1、天体运动单元测试题一、选择题1 “神舟七号”在绕地球做匀速圆周运动的过程中，下列事件不可能发生的是（ ）A航天员在轨道舱内能利用弹簧拉力器进行体能锻炼B悬浮在轨道舱内的水呈现圆球形C航天员出舱后，手中举起的五星红旗迎风飘扬D从飞船舱外自由释放的伴飞小卫星与飞船的线速度相等2我国的“神舟七号”飞船于 2008 年 9 月 25 日晚 9 时 10 分载着 3 名宇航员顺利升空，并成功“出舱”和安全返回地面当“神舟七号”在绕地球做半径为 r 的匀速圆周运动时，设飞船舱内质量为 m 的宇航员站在可称体重的台秤上用 R 表示地球的半径，g 表示地球表面处的重力加速度，g表示飞船所在处的重力加速度， N
2、 表示航天员对台秤的压力，则下列关系式中正确的是（ ）Ag=0 Bg = CN=mg DN= 2Rrmr3 “坦普尔一号”彗星绕太阳运行的轨道是一个椭圆，其运动周期为 5.74 年，则关于“坦普尔一号”彗星的下列说法中正确的是（ ）A绕太阳运动的角速度不变B近日点处线速度大于远日点处线速度C近日点处加速度大于远日点处加速度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4地球表面的重力加速度为 g，地球半径为 R，引力常量为 G假设地球是一个质量分布均匀的球体，体积为 ，则地球的平均密度是（ ）34RA B C D 3gG2Gg2gR5 “嫦娥二号”已于 2010 年 10
3、月 1 日发射，其环月飞行的高度距离月球表面 100km，所探测到的有关月球的数据将比环月飞行高度为 200km 的“嫦娥一号”更加翔实若两颗卫星环月的运行均可视为匀速圆周运动，运行轨道如图所示则（ ）A “嫦娥二号”环月运行的周期比“嫦娥一号”更小B “嫦娥二号”环月运行时的线速度比“嫦娥一号”更小C “嫦娥二号”环月运行时的角速度比“嫦娥一号”更小D “嫦娥二号”环月运行时的向心加速度比 “嫦娥一号” 更小6人造卫星绕地球做匀速圆周运动，其轨道半径为 R，线速度为 v，周期为 T，要使卫星的周期变为 2T，可以采取的办法是（ ）AR 不变，使线速度变为 2vBv 不变，使轨道半径变为 2R
4、C使卫星的高度增加 RD使轨道半径变为 347 “嫦娥一号”卫星经过一年多的绕月球运行，完成了既定任务，并成功撞月如图为卫星撞月的模拟图，卫星在控制点开始进入撞月轨道假设卫星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根据题中信息（ ）A可以求出月球的质量B可以求出月球对“嫦娥一号”卫星的引力C “嫦娥一号”卫星在控制点处应加速D “嫦娥一号”在地面的发射速度大于 11.2km/s8截至 2011 年 12 月，统计有 2.1 万个直径 10cm 以上的人造物体和太空垃圾绕地球轨道飞行，其中大多数集中在近地轨道每到太阳活动期，地球大气层的厚度开始增加，使得部分原在太空中的垃圾进
5、入稀薄的大气层，并缓慢逐渐接近地球，此时太空垃圾绕地球依然可以近似看成做匀速圆周运动下列说法中正确的是（ ）A太空垃圾在缓慢下降的过程中，机械能逐渐减小B太空垃圾动能逐渐减小C太空垃圾的最小周期可能是 65 minD太空垃圾环绕地球做匀速圆周运动的线速度是 11.2 km/s9 2012 年我国宣布北斗导航系统正式商业运行北斗导航系统又被称为“双星定位系统” ，具有导航、定位等功能 “北斗”系统中两颗工作卫星均绕地心做匀速圆周运动，轨道半径为 r，某时刻两颗工作卫星分别位于轨道上的 A、B 两位置（如图所示） 若卫星均顺时针运行，地球表面处的重力加速度为 g，地球半径为 R，不计卫星间的相互作
6、用力则以下判断中正确的是（ ）A这两颗卫星的加速度大小相等，均为 2rB卫星 l 由位置 A 运动至位置 B 所需的时间为 3rRgC卫星 l 向后喷气就一定能追上卫星 2D卫星 1 由位置 A 运动到位置 B 的过程中万有引力做正功10月球与地球质量之比约为 1：80，有研究者认为月球和地球可视为一个由两质点构成的双星系统，他们都围绕地球与月球连线上某点 O 做匀速圆周运动据此观点，可知月球与地球绕 O 点运动线速度大小之比约为（ ）A1 ：6400 B1 ： 80 C80：1 D6400 ：111一物体静置在平均密度为 的球形天体表面的赤道上已知万有引力常量为 G，若由于天体自转使物体对天
7、体表面压力恰好为零，则天体自转周期为（ ）A B. C. D. 1243G1234G123G12二、计算题12宇航员在一行星上以 10m/s 的速度竖直上抛一质量为 0.2kg 的物体，不计阻力，经2.5s 后落回手中，已知该星球半径为 7220km（1 ）该星球表面的重力加速度 g多大？（2 ）要使物体沿水平方向抛出而不落回星球表面，沿星球表面抛出的速度至少是多大？（3 ）若物体距离星球无穷远处时其引力势能为零，则当物体距离星球球心 r 时其引力势能（式中 m 为物体的质量，M 为星球的质量，G 为万有引力常量） 问要使pGEr物体沿竖直方向抛出而不落回星球表面，沿星球表面抛出的速度至少是多
8、大？13月球自转一周的时间与月球绕地球运行一周的时间相等，都为 T0我国的“嫦娥 1 号”探月卫星于 2007 年 11 月 7 日成功进入绕月运行的 “极月圆轨道” ，这一圆形轨道通过月球两极上空，距月面的高度为 h若月球质量为 M，月球半径为 R，万有引力恒量为 G（1 ）求“嫦娥 1 号”绕月运行的周期（2 ）在月球自转一周的过程中， “嫦娥 1 号”将绕月运行多少圈？（3 ） “嫦娥 1 号”携带了一台 CCD 摄相机（摄相机拍摄不受光照影响） ，随着卫星的飞行，摄像机将对月球表面进行连续拍摄要求在月球自转一周的时间内，将月面各处全部拍摄下来，摄像机拍摄时拍摄到的月球表面宽度至少是多少
9、？14一组航天员乘坐飞船，前往修理位于离地球表面 6.0105m 的圆形轨道上的哈勃太空望远镜 H机组人员使飞船 S 进入与 H 相同的轨道并关闭推动火箭，如图所示设 F 为引力，M 为地球质量已知地球半径 R=6.4106m（1 ）在飞船内，一质量为 70kg 的航天员的视重是多少？（2 ）计算飞船在轨道上的速率（3 ）证明飞船总机械能跟 成正比，r 为它的轨道半径 （注：若力 F 与位移 r 之间有1如下的关系：F ，K 为常数，则当 r 由无穷远处变为零，F 做功的大小可用以下规律进2r行计算：W ，设无穷远处的势能为零 ）Kr参考答案：1、C 2、B 3、BCD 4、A 5、A 6、D
10、 7、A 8、A 9、A 10、C 11、 C12、解：（1）物体做竖直上抛运动，则有 02vtg则得该星球表面的重力加速度 2018/.5gmst（2 ）由 得 21vmgR3760/（3 ）由机械能守恒，得 2MGR又因 所以 2GMgR2vg代入解得， 760/10746/mss13、解：（1） “嫦娥 1 号”轨道半径 r=R+h,224mGrrT可得“嫦娥 1 号”卫星绕月周期 32RhTGM（2 ）在月球自转一周的过程中， “嫦娥 1 号”将绕月运行圈数 032TGMnRh（3 ）摄像机只要将月球的“ 赤道”拍摄全，便能将月面各处全部拍摄下来，卫星绕月球一周可以对月球“赤道”拍摄两
11、次，所以摄像机拍摄时拍摄到的月球表面宽度至少为320RhsnTGM14、解：（1）飞船内的物体处于完全失重状态，故宇航员的视重为 0.（2 ）飞船在轨道半径 r 上做匀速圆周运动，万有引力提供圆周运动的向心力：2mvGr在地球表面处： 22mgGRR所以 6510.47./6.10gv kmsh（3 ）因为在轨道半径为 r 上的穿梭机所受的引力为： 2MFGr所以满足力 F 与位移 r 之间有如下的关系： ， 2Kr常 数则当 r 由无穷远处变为 r 时， F 做功的大小为： =0rWr推出： （设轨道半径为 r 处的势能为 ）rGmM所以穿梭机在轨道半径为 r 处的总机械能：2122GmMEvr即穿梭机总机械能跟 成正比。1r
