课标卷天体问题与变式训练.docx

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课标卷天体问题与变式训练

课标卷天体问题与变式训练

1．天文学家发现了某恒星有一颗行星在圆形轨道上绕其运动，并测出了行星的轨道半径和运行周期．由此可推算出（　　）

A．行星的质量B．行星的半径C．恒星的质量D．恒星的半径

2．天文学家将相距较近、仅在彼此的引力作用下运行的两颗恒星称为双星．双星系统在银河系中很普遍．利用双星系统中两颗恒星的运动特征可推算出它们的总质量．已知某双星系统中两颗恒星围绕它们连线上的某一固定点分别做匀速圆周运动，周期均为T，两颗恒星之间的距离为r，试推算这个双星系统的总质量．（引力常量为G）

3．地球和木星绕太阳运行的轨道都可以看作是圆形的．已知木星的轨道半径约为地球轨道半径的5.2倍，则木星与地球绕太阳运行的线速度之比约为（　　）

A．0.19B．0.44C．2.3D．5.2

4．太阳系中的8大行星的轨道均可以近似看成圆轨道．下列4幅图是用来描述这些行星运动所遵从的某一规律的图象．图中坐标系的横轴是

，纵轴是

）；这里T和R分别是行星绕太阳运行的周期和相应的圆轨道半径，TO和R0分别是水星绕太阳运行的周期和相应的圆轨道半径．下列4幅图中正确的是（　　）

5．卫星电话信号需要通过地球卫星传送．如果你与同学在地面上用卫星电话通话，则从你发出信号至对方接收到信号所需要最短时间最接近于（可能用到的数据：

月球绕地球运动的轨道半径为3.8×105km，运动周期约为27天，地球半径约为6400km，无线电信号的传播速度为3×108m/s）（　　）

A．0.1sB．0.25sC．0.5sD．1s

6．假设地球是一半径为R、质量分布均匀的球体．一矿井深度为d．已知质量分布均匀的球壳对壳内物体的引力为零．矿井底部和地面处的重力加速度大小之比为（　　）

A.

B.

C.

D.

7．目前，在地球周围有许多人造地球卫星绕着它运转，其中一些卫星的轨道可近似为圆，且轨道半径逐渐变小．若卫星在轨道半径逐渐变小的过程中，只受到地球引力和稀薄气体阻力的作用，则下列判断正确的是（　　）

A．卫星的动能逐渐减小

B．由于地球引力做正功，引力势能一定减小

C．由于气体阻力做负功，地球引力做正功，机械能保持不变

D．卫星克服气体阻力做的功小于引力势能的减小

8．2012年6月18日，神州九号飞船与天宫一号目标飞行器在离地面343km的近圆形轨道上成功进行了我国首次载人空间交会对接．对接轨道所处的空间存在极其稀薄的大气，下面说法正确的是（　　）

A．为实现对接，两者运行速度的大小都应介于第一宇宙速度和第二宇宙速度之间

B．如不加干预，在运行一段时间后，天宫一号的动能可能会增加

C．如不加干预，天宫一号的轨道高度将缓慢降低

D．航天员在天宫一号中处于失重状态，说明航天员不受地球引力作用

9．太阳系各行星几乎在同一平面内沿同一方向绕太阳做圆周运动，当地球恰好运行到某地外行星和太阳之间，且三者几乎排成一条直线的现象，天文学家称为“行星冲日”，据报道，2014年各行星冲日时间分别为：

1月6日木星冲日；4月9日火星冲日；5月11日土星冲日；8月29日海王星冲日；10月8日天王星冲日．已知地球及各地外行星绕太阳运动的轨道半径如下表所示，则下列判断正确的是（　　）

A．各地外行星每年都会出现冲日现象

B．在2015年内一定会出现木星冲日

C．天王星相邻两次冲日的时间间隔为土星的一半

D．地外行星中，海王星相邻两次冲日的时间间隔最短

10．假设地球可视为质量均匀分布的球体，已知地球表面重力加速度在两极的大小为g0，赤道的大小为g；地球自转的周期为T，引力常量为G．则地球的密度为（　　）

A.

B.

C.

D.

11．（2012春•顺庆区校级期中）天文学家发现了某恒星有一颗行星在圆形轨道上绕其运动，并测出了行星的轨道半径r和运行周期T，引力常量G已知，由以上数据可推算出（　　）

A．行星的质量B．行星的平均密度

C．恒星的质量D．恒星的平均密度

12.（2014•大连模拟）天文学家将相距较近、仅在彼此的引力作用下运行的两颗恒星称为双星．双星系统在银河系中很普遍．已知某双星系统中两颗恒星围绕它们连线上的某一固定点分别做匀速圆周运动，周期均为T，两颗恒星的质量不相等，它们之间的距离为r，引力常量为G．关于双星系统下列说法正确的是（　　）

A．两颗恒星做匀速圆周运动的半径均为

B．两颗恒星做匀速圆周运动的角速度相等

C．双星中质量较大的恒星线速度大D．这个双星系统的总质量为

13.（2012春•武汉月考）2012年1月8日，当今世界最杰出的理论物理学家霍金迎来70岁生日．霍金认为，未来1000年内，人类可能移居火星．火星和地球绕太阳运行的轨道都可以看作是圆形的．若火星绕太阳运行的轨道半径是地球绕太阳运行轨道半径的k倍，则火星与地球绕太阳运行的（　　）

A．线速度之比是

B．角速度之比是

C．周期之比是

D．周期之比是

14.“行星冲日”是指太阳系中某一地球公转轨道以外的行星在绕日公转过程中运行到与地球、太阳成一直线的状态，而地球恰好位于太阳和外行星之间的一种天文现象．设某行星和地球绕太阳公转的轨道均可视为圆，地球轨道半径r1与该行星轨道半径r2的比值为

，则该行星发生相邻两次冲日现象的时间间隔是（　　）

A.

年B.

年C.

年D.

年

15.（2012•杨浦区一模）卫星电话信号需要通地球同步卫星传送，如果你与同学在地面上用卫星电话通话，则从你发出信号至对方接收到信号所需最短时间最接近于（可能用到的数据：

地球半径约为6400km，月球绕地球运动的轨道半径约为地球半径的60倍）（　　）

A．0.02s．B．0.15s．C．0.25s．D．0.5s

16.假设地球是一半径为R、质量分布均匀的球体．一矿井深度为d．已知质量分布均匀的球壳对壳内物体的引力为零．矿井底部和地面上距地面高度为h处的重力加速度大小之比为（　　）

A.

B.

C.

D.

17.（2014•商丘三模）目前，在地球周围有许多人造地球卫星绕着它运转，其中一些卫星的轨道可近似为圆，且轨道半径逐渐变小．若卫星在轨道半径逐渐变小的过程中，只受到地球引力和稀薄气体阻力的作用，则下列判断不正确的是（　　）

A．由于地球引力做正功，引力势能一定减小

B．卫星克服气体阻力做的功小于引力势能的减小

C．卫星的动能逐渐减小

D．气体阻力做负功，地球引力做正功，但机械能减小

18.（2013•自贡模拟）2013年06月13日13时8分，搭载聂海胜、张晓光、王亚平3名航天员的神舟十号飞船与天宫一号目标飞行器在离地面343km的近圆轨道上成功进行了我国第5次载人空间交会对接．对接轨道所在空间存在极其稀薄的大气，下列说法正确的是（　　）

A．为实现对接，两者运行速度的大小都应介于第一宇宙速度和第二宇宙速度之间

B．对接前，“神舟十号”欲追上“天宫一号”，必须在同一轨道上点火加速

C．由于稀薄空气，如果不加干预，天宫一号将靠近地球

D．当航天员王亚平站在“天宫一号”内讲课不动时，她受平衡力作用

19.（2014秋•唐山月考）太阳系各行星可近似看成在同一平面内沿同一方向绕太阳做匀速圆周运动．设天王星公转周期为T1，公转半径为R1；地球公转周期为T2，公转半径为R2．当地球和天王星运行到太阳两侧，且三者排成一条直线时，忽略二者之间的引力作用，万有引力常量为G，下列说法正确的是（　　）

A．天王星公转速度大于地球公转速度B．地球与天王星相距最近至少需经历

C．太阳的质量为

D．天王星公转的向心加速度与地球公转的向心加速度之比为

20.（2014春•恩施州期末）印度向火星发射的第一颗探测器“曼加里安”将于2014年9月到火星．如图所示，假设“曼加里安”绕火星表面做圆周运动的周期为T，在火星上着陆后，自动机器人用测力计测得质量为m的仪器重力为P．已知引力常量为G，不考虑火星的自传，由以上数据可以求出的量有（　　）

A．火星表面的重力加速度B．火星探测器的质量

C．火星的半径D．火星的密度

21.（2013春•七里河区校级期中）处于北纬45°的物体与赤道上的物体随地球自转的向心加速度之比为（　　）

A．1：

1B．1：

C．

：

1D．1：

2

22.（2011•杭州二模）2011年中俄将联合实施探测火星活动计划，由中国负责研制的“萤火一号”火星探测器将与俄罗斯研制的“福布斯-土壤”火星探测器一起由俄罗斯“天顶”运载火箭发射前往火星．已知火星的质量约为地球质量的

，火星的半径约为地球半径的

．下列关于火星探测器的说法正确的是（　　）

A．发射速度只要大于第一宇宙速度即可

B．发射速度只有达到第三宇宙速度才可以

C．发射速度应大于第二宇宙速度、可以小于第三宇宙速度

D．火星探测器环绕火星运行的最大速度约为第一宇宙速度的0.5倍

23.（2012春•安溪县校级期末）关于行星的运动，以下说法中正确的是（　　）

A．行星的轨道半长轴越长，自转周期越大

B．不同行星，与太阳的连线在相同时间内扫过的面积相同

C．行星的轨道都是椭圆，太阳位于中点上

D．行星的轨道半长轴越长，公转周期越大

24.（2011•嘉禾县校级一模）地球质量为M，半径为R，自转角速度为ω，万有引力恒量为G，若规定物体离无穷远处势能为0，则质量为m的物体离地心距离为r时，具有的引力势能可表示为

．

（1）试证明一质量m的卫星在离地面距离为h时所具有的机械能为

；

（2）国际空间站是在地球大气层上空绕地球飞行的一个巨大人造天体，设空间站离地面高度为h，如果在该空间站直接发射一颗质量为m的小卫星，使其能达到地球同步卫星轨道并能在轨道上正常运行，该卫星在离开空间站时必须具有多大的初动能．

25．（2010秋•平川区校级月考）现根据对某一双星系统的光学测量确定，该双星系统中每个星体的质量都是M，两者相距L，它们正围绕两者连线的中点做圆周运动．万有引力常量为G．求：

（1）试计算该双星系统的运动周期T．

（2）若实验上观测到运动周期为T’，且

（N＞1），为了解释两者的不同，目前有一种流行的理论认为，在宇宙中可能存在一种望远镜观测不到的物质--暗物质，作为一种简化的模型，我们假定在以这两个星体连线为直径的球体内均匀分布着这种暗物质，而不考虑其他暗物质的影响，试根据这一模型和上述观测结果确定该星系间这种暗物质的密度．

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