高三物理二轮复习（通用版）对应练习——天体运动 word版含解析

这是一份高三物理二轮复习（通用版）对应练习——天体运动 word版含解析，共9页。试卷主要包含了考查天体质量的估算]，考查宇宙双星系统问题]等内容，欢迎下载使用。

1.考查天体质量的估算]
(六安一中模拟)我国航天事业取得了突飞猛进地发展，航天技术位于世界前列，在航天控制中心对其正上方某卫星测控时，测得从发送“操作指令”到接收到卫星“已操作”的信息需要的时间为2t(设卫星接收到“操作指令”后立即操作，并立即发送“已操作”的信息到控制中心)，测得该卫星运行周期为T，地球半径为R，电磁波的传播速度为c，由此可以求出地球的质量为( )
A.eq \f(π28R＋ct3,2GT2) B.eq \f(4π2R＋ct3,GT2)
C.eq \f(π22R＋ct3,2GT2) D.eq \f(π24R＋ct3,GT2)
解析：选B 由x＝vt可得：
卫星与地球的距离为x＝eq \f(1,2)c(2t)＝ct
卫星的轨道半径为：r＝R＋x＝R＋ct；
由万有引力公式可得：Geq \f(Mm,r2)＝mreq \f(4π2,T2)
解得：M＝eq \f(4π2R＋ct3,GT2)
故B正确。
2．考查天体密度的估算]
(全国卷Ⅱ)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，在赤道的大小为g；地球自转的周期为T，引力常量为G。地球的密度为( )
A.eq \f(3πg0－g,GT2g0) B.eq \f(3πg0,GT2g0－g)
C.eq \f(3π,GT2) D.eq \f(3πg0,GT2g)
解析：选B 根据万有引力与重力的关系解题。物体在地球的两极时，mg0＝Geq \f(Mm,R2)，物体在赤道上时，mg＋meq \b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\c1(\f(2π,T)))2R＝Geq \f(Mm,R2)，以上两式联立解得地球的密度ρ＝eq \f(3πg0,GT2g0－g)。故选项B正确，选项A、C、D错误。
3．考查天体密度的估算与比较]
(安阳二模)“嫦娥五号”探测器由轨道器、返回器、着陆器等多个部分组成。探测器预计在2017年由“长征五号”运载火箭在中国文昌卫星发射中心发射升空，自动完成月面样品采集，并从月球起飞，返回地球，带回约2 kg月球样品。某同学从网上得到一些信息，如表中数据所示，请根据题意，判断地球和月球的密度之比为( )
A.eq \f(2,3) B.eq \f(3,2)
C．4 D．6
解析：选B 在地球表面，重力等于万有引力，则有Geq \f(Mm,R2)＝mg，解得M＝eq \f(gR2,G)，故密度为ρ＝eq \f(M,V)＝eq \f(\f(gR2,G),\f(4,3)πR3)＝eq \f(3g,4πGR)，同理，月球的密度为ρ0＝eq \f(3g0,4πGR0)，故地球和月球的密度之比为eq \f(ρ,ρ0)＝eq \f(gR0,g0R)＝6×eq \f(1,4)＝eq \f(3,2)，选项B正确。
4．考查天体质量和密度的估算与运动学规律的综合]
(哈尔滨三中模拟)宇航员站在某一星球上，将一个小球距离星球表面h高度处由静止释放使其做自由落体运动，经过t时间后小球到达星球表面，已知该星球的半径为R，引力常量为G，则下列选项正确的是( )
A．该星球的质量为eq \f(2hR2,Gt2)
B．该星球表面的重力加速度为eq \f(h,2t2)
C．该星球的第一宇宙速度为eq \f(2hR,t2)
D．通过以上数据无法确定该星球的密度
解析：选A 小球做自由落体运动，则有h＝eq \f(1,2)gt2，解得该星球表面的重力加速度g＝eq \f(2h,t2)，故B错误；对星球表面的物体，万有引力等于重力，即Geq \f(Mm,R2)＝mg，可得该星球的质量M＝eq \f(2hR2,Gt2)，故A正确；该星球的第一宇宙速度v＝eq \r(gR)＝ eq \f(\r(2hR),t)，故C错误；该星球的密度ρ＝eq \f(M,\f(4,3)πR3)＝eq \f(3h,2πRGt2)，故D错误。
5.考查不同轨道的卫星运行参量大小比较]
(连云港高三期末)2015年9月20日，我国成功发射“一箭20星”，在火箭上升的过程中分批释放卫星，使卫星分别进入离地200～600 km高的轨道。轨道均视为圆轨道，下列说法正确的是( )
A．离地近的卫星比离地远的卫星运动速率小
B．离地近的卫星比离地远的卫星向心加速度小
C．上述卫星的角速度均大于地球自转的角速度
D．同一轨道上的卫星受到的万有引力大小一定相同
解析：选C 卫星做匀速圆周运动，根据牛顿第二定律，有：Geq \f(Mm,r2)＝meq \f(v2,r)，解得：v＝ eq \r(\f(GM,r))，故离地近的卫星比离地远的卫星运动速率大，故A错误；卫星做匀速圆周运动，根据牛顿第二定律，有：Geq \f(Mm,r2)＝ma，解得：a＝eq \f(GM,r2)，故离地近的卫星比离地远的卫星向心加速度大，故B错误；卫星做匀速圆周运动，根据牛顿第二定律，有：Geq \f(Mm,r2)＝mω2r，解得：ω＝ eq \r(\f(GM,r3))，同步卫星的角速度等于地球自转的角速度，同步卫星的轨道离地面高度约为36 000千米，卫星分别进入离地200～600 km高的轨道，是近地轨道，故角速度大于地球自转的角速度，故C正确；由于卫星的质量不一定相等，故同一轨道上的卫星受到的万有引力大小不一定相等，故D错误。
6．考查椭圆轨道卫星及运行参量的比较]
(佛山模拟)如图所示，曲线Ⅰ是一颗绕地球做圆周运动卫星轨道的示意图，其半径为R；曲线Ⅱ是一颗绕地球做椭圆运动卫星轨道的示意图，O点为地球球心，AB为椭圆的长轴，两轨道和地心都在同一平面内，已知在两轨道上运动的卫星的周期相等，万有引力常量为G，地球质量为M，下列说法正确的是( )
A．椭圆轨道的长轴长度为R
B．卫星在Ⅰ轨道的速率为v0，卫星在Ⅱ轨道B点的速率为vB，则v0vB，故B错误；根据牛顿第二定律得a＝eq \f(GM,r2)，卫星在Ⅰ轨道距离地心的距离大于卫星在Ⅱ轨道A点距离地心的距离，所以a0