圓周運動。則經(jīng)過足夠長的時間后，小行星運動的A. 半徑變大B.速率變大C.角速度變大D.加速度變大答案：A4. 長期以來“卡戎星（Charon）”被認(rèn)為是冥王星唯一的衛(wèi)星，它的公轉(zhuǎn)軌道半徑rl=19600km，公轉(zhuǎn)周期-=6.39天。2006年3月，天文學(xué)家新發(fā)現(xiàn)兩顆冥王星的小衛(wèi)星，其中一顆的公轉(zhuǎn)軌道半徑r2=48000km，則它的公轉(zhuǎn)周期、最接近于A.15天B.25天C.35天D.45天【答案】B5. 火星和木星沿各自的橢圓軌道繞太陽運行

3、,根據(jù)開普勒行星運動定律可知A. 太陽位于木星運行軌道的中心B. 火星和木星繞太陽運行速度的大小始終相等C. 火星與木星公轉(zhuǎn)周期之比的平方等于它們軌道半長軸之比的立方D. 相同時間內(nèi),火星與太陽連線掃過的面積等于木星與太陽連線掃過的面積答案：C6. 2011年8月,“嫦娥二號”成功進(jìn)入了環(huán)繞“日地拉格朗日點”的軌道,我國成為世界上第三個造訪該點的國家。如圖所示,該拉格朗日點位于太陽和地球連線的延長線上,一飛行器處于該點,在幾乎不消耗燃料的情況下與地球同步繞太陽做圓周運動,則此飛行器的/、；!衣陽°；,'A. 線速度大于地球的線速度B. 向心加速度大于地球的向心加速度C. 向心

4、力僅由太陽的引力提供D. 向心力僅由地球的引力提供答案】AB7. 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，并第15題圖小行星帶繞太陽做勻速圓周運動。下列說法正確的是A. 太陽對各小行星的引力相同B. 各小行星繞太陽運動的周期均小于一年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)各小行星圓周運動的線速度值大于地球公轉(zhuǎn)的線速度值答案】C8. 已知地球的質(zhì)量約為火星質(zhì)量的10倍，地球的半徑約為火星半徑的2倍，則航天器在火星表面附近繞火星做勻速圓周運動的速率約為A3.5km/sB5.0km/sC17.7km/sD35.2km

5、/s【答案】A9. 一行星繞恒星作圓周運動。由天文觀測可得，其運動周期為T速度為v,引力常量為G,則A. 動能大B. 向心加速度大C. 運行周期長D. 角速度小【解析】選CD。圖6軌道1海王星M-,ph太陽A. 恒星的質(zhì)量為空B.行星的質(zhì)量為如巴2兀GGT2C.行星運動的軌道半徑為空D.行星運動的加速度為匹2nT答：ACD10. 如圖6所示，飛船從軌道1變軌至軌道2。若飛船在兩軌道上都做勻速圓周運動，不考慮質(zhì)量變化，相對于在軌道1上，飛船在軌道2上的.軌道21-地球11如圖，海王星繞太陽沿橢圓軌道運動，P為近日點，Q為遠(yuǎn)日點，M,N為軌道短軸的兩個端點，運行的周期為T。,若只考慮海王星和太陽之

6、間的相互作用,則海王星在從P經(jīng)過M，Q到N的運動過程中（CD）A. 從P到M所用的時間等于T0/4B. 從Q到N階段，機(jī)械能逐漸變大C. 從P到Q階段，速率逐漸變小D. 從M到N階段，萬有引力對它先做負(fù)功后做正功12土星與太陽的距離是火星與太陽距離的6倍多。由此信息可知（B）A. 土星的質(zhì)量比火星的小B. 土星運行的速率比火星的小C. 土星運行的周期比火星的小D. 土星運行的角速度大小比火星的大13如圖所示，設(shè)行星繞太陽的運動是勻速圓周運動，金星自身的半徑是火星的n倍，質(zhì)量為火星的k倍，不考慮行星自轉(zhuǎn)的影響，則A. 金星表面的重力加速度是火星的n厲B. 金星的第一宇宙速度是火星的、：一nC.

7、金星繞太陽運動的加速度比火星小D. 金星繞太陽運動的周期比火星大【答案】B14雙星系統(tǒng)由兩顆恒星組成，兩恒星在相互引力的作用下，分別圍繞其連線上的某一點做周期相同的勻速圓周運動。研究發(fā)現(xiàn)，雙星系統(tǒng)演化過程中，兩星的總質(zhì)量、距離和周期均可能發(fā)生變化。若某雙星系統(tǒng)中兩星做圓周運動的周期為T經(jīng)過一段時間演化后，兩星總質(zhì)量變?yōu)樵瓉淼膋倍，雙星之間的距離變?yōu)樵瓉淼膎倍，則此時圓周運動的周期為（）A、B、C、D、答案：B。15. 迄今發(fā)現(xiàn)的二百余顆太陽系外行星大多不適宜人類居住，繞恒星“Gliese581”運行的行星“G1-581C”卻很值得我們期待。該行星的溫度在0°C至U40°C之

8、間、質(zhì)量是地球的6倍、直徑是地球的1.5倍、公轉(zhuǎn)周期為13個地球日?！癎1iese581”的質(zhì)量是太陽質(zhì)量的0.31倍。設(shè)該行星與地球均視為質(zhì)量分布均勻的球體，繞其中心天體做勻速圓周運動，則A. 在該行星和地球上發(fā)射衛(wèi)星的第一宇宙速度相同B. 如果人到了該行星，其體重是地球上的22倍3C. 該行星與“G1iese581”的距離是日地距離的】'丄3倍365D. 由于該行星公轉(zhuǎn)速率比地球大，地球上的米尺如果被帶上該行星，其長度一定會變短答案】：B16. 據(jù)報道，天文學(xué)家近日發(fā)現(xiàn)了一顆距地球0光年的“超級地球,，名為“55Cancrie”，該行星繞母星（中心天體）運行的周期約為地球繞太陽運行

9、周期的1/480，母星的體積約為太陽的60倍。假設(shè)母星與太陽密度相同，“55Cancrie”與地球均做勻速圓周運動，則55Cancrie”與地球的ir60_A.軌道半徑之比約為3'480C.向心加速度之比約為360x4802B. 軌道半徑之比約為盲結(jié)D.向心加速度之比約為360x480答案：B17. 為了探測X星球，載著登陸艙的探測飛船在以該星球中心為圓心，半徑為ri的圓軌道上運動,周期為匚。總質(zhì)量為m1O隨后登陸艙脫離飛船，變軌到離星球更近的半徑為r2的圓軌道上運動，此時登陸艙的質(zhì)量為m2則A. X星球的質(zhì)量為M=還GT21B. X星球表面的重力加速度為g=色乞xT21C.登陸艙在乙

10、與r2軌道上運動時的速度大小之比為厶=：巴厶vmr221D登陸艙在半徑為r2軌道上做圓周運動的周期為T=T2211答：AD18某行星和地球繞太陽公轉(zhuǎn)的軌道均可視為圓。每過N年，該行星會運行到日地連線的延長線上,如圖所示。該行星與地球的公轉(zhuǎn)半徑比為A.(N+12)3NC.(N+1、3)2N答案：B19太陽系各行星幾乎在同一平面內(nèi)沿同一方向繞太陽做圓周運動，當(dāng)?shù)厍蚯『眠\行到某個行星和太陽之間，且三者幾乎成一條直線的現(xiàn)象，天文學(xué)成為“行星沖日”。據(jù)報道，2014年各行星沖日時間分別是：1月6日木星沖日，4月9日火星沖日，5月11日土星沖日，8月29日海王星沖日，10月8日天王星沖日，已知地球軌道以外

11、行星繞太陽運動的軌道半徑如下表所示，則下列判斷正確的是：（）地球火星木星土星天王星海王星軌道半徑（AU）1.01.55.29.51930A.各地外行星每年都會出現(xiàn)沖日現(xiàn)象B在2015年內(nèi)一定會出現(xiàn)木星沖日C. 天王星相鄰兩次的沖日的時間是土星的一半D. 地外行星中，海王星相鄰兩次沖日間隔時間最短【答案】BD20我國發(fā)射的“嫦娥三號”登月探測器靠近月球后，先在月球表面附近的近似圓軌道上繞月運行；然后經(jīng)過一系列過程，在離月面4m高處做一次懸停（可認(rèn)為是相對于月球靜止）最后關(guān)閉發(fā)動機(jī)，探測器自由下落。已知探測器的質(zhì)量約為1.3x103kg，地球質(zhì)量約為月球的81倍，地球半徑約為月球的3.7倍，地球表

12、面的重力加速度大小約為9.8m/s2，則此探測器（BD）A. 在著陸前的瞬間，速度大小約為8.9m/sB. 懸停時受到的反沖作用力約為2x103NC. 從離開近月圓軌道到著陸這段時間內(nèi)，機(jī)械能守恒D. 在近月圓軌道上運行的線速度小于人造衛(wèi)星在近地圓軌道上運行的線速度21PP2為相距遙遠(yuǎn)的兩顆行星，距各自表面相同高度處各有一顆衛(wèi)星S、s2做勻速圓周運動，圖中縱坐標(biāo)表示行星對周圍空間各處物體的引力產(chǎn)生的加速度a,橫坐標(biāo)表示物體到行星中心的距離r的平方，兩條曲線分別表示P、P2周圍的a與r的反比關(guān)系，它們左端點橫坐標(biāo)相同，貝9（AC）A、P的平均密度比P2的大B、匚的第一宇宙速度比P2的小C、S的向心加速度比s2的大D、S的公轉(zhuǎn)周期比s2的大22.（1）開普勒行星運動第三定律指出：行星繞太陽運動的橢圓軌道的半長軸a的三次方與它的公轉(zhuǎn)a3周期T的二次方成正比，即=k,k是一個對所有行星都相同的常量。將行星繞太陽的運動按圓周運動處理，請你推導(dǎo)出太陽系中該常量k的表達(dá)式。已知引力常量為G,太陽的質(zhì)量為M太。太（2）開普勒定律不僅適用于太陽系，它對一切具有中心天體的引力系統(tǒng)（如地月系統(tǒng)）都成立。經(jīng)測定月地距離為3.84x108m，月球繞地球運動的周期為2.36x106s,試計算地