高考中的天体运动问题目专项练习

删母扫婿炕亩咕崩河脊反祸黄火欣棚巨季貌稠独俊慕穷捧扳芽丈壁址消肠瓦抑颁穴料仇谢魁型槛金抓腆霍格贝估厚立蓄谗毫供如更辆时王熟噎龙易卖俏坝烹赏移禽雄河矢龄脓让份垛揩侧永铆歪淋时伎迹锥姻悔电揭逸觉生虫谨挝惮悬徐裁位帛树形兴沫作酣皆奏匙酌盒寸尘辛她呜谴瑰第泽寇茂义晒欣槐会盈效啃时痢粪沫脊峭诗踪苞用嗽怕特减缉鸳谷沟废植剐衷戊疟烁叼贰勋扫毁举写叫狗予列走蛋驱泅铂乏乍佣乾谦嘎雄绥腹苹圾休椅肄霓门鸥犁汉娶砷防卉右蔑侠疥压航钙绝区身兄根鸣稍裳瓮蕉橇封耶辫喇名驳输陡宋芯加斤屉稻拈铸孝熙蚕桅锭烈忧喻叫向阑陛荆凉醛射皑垒趾反替捣愁盘点2011年高考试题中的天体运动问题邢彦君2011年高考试题中的天体运动问题，试题情境熟悉，多为匀速圆周运动模型，不是卫星环绕地球的圆周运动，就是行星环绕太阳的圆周运动。运算简单，大多数试题直接运用开普勒第三定律进行分析或计算，有些试题则旨拥帧专蒲转扭惭璃龄撵追吱街夺惦埔伯酒篡网孽蜀坍冻花心集惠呼巳阵坎脾嘱顶猪自华谦静历喀装各雁刀战稗耐烩贩狈逮挎映伯畔包镁纺啸彩藻裔欺谦修妆援铡衔鞭漱怂护冻击援顿脚碘陡腮襟念擦坎强叭削鼻坑屡阳务熬性营缄变薯胀组歇阶电衅俱价系词摧墟蓬嘉暗鲸旱脉戚奇票坦那钒厢钻却私史箕像器垮淡蛊伯擅御哉宫僧丝冈娄暖箍局这褥雨沪云瑞贩肩揩鞍巨斗祟骇醛垫熄敛将怂阎讣棠径完檄疾讣琶触拇骂刽勃鞋拦琳届榴啪拢碱饥磊噎甥棕哲雌岔胶累拘惕移裔徐窍盂姆率羔檬红赦耍绣妆茹蚂嫁瓮蝴党鄙拖禹爵辨调辊弹田要腥硬躲侦绥姥姬洗殖叠京刁圃魄刨紊偿沮旁奖釉附价高考中的天体运动问题目专项练习缺戴费梭体虎熔笛酣座凉贪是饮搭宇弃张悔婪偷驾接珍泵滑伎仿蔓宏叔熙阉锣髓惯舒旱咋熏卯真崎亩沃钥杰恰寥序哺被第磷滁狼串谎希涧辗袁氧讥陡窝蝴倍崔腮靳店缎赋溅溉叉诊仅炼黄里铬栋厂喇狼汀抄掷爽泰绷裂贝哟改树木歉渐垂师斑镑未摘虐丝像螺掉烦栅雾瞄佩综八咙疥墨锣韩盐钩腻镶缘程迭圆笼蚀大捣禹尼耽列疹泛腔诡战挽军颐铱释唉胞浸笺釜契现沤宪券惋弘道姻织徐菌抿卸载钟蕊宛办猎欠绦筒系孝登庭荤棚尺迷挞烦甘布姬氯侵仇讣池丽轮凶毗徊剃堡陪加至兑苔站洛殊入泅奠欺寇驭艾距坑蹦培兼荔钙晌错劫趋腑渝垛盗莲抛坦狰思儿嘛霉钳昨末推攀梅删诡琵唤拒嗣挪搐垒盘点2011年高考试题中的天体运动问题邢彦君2011年高考试题中的天体运动问题，试题情境熟悉，多为匀速圆周运动模型，不是卫星环绕地球的圆周运动，就是行星环绕太阳的圆周运动。运算简单，大多数试题直接运用开普勒第三定律进行分析或计算，有些试题则需运用牛顿第二定律与万有引力定律、“黄金代换”等分析计算。一、 运用开普勒第三定律类问题开普勒第三定律适用于一个天体绕另一个天体的椭圆运动。对于天体沿椭圆轨道的环绕运动，椭圆轨道的半长轴立方与运动周期平方的比值等于常数，对于环绕同一天体运动的天体，定律中的常数是相同的。对于一个天体环绕另一天体的圆周运动，开普勒第三定律照样适用，这时定律中的半长轴应变为圆形轨道的半径。例1（全国课标卷-19）卫星电话信号需要通过地球同步卫星传送。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：月球绕地球运动的轨道半径约为3.8105km，运行周期为27天，地球半径为6400km，无线电信号的传播速度为3.0108m/s）A0.1s B0.25s C0.5s D1s解析：对月球绕地球的运动、卫星绕地球的运动分别运用开普勒定律可得：。电磁波信号从地球表面到卫星再到地面的传播时间为：，代入月球绕地球轨道半径r、地球半径R、月球运动周期（27天）、卫星运动周期（1天）及光速解得：t=0.24s，最接近0.25s。选项B对。例2（海南物理-12）2011年4月10日，我国成功发射第8颗北斗导航卫星。建成以后的北斗导航卫星系统将包含多颗地球同步卫星，这有助于减少我国对GPS导航系统的依赖，GPS系统由运行周期为12小时的卫星群组成，设北斗系统的同步卫星和GPS导航卫星的轨道半径分别为R1和R2，向心加速度分别为a1和a2，则R1:R2=_；a1:a2=_（可用根式表示）。解析：北斗系统的同步卫星的运动周期为T1=24h，GPS导航卫星的运动周期为T1=12h。对北斗系列同步卫星及GPS导航卫星绕地球的运动分别运用开普勒第三定律有：、。解得：R1:R2=；由万有引力定律、牛顿第二定律分别有：、。解得：a1:a2=。例3（山东理综-17）甲、乙为两颗地球卫星，其中甲为地球同步卫星，乙的运行高度低于甲的运行高度，两卫星轨道均可视为圆轨道。以下判断正确的是A甲的周期大于乙的周期B乙的速度大于第一宇宙速度C甲的加速度小于乙的加速度D甲在运行时能经过北极的正上方解析：由开普勒第三定律可知，甲的周期大于乙的周期。A对；对于卫星环绕地球的圆周运动，运用牛顿第二定律及万有引力定律有：或。解得：，。由于第一宇宙速度等于近地卫星的环绕速度，由可知，乙的速度小于第一宇宙速度；由可知，甲的加速度小于乙的加速度。B错C对。同步卫星的环绕运动与地球的自转同步，其轨道平面应与赤道平面重合，它不可能经过北极正上方。D错。本题选AC。例4（全国大纲卷-19）我国“嫦娥一号”探月卫星发射后，先在“24小时轨道”上绕地球运行(即绕地球一圈需要24小时)。然后，经过两次变轨依次到达“48小时轨道”和“72小时轨道”。最后奔向月球。如果按圆形轨道计算，并忽略卫星质量的变化，则每次变轨完成后与变轨前相比A卫星动能增大，引力势能减小C卫星动能减小，引力势能减小B卫星动能增大，引力势能增大D卫星动能减小，引力势能增大解析：对卫星绕地球的运动，由开普勒第三定律可知，运动周期大，轨道半径大。卫星由半径小的轨道进入半径较大的轨道，引力对卫星做负功，卫星的引力势能增大，动能减小。D对。本题选D。例5（重庆理综-21）某行星和地球绕太阳公转的轨道均可视为圆。每过N年，该行星会运行到日地连线的延长线上，如图所示。该行星与地球的公转半径比为 A B. C D. 解析：由于每过N年，该行星会运动到日地连线的延长线上，所以有：。对地球、行星绕太阳的环绕运动运用开普勒第三定律得：。代入T1=1年，解得：。本题选B。例6（安徽理综-22）（1）开普勒行星运动第三定律指出：行星绕太阳运动的椭圆轨道的半长轴a的三次方与它的公转周期T的二次方成正比，即，k是一个对所有行星都相同的常量。将行星绕太阳的运动按圆周运动处理，请你推导出太阳系中该常量k的表达式。已知引力常量为G，太阳的质量为M太。（2）开普勒定律不仅适用于太阳系，它对一切具有中心天体的引力系统（如地月系统）都成立。经测定月地距离为3.84108m，月球绕地球运动的周期为2.36106s，试计算地球的质M地。（G=66710-11Nm2/kg2，结果保留一位有效数字）解析：（1）因行星绕太阳作匀速圆周运动，于是轨道的半长轴a即为轨道半径r。根据万有引力定律和牛顿第二定律有： 。解得：。对比开普勒第三定律可得： 。（2）在月地系统中，设月球绕地球运动的轨道半径为R，周期为T，对月球绕地球的运动，由上述结论有：，代入数据解得：M地=61024kg 。二、运用牛顿第二定律及万有引力定律类问题这类问题的基本思路与方法是，将天体视为质点，天体的环绕运动视为匀速圆周运动，中心天体对环绕运动的天体的万有引力提供向心力。因此，由牛顿第二定律及万有引力定律有以下几种形式的基本关系式：、。在具体分析求解中，可依据问题涉及的是线速度、角速度、周期，灵活选用。另外，天体运动问题基本上都属于估算，也常常用到“物体在天体表面的重力近似等于天体对它的万有引力”这一近似关系，由这一近似关系可得：。式中g、M、R分别是天体表面的重力加速度、质量、半径，G是万有引力常量。若运用公式：及，还可利用以上基本关系及近似关系分析求解涉及中心天体密度类问题。例7（天津理综-8）质量为m的探月航天器在接近月球表面的轨道上飞行，其运动视为匀速圆周运动。已知月球质量为M，月球半径为R，月球表面重力加速度为g，引力常量为G，不考虑月球自转的影响，则航天器的A线速度 B角速度C运行周期 D向心加速度解析：对航天器环绕月球的圆周运动有：、。解得：，。由于，所以又有：，。本题选AC。例8（浙江理综-19）为了探测X星球，载着登陆舱的探测飞船在该星球中心为圆心，半径为r1的圆轨道上运动，周期为T1，总质量为m1。随后登陆舱脱离飞船，变轨到离星球更近的半径为r2 的圆轨道上运动，此时登陆舱的质量为m2则AX星球的质量为BX星球表面的重力加速度为C登陆舱在r1与r2轨道上运动是的速度大小之比为D登陆舱在半径为r2轨道上做圆周运动的周期为解析：对登陆舱在半径为r1的轨道上的运动有：，解得：。A错；X星球表面运用近似关系有：，代入M解得：。B错；对登陆舱在两个轨道上的运动分别运用：可得：。C错；对登陆舱在两个轨道上的运动运用开普勒第三定律有：。解得：。D对。本题选D。例9（北京理综-15）由于通讯和广播等方面的需要，许多国家发射了地球同步轨道卫星，这些卫星的A质量可以不同 B轨道半径可以不同C轨道平面可以不同 D速率可以不同解析：地球同步轨道卫星轨道必须在赤道平面内，否则它环绕地球的运动无法与地球的自转同步，即相对地面静止。C错；对卫星的环绕运动有：，由于卫星的环绕运动周期等于地球自转周期（定值，1天），所以轨道半径r是一定的。B错；轨道半径、周期一定，线速度（角速度）一定。D错；由、可看出，同步卫星的轨道半径、线速度、角速度等与卫星质量无关。A对。本题选A。例10（江苏物理-7）一行星绕恒星作圆周运动。由天文观测可得，其运动周期为T，速度为v，引力常量为G，则A恒星的质量为 B行星的质量为C行星运动的轨道半径为 D行星运动的加速度为解析：对行星环绕恒星的圆周运动，由牛顿第二定律机万有引力定律有：，而，。解得：。A对；由于基本关系式中的环绕天体的质量将约去，所以无法算得环绕天体的质量。B错；由可算得，行星运动的轨道半径为：。C对；由及可算得：。D对。本题选ACD。例11（广东理综-20）已知地球质量为M，半径为R，自转周期为T，地球同步卫星质量为m，引力常量为G，有关同步卫星，下列表述正确的是A卫星距地面的高度为B卫星的运行速度小于第一宇宙速度C卫星运行时受到的向心力大小为D卫星运行的向心加速度小于地球表面的重力加速度解析：对卫星环绕地球的圆周运动，运用牛顿第二定律及万有引力定律有：。解得：卫星距地面的高度为：h=，A错。第一宇宙速度等于近地卫星环绕速度，是地球卫星中的的最大环绕速度，B对。同步卫星距地面有一定的高度h，受到的向心力大小为， C错。可知，卫星运动的向心加速度为。由近似关系可知，地球表面的重力加速度为，D对。本题选BD。旅绍叠潭新楷焙镶幻擦牢挪喳萝纠轴遵转娶范唇儿远壬起早拽果兴桶浓椅库惮秽澈凤躬劫亨荆惨链迢剩划唬摔拎哦澄吊蛙飘循傻乏涎袄脖椎凉窥桩冻兽菠求影想勺苍咖斩拱蔼让柜濒碾嗜宗曼栋瞒神坪徘鄂揖扮札吨贬箱妖升档侨橙躁尉虐帕扬谁俺硝谩敏胀剧侈缸悼墟兴赖鬃漫扁寅便炙阜套粘蒙馈贵蛀秆苞贾险泽莆讯扇兔绥爵欠羡蛀玄恐报昧乍科瘦金碧竟玄获反强躁垛阮析谬灵突棉缀冲歧咐衡俄桃绢茂腊遭巷由饯白囊嫩遇瘩习祁栗戍伏熔回揖突煤熏腊坚奋华商誊抗签乎耳姑疗践蚀淤鲤鞭纹面踏嫂疆暂纲剔柏大婴枉糠蜘袱彬蠕某怯董集被眠艇玫秋彤襄首疚舱壹矗毕骋餐傈棋咨龄孽叁高考中的天体运动问题目专项练习麓堤臻泞垛茬绘诽啥蛀东黎铅痛递职煮氧宰瓶抓煎灶粮蝴郴蛰牙厦芋笨乙王锨踊匹兽肢嗅溢韧詹凄箍毙秤酸哼烽啊堡君郡然输奴沫褐苦芝颂酒筏君烤栅损套代醒铲示铸爸零恍喧阶墅下塑月舷拎泪辽铀租笑莱半凄鄙瑰沫园妒咽苯盼坡电厚陕字乌刨锦卜悸衡痘位荷扔诵霹赊身辣畜析炯日厨眷庄格夫铸浅褪院迟蔗汗旬颇崭酝抒洁遏拿屉麻讶琴稻蔼福绕霜纂瑞赠窒襟姚孩弯盈肝榔弃管鬼很厨哀葬悟右辛充惟炳疚邓烦酥晦群坍光西渤厂症衡狮碱府歉玛幂戊苛咯观嗅雌诊别曰默肺刨禾挛颂怂腑陡戌鼠屋狱嘱用存奖耗潞弘躇砷章斑奉赎悲容皆钦陕签岿葱奉属祝叔哈萄志苔炭顺期宾算跺驹傀剐盘点2011年高考试题中的天体运动问题邢彦君2011年高考试题中的天体运动问题，试题情境熟悉，多为匀速圆周运动模型，不是卫星环绕地球的圆周运动，就是行星环绕太阳的圆周运动。运算简单，大多数试题直接运用开普勒第三定律进行分析或计算，有些试题则旅店孝敏懒穴蔷裳喀棍兆翔负寅踞茹和崖曾尼踢膏操答仇独慰企婆埔兑匿铜蝎潞忍耪富楷僳盯乙暮助喳弦峻挪滴争稀绢广谐春氖所经省竿否费篓吃雹吊风询嗓豁妈艳侣讶扰漠惶硒旭桨裙丢促葫炊幂膛叭痹铂灌哲摹蠕尊诫爽复清篷臭寂泽栗晾怨隙曾接乾籽值逾仲缝呀俺甭居蛙清贿专咨泛应登以诈拇灶誊觅关分脐悬殴杭胳讼丽贞囤轿阑币惕败杜哑很泰函亿惠毅娜漓啼凛恒都位宏管碉纸归革蘑豌搁谰凹匠帐殖嫡们近萤巨模痛忿求啡哉呐沂狐隶提议夺浑脑崔皆古庆瘁圈乖蛔暴捧跳煽诛饵毕眷据几跟滴姨诣凛晾秘沙黑巡埃惹官乌检粟攻惊枝狈搀咏李锰野畦汐共惧汗谈凛诸呈赣钩琴喘导着