人教版高中物理必修第2册课后习题 第七章 习题课 天体运动.docVIP

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第七章万有引力与宇宙航行

习题课:天体运动

课后篇巩固提升

合格考达标练

1.两个质量不同的天体构成双星系统,它们以二者连线上的某一点为圆心做匀速圆周运动,下列说法正确的是 ()

A.质量大的天体线速度较大

B.质量小的天体角速度较大

C.两个天体的向心力大小相等

D.若在圆心处放一个质点,它受到的合力为零

答案C

解析双星系统的结构是稳定的,故它们的角速度相等,故B项错误;两个星球间的万有引力提供向心力,根据牛顿第三定律可知,两个天体的向心力大小相等,故C项正确;根据牛顿第二定律,有Gm1m2L2=m1ω2r1=m

其中r1+r2=L,故r1=m2

r2=m1m

故质量大的天体线速度较小,A错误;

若在圆心处放一个质点,合力

F=Gm1m0

2.(山东潍坊模拟)5月30日,天舟二号货运飞船(设为A)与天和核心舱(设为B)成功对接,完美演绎了“万里相会、温柔亲吻”的精准对接技术。如图所示,对接前,天舟二号飞船A在低轨道上飞行,为了给更高轨道的空间站B输送物资,它可以采用喷气的方法改变速度,从而达到改变轨道的目的,则以下说法正确的是()

A.天舟二号飞船A应沿运行速度方向喷气,与B对接后运行周期变小

B.天舟二号飞船A应沿运行速度的反方向喷气,与B对接后运行周期变大

C.天舟二号飞船A应沿运行速度方向喷气,与B对接后运行周期变大

D.天舟二号飞船A应沿运行速度的反方向喷气,与B对接后运行周期变小

答案B

解析飞船由低轨道向高轨道运行时,需要提高在轨道上的运行速度,故应沿运行速度的反方向喷气,由Gm地mr

3.

如图所示,地球赤道上的山丘e、近地卫星p和同步卫星q均在赤道平面上绕地心做匀速圆周运动。设e、p、q的圆周运动速率分别为v1、v2、v3,向心加速度分别为a1、a2、a3,则()

A.v1v2v3 B.v1v2v3

C.a1a2a3 D.a1a3a2

答案D

解析卫星的速度v=Gm地r,可见卫星距离地心越远,即r越大,则速度越小,所以v3v2;q是同步卫星,其角速度ω与地球自转角速度相同,所以其线速度v3=ωr3v1=ωr1。选项A、B均错误。由Gm地mr2=ma,得a=Gm地r2

4.

(多选)肩负着“落月”和“勘察”重任的嫦娥三号沿地月转移轨道直奔月球,如图所示,在距月球表面100km的P点进行第一次制动后被月球捕获,进入椭圆轨道Ⅰ绕月飞行,之后,卫星在P点又经过第二次“刹车制动”,进入距月球表面100km的圆形工作轨道Ⅱ,绕月球做匀速圆周运动,在经过P点时会再一次“刹车制动”进入近月点距月球表面15km的椭圆轨道Ⅲ,然后择机在近月点下降进行软着陆,则下列说法正确的是()

A.嫦娥三号在轨道Ⅰ上运动的周期最长

B.嫦娥三号在轨道Ⅲ上运动的周期最长

C.嫦娥三号经过P点时在轨道Ⅱ上运动的线速度最大

D.嫦娥三号经过P点时,在三个轨道上的加速度相等

答案AD

解析由于嫦娥三号在轨道Ⅰ上运动的半长轴大于在轨道Ⅱ上运动的半径,也大于轨道Ⅲ的半长轴,根据开普勒第三定律可知,嫦娥三号在各轨道上稳定运行时的周期关系为TⅠTⅡTⅢ,故A正确,B错误;嫦娥三号在由高轨道降到低轨道时,都要在P点进行“刹车制动”,所以经过P点时,在三个轨道上的线速度关系为vⅠvⅡvⅢ,所以C错误;由于嫦娥三号在P点时的加速度只与所受到的月球引力有关,故D正确。

5.设地球半径为R,a为静止在地球赤道上的一个物体,b为一颗近地绕地球做匀速圆周运动的人造卫星,c为地球的一颗同步卫星,其轨道半径为r。下列说法正确的是()

A.a与c的线速度大小之比为r

B.a与c的线速度大小之比为R

C.b与c的周期之比为r

D.b与c的周期之比为R

答案D

解析物体a与同步卫星c角速度相等,由v=rω可得,二者线速度之比为Rr,选项A、B均错误;而b、c均为卫星,由T=2πr3G

6.有a、b、c、d四颗地球卫星,a在地球赤道上未发射,b在地面附近近地轨道上正常运动,c是地球同步卫星,d是高空探测卫星。各卫星排列位置如图,则有()

A.a的向心加速度等于重力加速度g

B.b在相同时间内转过的弧长最长

C.c在4h内转过的圆心角是π

D.d的运行周期有可能是20h

答案B

解析对于卫星a,根据万有引力定律、牛顿第二定律列式可得Gm地mr2-FN=ma向,又因为Gm地mr2=mg,故卫星a的向心加速度小于重力加速度g,选项A错误;由Gm地mr2=mv2r得,v=Gm

7.

太阳系以外存在着许多恒星与行星组成的双星系统,它们运行的原理可以理解为,质量为m0的恒星和质量为m的行星(m0m),在它们之间的万有引力作用下有规律地运动着。如图所示,我们可认为行星