2012高三物理选择题专项训练：万有引力天体运动

1．2008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

2．卫星电话在抢险救灾中能发挥重要作用．第一代、第二代海事卫星只使用地球同步卫星，不能覆盖地球上的高纬度地区．第三代海事卫星采用地球同步卫星和中轨道卫星结合的方案，它由4颗同步卫星与12颗中轨道卫星构成．中轨道卫星高度为10354千米，分布在几个轨道平面上(与赤道平面有一定的夹角)，在这个高度上，卫星沿轨道旋转一周的时间为6小时．则下列判断正确的是（    ）

A．中轨道卫星的线速度小于地球同步卫星

B．中轨道卫星的角速度小于地球同步卫星

C．在中轨道卫星经过地面某点正上方的一天后，该卫星仍在地面该点的正上方

D．如果某一时刻中轨道卫星、地球同步卫星与地球的球心在同一直线上，那么经过6小时它们仍在同一直线上

3．质量相等的甲、乙两颗卫星分别贴近某星球表面和地球表面围绕其做匀速圆周运动，已知该星球和地球的密度相同，半径分别为和，则(    )

A．甲、乙两颗卫星的加速度之比等于

B．甲、乙两颗卫星所受的向心力之比等于1：l

C．甲、乙两颗卫星的线速度之比等于1：1

D．甲、乙两颗卫星的周期之比等于

4.2008年9月25日21时10年载着翟志刚、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h高处的轨道上做周期为T的匀速圆周运动，地球的质量和半径分别为M和R，万有引力常量为G，在该轨道上，神舟七号航天飞船(    )

A.线速度大小为   B.向心加速度大小

C．线速度等于第一宇宙速度  D.翟志刚太空行走时速度很小，可认为没有加速度

5．据美国媒体报道，美国和俄罗斯的两颗通信卫星今年2月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11．2km/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。

6．我国已发射一颗绕月运行的探月卫星“嫦娥1号”。设该卫星的轨道是圆形的，且贴近月球表面。已知月球的质量为地球质量的1/80，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7.9km/s，则该探月卫星绕月运行的速率约为（    ）

A．0.4km/s      B．1.8km/s       C．11km/s      D．36km/s

7．“神舟”六号载人飞船的成功发射和顺利返回，标志着我国航天事业又迈上了一个新的台阶。为了比较该飞船和地球同步通信卫星的运行情况，某同学通过互联网了解到“神舟”六号在半径为343km圆周轨道上运行一周的时间大约是90min。由此可知（    ）

A．“神舟”六号在该圆周轨道上的运行周期比同步通信卫星的运行周期长

B．“神舟”六号在该圆周轨道上的运行速率比同步通信卫星的运行速率小

C．“神舟”六号在该圆周轨道上的运行加速度比同步通信卫星的运行加速度小

D．“神舟”六号的该圆周轨道距地面的高度比同步通信卫星轨道距地面的高度小

8．如图，火星和地球绕太阳的运动可以近似看作为在同一平面内的同方向的匀速圆周运动，已知火星轨道半径r1=2.3×1011m，地球轨道半径为r2=1.5×1011m，根据你所掌握的物理和天文知识，估算火星与地球相邻两次相距最近的最短时间间隔约为（    ）

A．1年   B．2年   C．3年   D．4年

9．宇航员在地球表面以一定初速度竖直上抛一小球，经过时间小球落回原处；若他在某星球表面以相同的初速度竖直上抛同一小球，需经过时间5小球落回原处。已知该星球的半径与地球半径之比为 ，地球表面重力加速度为g，设该星球表面附近的重力加速度为，空气阻力不计。则(    )

A．：g=5：1   B．：g=5：2   C．   D．

10．近年来，人类发射的多枚火星探测器已经相继在火星上着陆，正在进行着激动人心的科学探究，为我们将来登上火星、开发和利用火星资源奠定了坚实的基础。如果火星探测器环绕火星做“近地”匀速圆周运动，并测得该运动的周期为，则火星的平均密度的表达式为(为某个常数)(    )

A．         B．       C．     D．

11．我国探月工程已进入实施阶段。已知月球半径与地球半径的比值约为6 ：25，月球表面重力加速度约为地球表面重力加速度g的1/6，那么在月球上工作的宇航员要想坐飞船脱离月球，飞船所需的最小发射速度为多少？（星球的第二宇宙速度与第一宇宙速度的关系是。已知地球的第一宇宙速度为7.9km/s，不计其它星球的影响。）(    )

A．7.9km/s  B．11.2km/s  C．2.2km/s  D．1.6km/s

12．宇宙中存在一些离其他恒星较远的、由质量相等的三颗星组成的三星系统，通常可忽略其他星体对它们的引力作用，已观测到稳定的三星系统存在形式之一是：三颗星位于同一直线上，两颗环绕星围绕星在同一半径为R的圆形轨道上运行，设每个星体的质量均为M，则（    ）

A．环绕星运动的线速度为          B．环绕星运动的线速度为

    C．环绕星运动的周期为     D．环绕星运动的周期为

13．“嫦娥一号”成功实现了绕月飞行。月球表面的环绕速度比地球表面的环绕速度要小，已知月球表面的重力加速度是地球表面重力加速度的1/6，而地球的半径是月球半径的4倍，则月球的密度与地球的密度之比以及月球表面物体的环绕速度与地球人造卫星的第一宇宙速度之比是(    )

A．和    B．和     C．和     D．和

14．已知太阳光从太阳射到地球需要，地球半径约为，地球公转角速度约为，根据上述数据以及日常天文知识，可以估算太阳的质量与地球质量之比约为（    ）

A．    B．     C．    D．

15．如图，a、b、c是在地球大气层外同一平面内圆形轨道上运动的三颗卫星，则（   ）

A．b、c的角速度相等，且大于a的角速度

B．b、c的周期相等，且大于a的周期 

C．b、c的向心加速度大小相等，且大于a的向心加速度

D．b、c的线速度大小相等，且大于a的线速度

16．几十亿年来。月球总是以同一面对着地球，人们只能看到月貌的59％．由于在地球上看不到月球的背面，所以月球的背面蒙上了一层十分神秘的色彩。试通过对月球运动的分析，说明人们在地球上看不到月球背面的原因是(    )

A．月球的自转周期与地球的自转周期相同

B．月球的自转周期与地球的公转周期相同

C．月球的公转周期与地球的自转周期相同

D．月球的公转周期与月球的自转周期相同

17．在地球大气层外有很多太空垃圾绕地球运动，可视为绕地球做匀速圆周运动，每到太阳活动期，由于受太阳的影响，地球大气层的厚度增加，从而使得某些太空垃圾进入稀薄大气层，运动轨道半径开始逐渐变小，但仍可视为匀速圆周运动。若在这个过程中某块太空垃圾质量能保持不变，则这块太空垃圾的(    )

A．线速度逐渐变小        B．加速度逐渐变小

C．运动周期逐渐变大      D．机械能逐渐变小

18.下列关于人造地球卫星与宇宙飞船的说法中正确的是(    )

A．如果知道人造地球卫星的轨道半径和它的周期，再利用万有引力常量，就可以算出地球的质量

B．两颗人造地球卫星，尽管它们的绕行速率相等，但由于它们的质童、形状存在差别，它们的绕行半径和绕行周期却是不同的

C．在某一轨道上沿同一方向绕行的人造卫星和飞船一前一后，若后面的飞船要追上前面卫星并进行对接，只要飞船的速度增大一些即可

D．神舟七号飞船在绕地球飞行的过程中，宇航员从舱内慢慢走出，若他离开飞船，飞船因质量减小，所受万有引力减小，故飞船飞行速率减小

19．2008年9月25日至28日，我国成功实施了“神舟七号”载人航天飞行。在刘伯明、景海鹏的协助和配合下，翟志刚顺利完成了中国人的第一次太空行走。9月27日19时24分，“神舟七号”飞行到第31圈时，成功释放了伴飞小卫星，通过伴飞小卫星可以拍摄“神舟七号”的运行情况。若在无牵连的情况下伴飞小卫星与“神舟七号”保持相对静止。下述说法中正确的是（     ）

A．伴飞小卫星和“神舟七号”飞船有相同的角速度

B．伴飞小卫星绕地球沿圆轨道运动的速度比第一宇宙速度大 

C．翟志刚在太空行走时的加速度和在地面上的重力加速度大小相等

D．翟志刚在太空行走时不受地球的万有引力作用，处于完全失重状态 

20．2005年北京时间7月4日下午1时52分，地球发射的探测器成功撞击“坦普尔一号”彗星，实现了人类历史上第一次对彗星的“大对撞”，如图所示．假设此彗星绕太阳运行的轨道是一个椭圆，其运动周期为5.74年，则下列关于“坦普尔一号”彗星的说法中，错误的是（    ）

A．它绕太阳运动的角速度不变

B．它经过近日点时的线速度大于经过远日点时的线速度

C．它经过近日点时的加速度大于经过远日点时的加速度

D．其椭圆轨道半长轴的立方与周期的平方之比是一个与太阳质量有关的常数

21．2009年3月1日16时13分，“嫦娥一号”完成了“受控撞月”行动，探月一期工程完美落幕。本次“受控撞月”，“嫦娥一号”经历了从距月表100km的圆形轨道进入椭圆轨道的过程，如图所示，为椭圆轨道的远月点，为椭圆轨道的近月点，则下列说法正确的是(    )

A．从点到点的过程中，“嫦娥一号”受到的月球引力减小

B．从点到点的过程中，月球引力对“嫦娥一号”做正功

C．从点到点的过程中，“嫦娥一号”飞行的线速度减小

D．从点到点的过程中，“嫦娥一号”飞行的角速度减小

22．“嫦娥一号卫星”和“神州七号载人飞船”的发射成功，为我国未来建立月球基地，并在绕月轨道上建造空间站打下了基础．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．航天飞机在B处由椭圆轨道进入空间站轨道必须点火加速

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

23．2006年2月10日，中国航天局将如图所示的标志确定为中国月球探测工程形象标志，它以中国书法的笔触，抽象地勾勒出一轮明月，一双脚印踏在其上，象征着月球探测的终极梦想．假想人类不断向月球“移民”，经过较长时间后，月球和地球仍可视为均匀球体，地球的总质量仍大于月球的总质量，月球仍按原轨道运行，以下说法正确的是(    )

A．月球绕地球运动的向心加速度将变大    B．月球绕地球运动的周期将变小

C．月球与地球之间的万有引力将变大      D．月球绕地球运动的线速度将变大

24.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． 运行速度大于7.9Kg/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

25.近代引力理论预言，在宇宙空间有一种特殊的天体--黑洞．1990年发射升空的哈勃太空望远镜的观测结果支持黑洞理论．理论计算表明，人造卫星脱离地球的速度等于其第一宇宙速度的倍，即，由此可知 （   ）

A．天体质量越大，半径越小，其表面物体就越不容易脱离它的束缚

B．天体质量越小，半径越大，其表面物体就越不容易脱离它的束缚

C．哈勃太空望远镜是通过观测从黑洞内发出的光来证明黑洞是存在的

D．如果黑洞确实存在，则爱因斯坦相对论中"任何物体的速度都不可能超过光速"的论断就是错误的

26.将卫星发射至近地圆轨道1，然后再次点火，将卫星送入同步轨道3。轨道1、2相切于点，2、3相切于点，则当卫星分别在1、2、3轨道上正常运行时，以下说法正确的是（   ）

A．卫星在轨道3上的速率大于轨道1上的速率

B．卫星在轨道3上的角速度等于在轨道1上的角速度

C．卫星在轨道1上经过点时的加速度大于它在轨道2上经过点时的加速度

D．卫星在轨道2上经过点的加速度等于它在轨道3上经过点时的加速度

27.某人造地球卫星因受高空稀薄空气的阻力作用，绕地球运转的轨道会慢慢改变，每次测量中卫星的运动可近似看作圆周运动。某次测量卫星的轨道半径为r1，后来变为r2，r2＜r1，以Ek1、Ek2表示卫星在这两个轨道上的动能，T1、T2表示卫星在这两个轨道上绕地运动的周期，则（   ）

A．Ek2＜Ek1，T2＜T1  B．Ek2＜Ek1，T2＞T1   C．Ek2＞Ek1，T2＜T1    D．Ek2＞Ek1，T2＞T1

28.2004年，我国和欧盟合作正式启动伽利略卫星导航定位系统计划，这将结束美国全球卫星定位系统(GPS)一统天下的局面。据悉，“伽利略”卫星定位系统将由30颗轨道卫星组成，卫星的轨道高度为2.4×104 km，倾角为560，分布在3个轨道面上，每个轨道面部署9颗工作卫星和1颗在轨备份卫星，当某颗工作卫星出现故障时可及时顶替工作。若某颗替补卫星处在略低于工作卫星的轨道上，则这颗卫星的周期和速度与工作卫星相比较，以下说法中正确的是（   ）

A．替补卫星的周期大于工作卫星的周期，速度大于工作卫星的速度

B．替补卫星的周期大于工作卫星的周期，速度小于工作卫星的速度

C．替补卫星的周期小于工作卫星的周期，速度大于工作卫星的速度

D．替补卫星的周期小于工作卫星的周期，速度小于工作卫星的速度

29.2007年10月31日，“嫦娥一号”卫星在近地点600km处通过发动机短时点火，实施变轨。变轨后卫星从远地点高度12万余公里的椭圆轨道进入远地点高度37万余公里的椭圆轨道，直接奔向月球。若地球半径为00km，地面重力加速度取9.8m/s2，试估算卫星在近地点变轨后的加速度约为（   ）

    A．6m/s2           B．7m/s2       C．8m/s2       D．9m/s2

30.万有引力可以理解为：任何物体都要在其周围空间产生一个引力场，该引力场对放入其中的任何物体都会产生引力（即万有引力）作用。表征引力场的物理量可以与电场、磁场有关物理量相类比。如重力加速度可以与下列哪些物理量相类比  (     )

A．电势          B．电场强度       C．磁场能       D．磁场力

31.1998年1月发射的“月球勘探号”空间探测器动用最新科技手段对月球进行近距离环绕勘探，探测到月球不同区域密度不同。当探测器飞越密度较小地区时，通过地面大口径射电望远镜观察，发现探测器运行参数发生了微小变化，变化的情况应是(    )

A．速度变大         B．角速度变大     C．半径变大      D．加速度变大

32.科学家在望远镜中看到太阳系外某一恒星有一行星，并测得它围绕该恒星运行一周所用的时间为1200 年，它与该恒星的距离为地球到太阳距离的100 倍。假定该行星绕恒星运行的轨道和地球绕太阳运行的轨道都是圆周，仅利用以上两个数据可以求出的量有（  )

A．恒星质量与太阳质量之比     B．恒星密度与太阳密度之比

C．行星质量与地球质量之比     D．行星密度与地球密度之比

33.一圆柱形飞船的横截面半径为r，使这飞船绕中心轴O自转，从而给飞船内的物体提供了“人工重力”。若飞船绕中心轴O自转的角速度为ω，那么“人工重力”中的“重力加速度g”的值与离开转轴O的距离L的关系是（其中k为比例系数）(   )

A.     B.g=kL   C.     D.

34.组成星球的物质是靠万有引力吸引在一起的，这样的星球有一个最大的自传速率，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M为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．T=2π      B．T=2π    C．T=     D．T=

35.2007年9月24日，“嫦娥一号”探月卫星发射升空，实现了中华民族千年奔月的梦想。若“嫦娥一号”沿圆形轨道绕月球飞行的半径为R，国际空间站沿圆形轨道绕地球匀速圆周运动的半径为4R，地球质量是月球质量的81倍，根据以上信息可以确定（   ）

A．国际空间站的加速度比“嫦娥一号”大  B．国际空间站的速度比“嫦娥一号”小

C．国际空间站的周期比“嫦娥一号”长    D．国际空间站的角速度比“嫦娥一号”小

36.已知地球半径为R，地面处的重力加速度为g，一颗距离地面高度为2R的人造地球卫星绕地球做匀速圆周运动，下列说法正确的是（    ）

A．卫星的加速度大小为    B．卫星的角速度为

C．卫星的线速度大小为     D．卫星的周期为

37.研究表明，月球的密度和地球的密度差不多，当卫星贴近月球表面做匀速圆周运动时，下列物理量的大小跟卫星贴近地球表面做匀速圆周运动时差不多的是（   ）

Ａ．线速度       Ｂ．角速度       Ｃ．向心加速度       Ｄ．向心力

38．2007年4月24日，欧洲科学家宣布在太阳之外发现了一颗可能适合人类居住的类地行星Gliese581C。这颗围绕红矮星Gliese581运行的星球有类似地球的温度，表面可能有液态水存在，距离地球约为20光年，直径约为地球的1.5倍 ，质量约为地球的5倍，绕红矮星Gliese581运行的周期约为13天。假设有一艘宇宙飞船飞临该星球表面附近轨道，下列说法正确是（    ）

A．飞船在Gliese581C表面附近运行的周期约为13天

B．飞船在Gliese581C表面附近运行时的速度小于7.9km/s

C．人在Gliese581C上所受重力比在地球上所受重力大

D．Gliese581C的平均密度比地球平均密度小

39．A、B是两颗不同的行星，各有一颗在其表面附近运行的卫星．若两颗卫星分别绕A、B做匀速圆周运动的周期相等．由此可判断    (   )        

A．两颗卫星分别绕A、B做匀速圆周运动的轨道半径一定相等

B．两颗卫星分别绕A、B做匀速圆周运动的线速度一定相等

C．行星A、B的质量一定相等       D．行星A、B的平均密度一定相等

40.潮汐现象主要是受月球对地球的万有引力影响产生的. 如图所示为地球和月球的相对位置图，则下列说法中正确的是（     ） 

A．A点和C点既不是高潮又不是低潮

B．D点离月球较近，月球对地表水的万有引力较大，形成高潮  

C．B点离月球较远，月球对地表水的万有引力较小，形成低潮 

D．B点离月球较远，月球对地表水的万有引力较小，形成低潮

答案

1.A  2.C  3.A  4.A  5.A  6.B  7.D  8.B  9.D  10.D  11.C  12.C  13.C  14.B  15.B  16.D  17.D  18.A  19.A  20.A  21.B  22.C  23.C  24.B  25.A  26.D  27.C  28.C  29.C  30.B  31.C  32.A  33.B  34.A  35.A  36.B  37.B  38.C 39.D  40.B