2020届高考物理复习曲线运动万有引力和航天高频考点强化练（四）天体运动问题（含解析）

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1、天体运动问题(45分钟　100分)一、选择题(本题共10小题，每小题6分，共60分。1～5题为单选题，6～10题为多选题)1.假设地球和火星都绕太阳做匀速圆周运动，已知地球到太阳的距离小于火星到太阳的距离，那么(　　)A.地球公转周期大于火星的公转周期B.地球公转的线速度小于火星公转的线速度C.地球公转的加速度小于火星公转的加速度D.地球公转的角速度大于火星公转的角速度【解析】选D。万有引力充当地球和火星绕太阳做圆周运动的半径，G=mr，G=m，G=ma，G=mω2r，可得T=2π，a=，v=，ω=，地球到太阳的距离小于火星到太

2、阳的距离，所以地球公转周期小于火星公转周期，地球公转的线速度、加速度、角速度均大于火星公转的线速度、加速度、角速度，选项A、B、C错误，选项D正确。2.假设火星探测器在火星表面附近圆轨道运行的周期为T1，神舟飞船在地球表面附近的圆形轨道运行周期为T2，火星质量与地球质量之比为P，火星半径与地球半径之比为q，则T1与T2之比为(　　)A.　　B.　　C.　　D.【解析】选D。本题考查万有引力定律应用及考生的理解能力、推理能力。由万有引力提供向心力G=m()2r知，周期T=，代入数据可解得==，正确的选项为D。3.(2018·晋城模

3、拟)甲、乙两颗卫星绕地球做圆周运动，轨道在同一平面内，甲的轨道半径是乙轨道半径的k(k>1)倍，两卫星的绕行方向相同，某时刻两卫星相距最近，经过t时间两卫星再次距离最近，已知地球的质量为M，引力常量为G，则乙的轨道半径为(　　)A.B.C.D.【解析】选C。设乙的轨道半径为R，则G=mR()2，得T1=2π，同理可得甲运动的周期T2=2π，由题意知-=1，求得R=，选项C正确。4.月球探测器在环绕月球运行过程中，设探测器运行的轨道半径为r，运行速率为v，当探测器在飞越月球上一些环形山中的质量密集区上空(　　)A.r、v都将略微减

4、小B.r、v都将保持不变C.r将略微减小，v将略微增大D.r将略微增大，v将略微减小【解析】选C。当探测器在飞越月球上一些环形山中的质量密集区上空时，受到的万有引力即向心力会变大，故探测器的轨道半径会减小，由v=得出运行速率v将增大，故选项C正确。5.宇宙中两个星球可以组成双星，它们只在相互间的万有引力作用下，绕球心连线的某点做周期相同的匀速圆周运动。根据宇宙大爆炸理论，双星间的距离在不断缓慢增加，设双星仍做匀速圆周运动，则下列说法错误的是(　　)A.双星相互间的万有引力减小B.双星做圆周运动的角速度增大C.双星做圆周运动的周期

5、增大D.双星做圆周运动的半径增大【解析】选B。距离增大万有引力减小，A正确；由m1r1ω2=m2r2ω2及r1+r2=r得，r1=，r2=，可知D正确；F=G=m1r1ω2=m2r2ω2，r增大F减小，r1增大，故ω减小，B错；由T=知C正确。6.一人造地球卫星在某轨道上绕地球做匀速圆周运动，现其轨道半径增大为原来的3倍，其他条件不变，仍绕地球做匀速圆周运动，则(　　)A.根据T=，可知卫星运动的周期将增大为原来的3倍B.根据ω=，可知卫星运动的角速度将减小为原来的C.根据F=G，可知卫星所需的向心力将减小为原来的D.根据F=G

6、和F=m，可知卫星运动的线速度将减小为原来的【解析】选C、D。根据F=G=mr=mω2r=m可知：T=∝可知卫星运动的周期将增大为原来的3倍，选项A错误；ω=可知，卫星运动的角速度将减小为原来的，选项B错误；F=G可知，卫星所需的向心力将减小为原来的，选项C正确；v=可知，卫星运动的线速度将减小为原来的，选项D正确；故选C、D。7.如图所示，卫星发射后通过自带的小型火箭多次变轨，进入地月转移轨道，最终被月球引力捕获，成为绕月卫星，并开展对月球的探测。下列说法正确的是(　　)A.发射“嫦娥三号”的速度必须达到第三宇宙速度B.在绕月

7、圆轨道上，卫星周期与卫星质量有关C.卫星受月球的引力与它到月球中心距离的平方成反比D.在绕月圆轨道上，卫星受地球的引力小于受月球的引力【解析】选C、D。“嫦娥三号”要想脱离地球的束缚而成为月球的卫星，其发射速度必须达到第二宇宙速度，若发射速度达到第三宇宙速度，“嫦娥三号”将脱离太阳系的束缚，故选项A错误；在绕月球运动时，月球对卫星的万有引力完全提供向心力，则G=m，T=2π，即卫星周期与卫星质量无关，故选项B错误；卫星所受月球的引力F=G，故选项C正确；在绕月圆轨道上，卫星受地球的引力小于受月球的引力，故选项D正确。8.P1、P

8、2为相距遥远的两颗行星，距各自表面相同高度处各有一颗卫星S1、S2做匀速圆周运动。图中纵坐标表示行星对周围空间各处物体的引力产生的加速度a，横坐标表示物体到行星中心的距离r的平方，两条曲线分别表示P1、P2周围的a与r2的反比关系，它们左端点横坐标相同，则(