（三维设计）2016年高三物理二轮复习（word版教参）第一部分 专题一 第五讲 天体运动

（三维设计）2016年高三物理二轮复习（word版教参）第一部分 专题一 第五讲 天体运动内容摘要：

1、高中物理资源下载平台世昌的博客 考查天体质量的计算(2015邢台四模)为研究太阳系内行星的运动，需要知道太阳的质量，已知地球半径为 R，地球质量为 m，太阳与地球中心间距为 r，地球表面的重力加速度为 g，地球绕太阳公转的周期为 T。 则太阳的质量为()A. 2 2 D设 T 为地球绕太阳运动的周期，则由万有引力定律和动力学知识得： m 2地球表面物体 m有 m2两式联立得 M42。 2考查天体密度的估算(2014全国卷)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 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. B根据万有引力与重力的关系解 2、题。 物体在地球的两极时，G ，物体129高中物理资源下载平台世昌的博客 ，mgm 2RG ，以上两式联立解得地球的密度。 故选项(2T) g)B 正确，选项 A、C、D 错误。 3考查中心天体质量的计算与比较(多选)(2014威海一模)空间站绕地球做匀速圆周运动，其运动周期为 T，轨道半径为 r，万有引力常量为 G，地球表面重力加速度为 g。 下列说法正确的是( )A空间站的线速度大小为 v 球的质量为 M42间站的线速度大小 v2间站质量为 M42 据万有引力定律和牛顿第二定律有 G m rm 、G 2T2 vR ，所以选项 A 错误；地球的质量 M ，所以选项 2圆周运动公式可知，线速度 v 3、，所以选项 C 正确；由题目条件无法求得空间2以选项 D 错误。 4考查中心天体质量和密度的估算(多选)(2015上饶二模)2014 年 11 月 1 日早上 6 时 42 分，被誉为嫦娥 5 号“探路尖兵”的载人返回飞行试验返回器在内蒙古四子王旗预定区域顺利着陆，标志着我国已全面突破和掌握航天器以接近第二宇宙速度的高速载人返回关键技术，为嫦娥 5 号任务顺利实施和探月工程持续推进奠定了坚实基础。 已知人造航天器在月球表面上空绕月球做匀速圆周运动，经过时间 t(t 小于航天器的绕行周期) ，航天器运动的弧长为 s，航天器与月球的中心连线扫过角度为 ，引力常量为 G，则( )A航天器的轨道半径为天器 4、的环绕周期为2球的质量为球的密度为324世昌的博客 ：选 据几何关系得：r ，故 A 错误；经过时间 t，航天器与月球的中心连则： ，得： T ，故 B 正确；由万有引力充当向心力而做圆周运2 2以：G m r 所以：M ，故 C 正确；人造航天器在月22G(2 球的半径等于 r，则月球的体积：v 343 43(球的密度： ，故 D 正确。 324星基本参量的比较5.考查不同轨道卫星线速度大小关系分析(2015福建高考)如图 1，若两颗人造卫星 a 和 b 均绕地球做匀速圆周运动，a、b 到地心 r1、r 2，线速度大小分别为 v1、v 2，则( )图 1A. B. 2 D. 2析：选 A对人 5、造卫星，根据万有引力提供向心力 m ，可得 v。 所以a、b 两颗人造卫星有 ，故选项 A 正确。 考查卫星线速度、角速度、周期大小比较及同步卫星知识如图 2 所示，甲、乙两颗卫星以相同的轨道半径分别绕质量为 M 和 2M 的行星做匀速圆周高中物理资源下载平台世昌的博客。 下列说法正确的是( )图 2A甲的向心加速度比乙的小B甲的运行周期比乙的小C甲的角速度比乙的大D甲的线速度比乙的大解析：选 A由万有引力提供向心力，得 a ，v ， ，T2。 又知 T 乙 ，A 正确。 7考查开普勒第三定律及牛顿第二定律在天体运动中的应用(多选)(2015唐山二模)甲、乙为两颗地球卫星，其中甲轨道为圆，乙轨道 6、为椭圆，圆轨道的直径与椭圆轨道的长轴相等，如图 3 所示，P 点为两轨道的一个交点。 以下判断正确的是()图 3A卫星乙在远地点的线速度小于卫星甲的线速度B卫星乙在近地点的线速度小于卫星甲的线速度C卫星乙的周期大于卫星甲的周期D卫星乙在 P 点的加速度等于卫星甲在 P 点的加速度解析：选 开普勒第三定律可知：由于圆轨道的直径与椭圆轨道的长轴相等，所以二者的周期一定是相等的。 所以卫星乙在远地点的线速度小于卫星甲的线速度，卫星乙在近地点的线速度大于卫星甲的线速度。 故 A 正确，B、C 错误。 由万有引力定律提供向心力可知：，得：a ，二者在 P 点到地球的距离是相等的，所以二者在 P 点 D 正确。 8 7、考查卫星向心加速度大小的比较高中物理资源下载平台世昌的博客 (2015山东高考)如图 4，拉格朗日点 于地球和月球连线上，处在该点的物体在地球和月球引力的共同作用下，可与月球一起以相同的周期绕地球运动。 据此，科学家设想在拉格朗日点 立空间站，使其与月球同周期绕地球运动。 以 a1、a 2 分别表示该空间站和月球向心加速度的大小，a 3 表示地球同步卫星向心加速度的大小。 以下判断正确的是()图 4Aa 2a 3a 1 Ba 2a 1a 3Ca 3a 1a 2 Da 3a 2a 1解析：选 D空间站和月球绕地球运动的周期相同，由 a 2r 知，a 2a 1；对地球同步(2T)卫星和月球，由万有引力定 8、律和牛顿第二定律得 G 知 a3a 2，故选项 D 正确。 星变轨问题9.考查卫星变轨及变轨前后各状态量的比较(多选)(2015湛江一模)载人飞船从发射、进入轨道、加速变轨，最后进入圆形轨道稳定运行。 如图 5 是载人飞船正在加速变轨的过程，如下相关的说法中，正确的是()图 5A进入新轨道后的周期比低轨道的周期大B进入新轨道后的速率比低轨道的速率小C进入新轨道后，飞船的加速度变小D飞船在圆形轨道运行时，宇航员处于超重状态解析：选 人飞船加速变轨后轨道半径增大，但在不同的圆形轨道上都满足万有引力提供向心力。 由 G m rm T2 ，v ，a ，由此2T2 道半径越大，周期越大、线速度和加速度越小，故 9、飞船进入新轨道后的周期变大，速率和加速度变小，故 A、B、C 均正确。 飞船在圆形轨道运行时，地球对宇航员的引力高中物理资源下载平台世昌的博客 ，宇航员处于失重状态，故 D 错误。 10考查卫星变轨过程的能量变化及天体密度的估算等(2015贵州七校联考)2013 年 12 月 15 日 4 时 35 分，嫦娥三号着陆器与巡视器分离， “玉兔号”巡视器顺利驶抵月球表面。 如图 6 所示是嫦娥三号探测器携“玉兔号”奔月过程中某阶段运动示意图，关闭动力的嫦娥三号探测器在月球引力作用下向月球靠近，并将沿椭圆轨道在 P 处变轨进入圆轨道，已知探测器绕月球做圆周运动的轨道半径为 r，周期为 T，引力常量为 G， 10、下列说法中正确的是 ()图 6A图中嫦娥三号探测器在 P 处由椭圆轨道进入圆轨道前后机械能守恒B嫦娥三号携“玉兔号”绕月球做圆周运动的过程中， “玉兔号”所受重力为零C嫦娥三号经椭圆轨道到 P 点时和经圆形轨道到 P 点时的加速度不等D由题中所给条件，不可以求出月球的平均密度解析：选 D在 P 点变轨前后嫦娥三号都只有引力做功，机械能均守恒，但在变轨时速度减小，机械能减小，故 A 错误；嫦娥三号携 “玉兔号”绕月球做圆周运动的过程中， “玉兔号”所受重力等于万有引力，不为零，故 B 错误；据牛顿第二定律得：G 得，可知变轨前后嫦娥三号在 P 点的加速度相等，故 C 错误；万有引力等于向心力， 11、m r，可以求解出质量为 M ，但不知道月球的半径，无法求解月球22 D 正确。 11考查卫星的变轨与对接问题(多选)(2015河南省实验中学模拟)“神舟十号”与“天宫一号”已 5 次成功实现交会对接。 如图 7 所示，交会对接前“神舟十号”飞船先在较低圆轨道 1 上运动，在适当位置经变轨与在圆轨道 2 上运动的“天宫一号”对接。 M、Q 两点在轨道 1 上，P 点在轨道 2 上，三点连线过地球球心，把飞船的加速过程简化为只做一次短时加速。 下列关于“神舟十号”变轨过程的描述，正确的有()高中物理资源下载平台世昌的博客 “神舟十号”在 M 点加速，可以在 P 点与“天宫一号 ”相遇B “神舟十号”在 12、M 点经一次加速，即可变轨到轨道 2C “神舟十号”经变轨后速度总大于变轨前的速度D “神舟十号”变轨后的运行周期总大于变轨前的运行周期解析：选 神舟十号”与“天宫一号”实施对接，需要 “神舟十号”抬升轨道，即“神舟十号”开动发动机加速做离心运动使轨道高度抬升与“天宫一号”实现对接，故“神舟十号”在 M 点加速，可以在 P 点与“天宫一号”相遇，故 A 正确；卫星绕地球做圆周运动向心力由万有引力提供，故有 G m ，解得：v ，所以卫星轨道高“神舟十号”在轨道 2 的速度小于轨道 1 的速度，所以 M 点经一次加速后，还有一个减速过程，才可变轨到轨道 2，故 B、C 错误；根据 G m 解得：2 ，可知轨道半径越大，周期越大，所以“神舟十号”变轨后的运行周期总大于变轨 D 正确。 12考查卫星的发射与变轨问题(2015沧州二模)我国发射了一颗地球资源探测卫。