《天體運動》練習題

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1、精品文檔，僅供學習與交流，如有侵權請聯(lián)系網站刪除 《天體運動》練習題 一、選擇題 1.天文學家新發(fā)現(xiàn)了太陽系外的一顆行星。這顆行星的體積是地球的4.7倍，是地球的25倍。已知某一近地衛(wèi)星繞地球運動的周期約為1.4小時，引力常量G=6.6710-11Nm2/kg2,,由此估算該行星的平均密度為（ ） A.1.8103kg/m3 B. 5.6103kg/m3 C. 1.1104kg/m3 D.2.910

2、4kg/m3 2.牛頓以天體之間普遍存在著引力為依據，運用嚴密的邏輯推理，建立了萬有引力定律。在創(chuàng)建萬有引力定律的過程中，牛頓（ ） A．接受了胡克等科學家關于“吸引力與兩中心距離的平方成反比”的猜想 B．根據地球上一切物體都以相同加速度下落的事實，得出物體受地球的引力與其質量成正比，即Fm的結論 C．根據Fm和牛頓第三定律，分析了地月間的引力關系，進而得出Fm1m2 D．根據大量實驗數(shù)據得出了比例系數(shù)G的大小 3.發(fā)射人造衛(wèi)星是將衛(wèi)星以一定的速度送入預定軌道。發(fā)射場一般選擇在盡可能靠近赤道的地方，如圖這樣選址的優(yōu)點是，在赤道附近（ ） A．地球的引力較大

3、 B．地球自轉線速度較大 C．重力加速度較大 D．地球自轉角速度較大 4.英國《新科學家（New Scientist）》雜志評選出了2008年度世界8項科學之最，在XTEJ1650-500雙星系統(tǒng)中發(fā)現(xiàn)的最小黑洞位列其中，若某黑洞的半徑約45km，質量和半徑的關系滿足（其中為光速，為引力常量），則該黑洞表面重力加速度的數(shù)量級為 （ ） A． B． C． D． 5.關于地球的第一宇宙速度，下列表述正確的是 （ ） A．第一宇宙速度又叫環(huán)繞速度

4、 B．第一宇宙速度又叫脫離速度 C．第一宇宙速度跟地球的質量無關 D．第一宇宙速度跟地球的半徑無關 6.據報道，“嫦娥一號”和“嫦娥二號”繞月飛行器的圓形軌道距月球表面分別約為200Km和100Km，運動速率分別為v1和v2，那么v1和v2的比值為（月球半徑取1700Km） （ ） A. B. C, D. 7.據報道，2009年4月29日，美國亞利桑那州一天文觀測機構發(fā)現(xiàn)一顆與太陽系其它行星逆向運行的小行星，代號為2009HC82。該小行星繞太陽一周的時間為3.39年，直徑2～3千米，其軌道平面與地球軌道平面呈1

5、55的傾斜。假定該小行星與地球均以太陽為中心做勻速圓周運動，則小行星和地球繞太陽運動的速度大小的比值為 （ ） A. B. C. D. 8.2009年2月11日，俄羅斯的“宇宙-2251”衛(wèi)星和美國的“銥-33”衛(wèi)星在西伯利亞上空約805km處發(fā)生碰撞。這是歷史上首次發(fā)生的完整在軌衛(wèi)星碰撞事件。碰撞過程中產生的大量碎片可能會影響太空環(huán)境。假定有甲、乙兩塊碎片，繞地球運動的軌道都是圓，甲的運行速率比乙的大，則下列說法中正確的是（ ） A. 甲的運行周期一定比乙的長 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

6、 D. 甲的加速度一定比乙的大 P 地球 Q 軌道1 軌道2 9.2008年9月25日至28日我國成功實施了“神舟”七號載入航天飛行并實現(xiàn)了航天員首次出艙。飛船先沿橢圓軌道飛行，后在遠地點343千米處點火加速，由橢圓軌道變成高度為343千米的圓軌道，在此圓軌道上飛船運行周期約為90分鐘。下列判斷正確的是 （ ） A．飛船變軌前后的機械能相等 B．飛船在圓軌道上時航天員出艙前后都處于失重狀態(tài) C．飛船在此圓軌道上運動的角度速度大于同步衛(wèi)星運動的角速度 D．飛船變軌前通過橢圓軌道遠地點時的加速度大于變軌后沿圓軌道運動的加速度 10. “嫦娥一號

7、”月球探測器在環(huán)繞月球運行過程中，設探測器運行的軌道半徑為r，運行速率為v，當探測器在飛越月球上一些環(huán)形山中的質量密集區(qū)上空時 （ ） A. r、v都將略為減小 B. r、v都將保持不變 C. r將略為減小，v將略為增大 D. r將略為增大，v將略為減小 11.在討論地球潮汐成因時，地球繞太陽運行軌道與月球繞地球運行軌道可視為圓軌道。已知太陽質量約為月球質量的倍，地球繞太陽運行的軌道半徑約為月球繞地球運行的軌道半徑的400倍。關于太陽和月球對地球上相同質量海水的引力，以下說法正確的是 （ ） A．太陽引力遠大于月球引力 B

8、．太陽引力與月球引力相差不大 C．月球對不同區(qū)域海水的吸引力大小相等 D．月球對不同區(qū)域海水的吸引力大小有差異 12.關于萬有引力及其應用，下列表述正確的是（ ） A．人造地球衛(wèi)星運行時不受地球引力作用 B．兩物體間的萬有引力跟它們質量的乘積成反比 C．兩物體間的萬有引力跟它們的距離成反比 D．人造衛(wèi)星在地面附近繞地球作勻速圓周運動所必須具有的速度，稱為第一宇宙速度 13.已知太陽到地球與地球到月球的距離的比值約為390,月球繞地球旋轉的周期約為27天,利用上述數(shù)據以及日常的天文知識,可估算出太陽對月球與地球對月球的萬有引力的比值約為( ) A.0.2

9、 B.2 C.20 D.200 14.據媒體報道,“嫦娥一號”衛(wèi)星環(huán)月工作軌道為圓軌道,軌道高度200 km,運行周期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.月球對衛(wèi)星的吸引力 C.衛(wèi)星繞月運行的速度 D.衛(wèi)星繞月運行的加速度 15.1990年4月25日,科學家將哈勃天文望遠鏡送上距地球表面約600 km的高空,使得人類對宇宙中星體的觀測與研究有了極大的進展.假設哈勃天文望遠鏡沿圓軌道繞地球運行.已知地球半徑為6.4106 m,利用地球同步衛(wèi)星與地球表面的距離為3.6107 m

10、這一事實可得到哈勃天文望遠鏡繞地球運行的周期.以下數(shù)據中最接近其運行周期的是 ( ) A. 0.6小時  B.1.6小時 C.4.0小時 D.24小時 16.據報道,我國數(shù)據中繼衛(wèi)星“天鏈一號01星”于2008年4月25日在西昌衛(wèi)星發(fā)射中心發(fā)射升空,經過4次變軌控制后,于5月1日成功定點在東經77赤道上空的同步軌道.關于成功定點后的“天鏈一號01星”,下列說法正確的是 ( ) A.運行速度大于7.9 km/s B.離地面高度一定,相對地面靜止 C.繞地球運行的角速度比月球繞地球運行的角速度大 D.向心加速度與靜止在赤道上物體的向心加速度大小相等

11、 17.人造衛(wèi)星繞地球做勻速圓周運動,衛(wèi)星所受萬有引力F與軌道半徑r的關系是 ( ) A.F與r成正比 B.F與r成反比 C.F與r2成正比 D.F與r2成反比 18.由于地球的自轉,使得靜止在地面的物體繞地軸做勻速圓周運動.對于這些做勻速圓周運動的物體,以下說法正確的是 ( ) 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.周期與地球自轉的周期相等 19.火星的質量和半徑分別約為地球的和,地球表面的重力加速度為g,則火星表面的重力加速度約為 ( ) A.0.2 g 

12、 B.0.4 g  C.2.5 g  D.5 g 20.如圖是“嫦娥一號”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,進入地月轉移軌道,最終被月球引力捕獲,成為繞月衛(wèi)星,并開展對月球的探測.下列說法正確的是 ( ) A.發(fā)射“嫦娥一號”的速度必須達到第三宇宙速度 B.在繞月圓軌道上,衛(wèi)星周期與衛(wèi)星質量有關 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 21.假設太陽系中天體的密度不變,天體直徑和天體之間距離都縮小到原來的一半,地球繞太陽公轉近似為勻速圓周運動,則下列物理量變化正確的是 (

13、 ) A.地球的向心力變?yōu)榭s小前的一半 B.地球的向心力變?yōu)榭s小前的 C.地球繞太陽公轉周期與縮小前的相同 D.地球繞太陽公轉周期變?yōu)榭s小前的一半 22.現(xiàn)有兩顆繞地球做勻速圓周運動的人造地球衛(wèi)星A和B,它們的軌道半徑分別為rA和rB.如 果rA>rB,則 （ ） A.衛(wèi)星A的運動周期比衛(wèi)星B的運動周期大 B.衛(wèi)星A的線速度比衛(wèi)星B的線速度大 C.衛(wèi)星A的角速度比衛(wèi)星B的角速度大 D.衛(wèi)星A的加速度比衛(wèi)星B的加速度大 23.據報道,最近在太陽系外發(fā)現(xiàn)了首顆“宜居”行星,其質量約為地球質量的6.4倍,一個在地球表面重量為600 N的人在這個行星表

14、面的重量將變?yōu)?60 N.由此可推知,該行星的半徑與地球半徑之比約為 ( ) A.0.5 B.2 C.3.2 D.4 24.土衛(wèi)十和土衛(wèi)十一是土星的兩顆衛(wèi)星,都沿近似為圓周的軌道繞土星運動,其參數(shù)如下表: 衛(wèi)星半徑(m) 衛(wèi)星質量(kg) 軌道半徑(m) 土衛(wèi)十 8.90104 2.011018 1.51108 土衛(wèi)十一 5.70104 5.601017 1.51108 兩顆衛(wèi)星相比較,土衛(wèi)十 ( ) A.受土星的萬有引力較大 B.繞土星做圓周運動的周期較大 C.繞土星做圓周運動的向心加速度較大 D.動

15、能較大 25.天文學家發(fā)現(xiàn)了某恒星有一顆行星在圓形軌道上繞其運動,并測出了行星的軌道半徑和運行周期.由此可推算出 (　 ) A.行星的質量 B.行星的半徑 C.恒星的質量 D.恒星的半徑 26.2007年4月24日,歐洲科學家宣布在太陽系之外發(fā)現(xiàn)了一顆可能適合人類居住的類地行星Gliese 581c.這顆圍繞紅矮星Gliese 581運行的星球有類似地球的溫度,表面可能有液態(tài)水存在,距離地球約為20光年,直徑約為地球的1.5倍,質量約為地球的5倍,繞紅矮星Gliese 581運行的周期約為13天.假設有一艘宇宙飛船飛臨該星球表面附近軌道,下列說法正確的是 ( )

16、A.飛船在Gliese 581c表面附近運行的周期約為13天 B.飛船在Gliese 581c表面附近運行時的速度大于7.9 km/s  C.人在Gliese 581c上所受重力比在地球上所受重力大 D.Gliese 581c的平均密度比地球平均密度小 27.我國探月的“嫦娥工程”已經啟動,在不久的將來,我國宇航員將登上月球.假如宇航員在月球上測得擺長為l的單擺做小振幅振動的周期為T,將月球視為密度均勻、半徑為r的球體,則月球的密度為 ( ) A. B. C. D. 28.我國繞月探測工程的預先研究和工程實施已取得重要進展.設地球、月球的質量分

17、別為m1、m2,半徑分別為R1、R2,人造地球衛(wèi)星的第一宇宙速度為v,對應的環(huán)繞周期為T,則環(huán)繞月球表面附近圓軌道飛行的探測器的速度和周期分別為 ( ) A. B. C. D. 29.太陽系八大行星公轉軌道可近似看作圓軌道,“行星公轉周期的平方”與“行星與太陽的平均距離的三次方”成正比.地球與太陽之間平均距離約為1.5億千米,結合下表可知,火星與太陽之間的平均距離約為( )  水星 金星 地球 火星 木星 土星 公轉周期(年) 0.241 0.615 1.0 1.88 11.86 29.5 A.1.2億千米 B.2.3億千米 C

18、.4.6億千米 D.6.9億千米 30.不久前歐洲天文學家在太陽系之外發(fā)現(xiàn)了一顆可能適合人類居住的行星,命名為“格利斯581c”.該行星的質量是地球的5倍,直徑是地球的1.5倍.設想在該行星表面附近繞行星沿圓軌道運行的人造衛(wèi)星的動能為,在地球表面附近繞地球沿圓軌道運行的相同質量的人造衛(wèi)星的動能為,則為( )  A.0.13 B.0.3 C.3.33 D.7.5 參考答案 1. D 解析：本題考查天體運動的知識.首先根據近地衛(wèi)星饒地球運動的向心力由萬有引力提供,可求出地球的質量.然后根據,可得該行星的密度約為2.9104kg/m3。 2. A

19、B解析：題干要求“在創(chuàng)建萬有引力定律的過程中”，牛頓知識接受了平方反比猜想，和物體受地球的引力與其質量成正比，即Fm的結論，而提出萬有引力定律后，后來利用卡文迪許扭稱測量出萬有引力常量G的大小，只與C項也是在建立萬有引力定律后才進行的探索。 3. B.解析：由于發(fā)射衛(wèi)星需要將衛(wèi)星以一定的速度送入運動軌道，在靠進赤道處的地面上的物體的線速度最大，發(fā)射時較節(jié)能。 4.C解析：處理本題要從所給的材料中，提煉出有用信息，構建好物理模型，選擇合適的物理方法求解。黑洞實際為一天體，天體表面的物體受到的重力近似等于物體與該天體之間的萬有引力，對黑洞表面的某一質量為m物體有：，又有，聯(lián)立解得，帶入數(shù)據得重

20、力加速度的數(shù)量級為。 5. A解析：第一宇宙速度又叫環(huán)繞速度A對，B錯；根據定義有可知與地球的質量和半徑有關，CD錯。 6. C 7. A解析：小行星和地球繞太陽作圓周運動，都是由萬有引力提供向心力，有＝，可知小行星和地球繞太陽運行軌道半徑之比為R1:R2＝，又根據V＝，聯(lián)立解得V1:V2＝，已知＝，則V1:V2＝。 8.D解析：由可知，甲的速率大，甲碎片的軌道半徑小，故B錯；由公式可知甲的周期小故A錯；由于未知兩碎片的質量，無法判斷向心力的大小，故C錯；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對。 9. C解析：飛船點火變軌，前后的機械能不守恒，所以A不正確。飛

21、船在圓軌道上時萬有引力來提供向心力，航天員出艙前后都處于失重狀態(tài)，B正確。飛船在此圓軌道上運動的周期90分鐘小于同步衛(wèi)星運動的周期24小時，根據可知，飛船在此圓軌道上運動的角度速度大于同步衛(wèi)星運動的角速度，C正確。飛船變軌前通過橢圓軌道遠地點時只有萬有引力來提供加速度，變軌后沿圓軌道運動也是只有萬有引力來提供加速度，所以相等，D不正確。 10. BC解析：當探測器在飛越月球上一些環(huán)形山中的質量密集區(qū)上空時，引力變大，探測器做近心運動，曲率半徑略為減小，同時由于引力做正功，動能略為增加，所以速率略為增大。 11. AD解析：，代入數(shù)據可知，太陽的引力遠大于月球的引力；由于月心到不同區(qū)域海水的

22、距離不同，所以引力大小有差異。 選AD 12.D 13. B 解析：估算太陽對月球的萬有引力時,地、月間距忽略不計,認為月球處于地球公轉的軌道上.設太陽、地球、月球的質量分別為M、m地、m月,日、地間距為r1,地、月間距為r2,地球、月球做勻速圓周運動的周期分別為T1、T2,根據萬有引力定律、牛頓第二定律得: 對于月球:F地月=m月……① 對于地球:…… ② 由②式得 14. B 解析：設月球質量為M,平均半徑為R,月球表面的重力加速度為g,衛(wèi)星的質量為m,周期為T,離月球表面的高度為h,月球對衛(wèi)星的吸引力完全提供向心力,由萬有引力定律知 ……① ……② 由①②可得,故選項

23、A不正確;因衛(wèi)星的質量未知,故不能求出月球對衛(wèi)星的吸引力,故選項B正確;衛(wèi)星繞月運行的速度,故選項C錯誤;衛(wèi)星繞月運行的加速度,故選項D錯誤. 所以F日月=…… ③ 由①、③兩式得:F日月: F地月= 15. B解析：由萬有引力公式.所以,代入相關數(shù)據,可估算出T哈與1.6小時較接近. 16. BC解析：由題中描述知“天鏈一號01星”是地球同步衛(wèi)星,所以它運行速度小于7.9 km/s,離地高度一定,相對地面靜止.由于運行半徑比月球繞地球運行半徑小,由ω=得繞行的角速度比月球繞地球運行的角速度大.由于受力情況不同,所以向心加速度與靜止在赤道上物體的向心加速度大小不相等. 17.

24、D解析：由F得F與r2成反比. 18. D 解析：隨地球自轉的物體的周期與地球自轉周期相同,向心力垂直地軸,指向地軸的相應點,速度遠小于第一宇宙速度,加速度遠小于重力加速度. 19. B 解析： 在星球表面萬有引力近似等于所受的重力. 由 20. C 解析：“嫦娥一號”要想脫離地球的束縛而成為月球的衛(wèi)星,其發(fā)射速度必須達到第二宇宙速度,若發(fā)射速度達到第三宇宙速度,“嫦娥一號”將脫離太陽系的束縛,故選項A錯誤;在繞月球運動時,月球對衛(wèi)星的萬有引力完全提供向心力,則即衛(wèi)星周期與衛(wèi)星的質量無關,故選項B錯誤;衛(wèi)星所受月球的引力,故選項C正確;在繞月圓軌道上,衛(wèi)星受地球的引力小于受月球

25、的引力,故選項D錯誤. 21. BC 解析：設地球的直徑、太陽的直徑、太陽與地球間的距離分別由d1、d2、r變?yōu)?地球的向心力由萬有引力提供,則……① ……② 聯(lián)立①②兩式得:F′= 由萬有引力提供向心力,則F=m……③ F′=m′……④ 代入數(shù)據聯(lián)立③④得:T′=T 22. A解析：由萬有引力提供向心力G知, A對;v=,B錯; ω=,則ωA<ωB,C錯; a=,則aA

26、數(shù)值比較可知,A、D選項正確. 25. C解析:由萬有引力提供向心力知, ,故C選項正確. 26. BC解析;行星Gliese 581c圍繞紅矮星運行的周期為13天,由得：,其中M為紅矮星的質量,r為行星距紅矮星的距離,而宇宙飛船繞行星Gliese 581c運行的周期T′=,M′為行星Gliese 581 c的質量,r′為飛船與Gliese 581 c的距離,故A不正確.由速度v =,地球的小于Gliese 581 c的,所以B正確.由重力F=,Gliese 581 c的,大于地球的,所以C正確;由M=知,Gliese 581c的平均密度比地球的平均密度大. 27. B解析:由T=2π得：得:GM=gr2,而M=,聯(lián)立得：. 28. A解析:人造地球衛(wèi)星繞地球運轉時,萬有引力提供向心力,即同理,探測器繞月球運轉時,v′=,聯(lián)立得：v′=,由T=得：T′=T. 29. B解析:由題意可知,行星繞太陽運轉時,滿足=常數(shù),設地球的公轉周期和公轉半徑分別為T1、r1,火星繞太陽的公轉周期和軌道半徑分別為T2、r2,則,代入數(shù)值得,r2=2.3億千米. 30. C解析:由萬有引力提供向心力知, 則動能,若地球質量為M,半徑為R,則“格利斯581 c”行星的質量M1=5M,半徑R1=1.5R,代入數(shù)值得: 【精品文檔】第 11 頁