2020年高考物理最新考点模拟试题：天体的自转问题(解析版)
【高考复习】2020版高考物理 考点规范练习本12 天体运动与人造卫星(含答案解析)
2020版高考物理考点规范练习本12天体运动与人造卫星1.人造地球卫星在绕地球做圆周运动的过程中，下列说法中正确的是( )A．卫星离地球越远，角速度越大B．同一圆轨道上运行的两颗卫星，线速度大小一定相同C．一切卫星运行的瞬时速度都大于7.9 km/sD．地球同步卫星可以在以地心为圆心、离地高度为固定值的一切圆轨道上运动2.研究表明，地球自转在逐渐变慢，3亿年前地球自转的周期约为22小时，假设这种趋势会持续下去，地球的其他条件都不变，未来人类发射的地球同步卫星与现在的相比( ) A．距地面的高度变大B．向心加速度变大C．线速度变大D．角速度变大3.火星和地球绕太阳运行的轨道可近似视为圆形，若已知火星和地球绕太阳运行的周期之比，则由此可求得( )A．火星和地球受到太阳的万有引力之比B．火星和地球绕太阳运行速度大小之比C．火星和地球表面的重力加速度之比D．火星和地球的第一宇宙速度之比4.下图为航天飞机飞行示意图,关闭动力的航天飞机在月球引力作用下经椭圆轨道向月球靠近,并将与空间站在B处对接。
已知空间站绕月球做匀速圆周运动,轨道半径为r,周期为T,引力常量为G,则下列说法正确的是( )A.图中航天飞机在靠近B处的过程中,月球引力做负功B.航天飞机在B处由椭圆轨道可直接进入空间站轨道C.航天飞机经过B处时的加速度与空间站经过B处时的加速度不相等D.根据题中条件可以算出月球质量5.理论研究表明第二宇宙速度是第一宇宙速度的倍。
某火星探测器悬停在距火星表面高度为h处时关闭发动机,做自由落体运动,经时间t落到火星表面。
已知引力常量为G,火星的半径为R。
若不考虑火星自转的影响,要使探测器脱离火星飞回地球,则探测器从火星表面起飞时的速度至少为( )A.7.9 km/sB.11.2 km/sC.D.6.已知地球的质量约为火星质量的10倍,地球的半径约为火星半径的2倍,则航天器在火星表面附近绕火星做匀速圆周运动的速率约为( )A.3.5 km/sB.5.0 km/sC.17.7 km/sD.35.2 km/s7.如图所示，“嫦娥三号”探测器发射到月球上要经过多次变轨，最终降落到月球表面上，其中轨道Ⅰ为圆形．下列说法正确的是( )A．探测器在轨道Ⅰ运行时的加速度大于月球表面的重力加速度B．探测器在轨道Ⅰ经过P点时的加速度小于在轨道Ⅱ经过P点时的加速度C．探测器在轨道Ⅰ的运行周期大于在轨道Ⅱ的运行周期D．探测器在P点由轨道Ⅰ进入轨道Ⅱ必须点火加速8.引力波的发现证实了爱因斯坦100年前所做的预测.1974年发现了脉冲双星间的距离在减小就已间接地证明了引力波的存在．如果将该双星系统简化为理想的圆周运动模型，如图所示，两星球在相互的万有引力作用下，绕O点做匀速圆周运动．由于双星间的距离减小，则( )A．两星的运动周期均逐渐减小B．两星的运动角速度均逐渐减小C．两星的向心加速度均逐渐减小D．两星的运动速度均逐渐减小9. (多选)我国发射的首个目标飞行器“天宫一号”，在高度约343 km的近圆轨道上运行，等待与“神舟十号”飞船进行对接．“神舟十号”飞船发射后经变轨调整后到达距“天宫一号”后下方距地高度约为330 km的近圆稳定轨道．图中为二者对接前在各自稳定圆周轨道上运行的示意图．二者运行方向相同，视为做匀速圆周运动，下列说法中正确的是( )A．为使“神舟十号”与“天宫一号”对接，可在当前轨道位置对“神舟十号”适当加速B．“天宫一号”所在处的重力加速度比“神舟十号”大C．“天宫一号”在发射入轨后的椭圆轨道运行阶段，近地点的速度大于远地点的速度D．在“天宫一号”内，太空健身器、体重计、温度计都可以正常使用10. (多选)如图所示,两星球相距为l,质量之比为m∶m B=1∶9,两星球半径远小于l。
2020年高考物理一轮复习文档：第5章天体运动第23讲含答案
第23讲天体运动的热点问题考点一卫星运行参量的分析与比较1．理想模型：认为卫星绕中心天体都做匀速圆周运动。
中心天体对卫星的万有引力提供向心力，即是匀速圆周运动的一种应用。
2．卫星的运行参数随轨道半径变化的规律由G Mm r 2＝ma ＝m v 2r ＝m ω2r ＝m 4π2T2r ＝m ·4π2n 2r 可得：v ＝GM r ω＝GM r 3T ＝4π2r 3GMn ＝GM4π2r3a ＝GM r 2?当r 增大时v 减小ω减小T 增大n 减小a 减小越高越慢3．地球同步卫星的六个“一定”4．三类地球卫星和赤道上相对地面静止的物体的运动特点(1)同步卫星的周期、轨道平面、高度、线速度、角速度、绕行方向均是固定不变的，常用于无线电通信，故又称通信卫星。
(2)极地卫星运行时每圈都经过南北两极，由于地球自转，极地卫星可以实现全球覆盖。
(3)近地卫星是在地球表面附近环绕地球做匀速圆周运动的卫星，其运行的轨道半径可近似认为等于地球的半径，其运行线速度约为7.9 km/s。
(4)赤道上的物体随地球自转而做匀速圆周运动，由万有引力和地面支持力的合力充当向心力(或者说由万有引力的分力充当向心力)，它的运动规律不同于卫星，但它的周期、角速度和绕行方向与同步卫星相同。
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．地球的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由T＝2π r3GM，得T地<T火，A错误；由v＝GMr得v地>v火，B错误；由a＝GMr2得a地>a火，C错误；由ω＝GMr3得ω地>ω火，D正确。
答案 D方法感悟a、v、ω、T均与卫星(或行星)的质量无关，只由轨道半径和中心天体质量共同决定，所有参量的比较，最终都归结到半径的比较。
2020年高考物理《天体运动》专题训练卷及答案解析
2020年高考物理天体运动专题训练卷1.金星、地球和火星绕太阳的公转均可视为匀速圆周运动，它们的向心加速度大小分别为a 金、a 地、a 火，它们沿轨道运行的速率分别为v 金、v 地、v 火。
已知它们的轨道半径R 金＜R 地＜R 火，由此可以判定A ．a 金＞a 地＞a 火B ．a 火＞a 球＞a 金C ．v 地＞v 火＞v 金D ．v 火＞v 地＞v 金解析 金星、地球和火星绕太阳公转时万有引力提供向心力，则有G MmR2＝ma ，解得a ＝G M R 2，结合题中R 金＜R 地＜R 火，可得a 金＞a 地＞a 火，选项A 正确，B 错误；同理，有G Mm R 2＝m v 2R，解得v ＝GMR，再结合题中R 金＜R 地＜R 火，可得v 金 ＞v 地＞v 火，选项C 、D 均错误。
答案 A2.若想检验“使月球绕地球运动的力”与“使苹果落地的力”遵循同样的规律，在已知月地距离约为地球半径60倍的情况下，需要验证A ．地球吸引月球的力约为地球吸引苹果的力的1/602B ．月球公转的加速度约为苹果落向地面加速度的1/602C ．自由落体在月球表面的加速度约为地球表面的1/6D ．苹果在月球表面受到的引力约为在地球表面的1/60解析 若想检验“使月球绕地球运动的力”与“使苹果落地的力”遵循同样的规律——万有引力定律，则应满足G Mmr2＝ma ，即加速度a 与距离r 的平方成反比，由题中数据知，选项B 正确，其余选项错误。
答案 B3.(多选)已知人造航天器在月球表面附近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θ，万有引力常量为G ，则A ．航天器的轨道半径为θsB ．航天器的环绕周期为2πtθC ．月球的质量为s 3Gt 2θD ．月球的密度为3θ24Gt2解析 根据几何关系得：r ＝sθ，故A 错误；经过时间t ，航天器与月球的中心连线扫过角度为θ，则：t T ＝θ2π，得：T ＝2πtθ，故B 正确；由万有引力充当向心力而做圆周运动，所以：GMm r 2＝mr 4π2T 2，所以：M ＝4π2r 3GT 2＝s 3Gt 2θ，故C 正确；人造航天器在月球表面附近绕月球做匀速圆周运动，月球的半径等于r ，则月球的体积：V ＝43πr 3，月球的密度为ρ＝M V ＝3θ24πGt2，故D 错误。
2020(人教版)高考物理复习 计算题专练 天体运动与航天(含答案解析)
2020(人教版)高考物理复习计算题专练天体运动与航天1.如图所示，质量分别为m和M的两个星球A和B在引力作用下都绕O点做匀速圆周运动，A和B两者中心之间的距离为L.已知A、B的中心和O三点始终共线，A和B分别在O的两侧．引力常量为G.(1)求两星球做圆周运动的周期；(2)在地月系统中，若忽略其他星球的影响，可以将月球和地球看成上述星球A和B，月球绕其轨道中心运行的周期记为T1.但在近似处理问题时，常常认为月球是绕地心做圆周运动的，这样算得的运行周期记为T2.已知地球和月球的质量分别为5.98×1024kg和7.35×1022 kg.求T2的平方与T1的平方的比值．(结果保留3位小数)2.在一水平放置的圆盘上面放有一劲度系数为k的弹簧，如图所示，弹簧的一端固定于轴O上，另一端挂一质量为m的物体A，物体与盘面间的动摩擦因数为μ.开始时弹簧未发生形变，长度为R，设最大静摩擦等于滑动摩擦，求：(1)盘的转速n0多大时，物体A开始滑动？(2)当转速达到2n0时，弹簧的伸长量Δx是多少？3.中国首个月球探测计划“嫦娥工程”预计在2019年实现月面无人采样返回，为载人登月及月球基地选址做准备．在某次登月任务中，飞船上备有以下实验仪器：A.计时表一只；B.弹簧秤一把；C.已知质量为m的钩码一个；D.天平一只(附砝码一盒)．“嫦娥”号飞船在接近月球表面时，先绕月球做匀速圆周运动，宇航员测量出绕行N圈所用的时间为t.飞船的登月舱在月球上着陆后，宇航员利用所携带的仪器又进行了第二次测量．已知万有引力常量为G，把月球看作球体．利用上述两次测量所得的物理量可求出月球的密度和半径．(1)宇航员进行第二次测量的内容是什么？(2)试推导月球的平均密度和半径的表达式(用上述测量的物理量表示)．4.如图所示，细绳一端系着质量M=8 kg的物体，静止在水平桌面上，另一端通过光滑小孔吊着质量m=2 kg的物体，M与圆孔的距离r=0.5 m，已知M与桌面间的动摩擦因数为0.2(设物体受到的最大静摩擦力等于滑动摩擦力)，现使物体M随转台绕中心轴转动，问转台角速度ω在什么范围时m会处于静止状态(g=10 m/s2)．5.宇航员到达某星球后,试图通过相关测量估测该星球的半径。
备战2020年高考物理一遍过考点22天体运动及人造卫星(含解析)(最新整理)
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天体运动及人造卫星内容 要求 要点解读环绕速度Ⅱ 知道环绕速度的概念，会推导星球表面的环绕速度。
第二宇宙速度和第三宇宙速度Ⅰ能分析识别三个宇宙速度及飞行器的运行速度. 经典时空观和相对论时空观Ⅰ尽管新课标全国卷没有考查过，建议考生识记两种时空观的区别。
常考题型有：赤道上的物体与同步卫星以及近地卫星的运动规律;宇宙速度和卫星变轨问题；双星或多星问题等。
一、人造地球卫星的轨道和同步卫星 1．人造地球卫星的轨道（1）轨道可以是椭圆，也可以是圆；是椭圆时，地心是椭圆的一个焦点;是圆时,地心必定是圆轨道的圆心.(2)轨道平面可以在赤道平面内（如同步卫星），也可以和赤道平面成任意角度。
2．同步卫星同步卫星是指相对地球“静止不动”的卫星。
同步卫星的六个“一定”： 轨道平面一定 轨道平面与赤道平面重合高度一定 距离地心的距离一定，h =4.225×104km ；距离地面的高度为3。
6×104km环绕速度一定 v =3。
08 km/s ，环绕方向与地球自转方向相同 角速度一定 57.310rad/s ω-=⨯周期一定与地球自转周期相同，常取T =24 h三、宇宙速度和卫星变轨问题的分析1．第一宇宙速度：v 1＝7.9 km/s ，既是发射卫星的最小发射速度，也是卫星绕地球运行的最大环绕速度。
2020版高考物理新优选大一轮人教通用版考点规范练：14 天体运动与人造卫星 Word版含解析
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������2 =mg,联立解得 ω= ������3 ,卫星高度低于同步卫星高度,则 ω>ω0,用 t 表示所需时间,则 ωt-ω0t=2π,所
A.a 的向心加速度等于重力加速度 g
π
B.c 在 4 h 内转过的圆心角为6 C.b 在相同的时间内转过的弧长最长 D.d 的运动周期可能是 23 h 答案 C
解析在地球赤道表面随地球自转的卫星,其所受万有引力提供重力和做圆周运动的向心力,a 的向心 加速度小于重力加速度 g,选项 A 错误;由于 c 为同步卫星,所以 c 的周期为 24 h,4 h 内转过的圆心角
考点规范练 14 天体运动与人造卫星
考点规范练第 26 页
一、单项选择题
1.已知地球的质量约为火星质量的 10 倍,地球的半径约为火星半径的 2 倍,则航天器在火星表面附近 绕火星做匀速圆周运动的速率约为( )
A.3.5 km/s
B.5.0 km/s
Байду номын сангаас
C.17.7 km/s
11.下图为嫦娥三号登月飞行的轨迹示意图,M 点为环地球运行椭圆轨道的近地点,N 点为环月球运行 椭圆轨道的近月点,a 为环月球运行的圆轨道,b 为环月球运行的椭圆轨道。下列说法正确的是( )
A.嫦娥三号在环地球轨道上的运行速度大于 11.2 km/s
B.嫦娥三号在 M 点进入地月转移轨道时应点火加速
解析航天飞机向月球靠近,月球引力做正功,故选项 A 错误;航天飞机沿椭圆轨道运动,在 B 处需开启
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【精品整理】2020年高考物理重难点专练05 天体运动与人造航天器(解析版)
重难点05 天体运动与人造航天器【知识梳理】考点一 天体质量和密度的计算1．解决天体（卫星）运动问题的基本思路（1）天体运动的向心力来源于天体之间的万有引力，即ma r mv r T m r m rMm G ====2222)2(πω（2）在中心天体表面或附近运动时，万有引力近似等于重力，即2R MmG mg =（g 表示天体表面的重力加速度）．（2）利用此关系可求行星表面重力加速度、轨道处重力加速度： 在行星表面重力加速度：2R Mm Gmg =，所以2R MG g = 在离地面高为h 的轨道处重力加速度：2)(h R Mm G g m +='，得2)(h R MG g +=' 2．天体质量和密度的计算（1）利用天体表面的重力加速度g 和天体半径R .由于2R Mm G mg =，故天体质量GgR M 2=天体密度：GRgV M πρ43==（2）通过观察卫星绕天体做匀速圆周运动的周期T 和轨道半径r .①由万有引力等于向心力，即r T m rMm G 22)2(π=，得出中心天体质量2324GT r M π=；②若已知天体半径R ，则天体的平均密度3233RGT r V M πρ== ③若天体的卫星在天体表面附近环绕天体运动，可认为其轨道半径r 等于天体半径R ，则天体密度23GT V M πρ==.可见，只要测出卫星环绕天体表面运动的周期T ，就可估算出中心天体的密度． 【重点归纳】 1.黄金代换公式（1）在研究卫星的问题中，若已知中心天体表面的重力加速度g 时，常运用GM ＝gR 2作为桥梁，可以把“地上”和“天上”联系起来．由于这种代换的作用很大，此式通常称为黄金代换公式． 2. 估算天体问题应注意三点（1）天体质量估算中常有隐含条件，如地球的自转周期为24 h ，公转周期为365天等． （2）注意黄金代换式GM ＝gR 2的应用． （3）注意密度公式23GTπρ=的理解和应用． 考点二 卫星运行参量的比较与运算 1．卫星的动力学规律由万有引力提供向心力，ma r mv r T m r m rMm G ====2222)2(πω2．卫星的各物理量随轨道半径变化的规律r GM v =；3r GM =ω；GMr T 32π=；2r GM a = （1）卫星的a 、v 、ω、T 是相互联系的，如果一个量发生变化，其它量也随之发生变化；这些量与卫星的质量无关，它们由轨道半径和中心天体的质量共同决定．（2）卫星的能量与轨道半径的关系：同一颗卫星，轨道半径越大，动能越小，势能越大，机械能越大．3．极地卫星和近地卫星（1）极地卫星运行时每圈都经过南北两极，由于地球自转，极地卫星可以实现全球覆盖． （2）近地卫星是在地球表面附近环绕地球做匀速圆周运动的卫星，其运行的轨道半径可近似认为等于地球的半径，其运行线速度约为7.9 km/s. （3）两种卫星的轨道平面一定通过地球的球心． 【重点归纳】1．利用万有引力定律解决卫星运动的一般思路 （1）一个模型天体（包括卫星）的运动可简化为质点的匀速圆周运动模型． （2）两组公式卫星运动的向心力来源于万有引力：ma r mv r T m r m rMm G ====2222)2(πω在中心天体表面或附近运动时，万有引力近似等于重力，即：2R MmGmg = （g 为星体表面处的重2．卫星的线速度、角速度、周期与轨道半径的关系⎪⎪⎩⎪⎪⎨⎧⇒⇒⎪⎪⎪⎪⎭⎪⎪⎪⎪⎬⎫====减小增大减小减小增大时当半径a T v r r GM a GM r T r GM r GM v ωπω2332 考点三 宇宙速度 卫星变轨问题的分析1．第一宇宙速度v 1＝7.9 km/s ，既是发射卫星的最小发射速度，也是卫星绕地球运行的最大环绕速度．2．第一宇宙速度的两种求法：（1）r mv r Mm G 212=，所以r GMv =1 （2）rmv mg 21=，所以gR v =1.3．第二、第三宇宙速度也都是指发射速度．4.当卫星由于某种原因速度突然改变时（开启或关闭发动机或空气阻力作用），万有引力不再等于向心力，卫星将变轨运行：（1）当卫星的速度突然增加时，r mv rMm G 22<，即万有引力不足以提供向心力，卫星将做离心运动，脱离原来的圆轨道，轨道半径变大，当卫星进入新的轨道稳定运行时由rGMv =可知其运行速度比原轨道时减小．（2）当卫星的速度突然减小时，r mv rMm G 22>，即万有引力大于所需要的向心力，卫星将做近心运动，脱离原来的圆轨道，轨道半径变小，当卫星进入新的轨道稳定运行时由rGMv =可知其运行速度比原轨道时增大．卫星的发射和回收就是利用这一原理．1.处理卫星变轨问题的思路和方法（1）要增大卫星的轨道半径，必须加速；（2）当轨道半径增大时，卫星的机械能随之增大．2.卫星变轨问题的判断：（1）卫星的速度变大时，做离心运动，重新稳定时，轨道半径变大．（2）卫星的速度变小时，做近心运动，重新稳定时，轨道半径变小．（3）圆轨道与椭圆轨道相切时，切点处外面的轨道上的速度大，向心加速度相同.3.特别提醒:“三个不同”（1）两种周期——自转周期和公转周期的不同（2）两种速度——环绕速度与发射速度的不同，最大环绕速度等于最小发射速度（3）两个半径——天体半径R和卫星轨道半径r的不同【限时检测】（建议用时：30分钟）1．（2019·新课标全国Ⅰ卷）在星球M上将一轻弹簧竖直固定在水平桌面上，把物体P轻放在弹簧上端，P由静止向下运动，物体的加速度a与弹簧的压缩量x间的关系如图中实线所示。
2020年高考物理天体运行问题归类解析
2020年高考天体运行问题归类解析陕西 三原 王春生万有引力定律是中学物理的重点内容，一直是高考的热点、重点。
试题重点考查学生对天体运行规律的掌握情况及应用以万有引力定律为核心的相关知识分析解决实际问题的能力水平。
2020年全国卷及各地市试卷均有对天体及其运行问题的题目，大多数试题属常规题型，仅少数试题物理背景较新颖，特别是全国理综Ⅱ第20题所涉及的“空间力学”问题拓展了万有引力定律的应用范围，建立了新的模型，并为力学知识的应用提供了更为广阔的领域。
1.【全国理综Ⅰ14】据报道，最近有太阳系外发现了首颗“宜居”行星，其质量约为地球质量的6.4倍，一个在地球表面重量为600N 的人在这个行星表面的重量将变为960N 。
由此可推知，该行星的半径与地球半径之比约为A ．0.5B ．2C ．3.2D ．4 【解析】依据重力等于万有引力有1121600mM G GR == ，2222960mM G G R == ， 又216.4M M = ，解得212R R = 。
【答案】B注：忽略星球自转，依据重力等于万有引力建立方程求解。
2*.【全国理综Ⅱ20】假定地球、月球都静止不动，用火箭从地球沿地月连线向月球发射一探测器。
假定探测器在地面附近脱离火箭。
用W 表示探测器从脱离火箭处飞到月球的过程中克服地球引力做的功，用E k 表示探测器脱离火箭时的动能，若不计空气阻力，则A ．E k 必须大于或等于W ，探测器才能到达月球B ．E k 小于W ，探测器也可能到达月球C ．E k =W/2，探测器一定能到达月球D ．E k =W/2，探测器一定不能到达月球【解析】该题与我们所学的天体运动模型不同，要求用所学力学知识处理在万有引力作用下的直线运动问题。
设探测器脱离火箭飞向月球到达平衡点O 的过程中，克服地球引力做功为'W 地，月球引力做功为'，并设探测器到达平衡点O 时的速度恰好为零，根据动能定理有''W W -=月地由题知'W W <地② 由①②得'k W E W +<月,又'0W >月，所以k E W <，选项A 错B 对； 设O 点到地球、月球的距离分别为1r 、2r ，探测器质量为m ，依据万有引力定律及二力平衡条件有2212mM mM G G r r =月地③81M M =月地 ④12r r L += ⑤解③④⑤得1910r L =⑥ 由⑥式及万有引力变化规律、功的定义知'910W W <月月 ⑦ 由④式及万有引力定律、功的定义知81W W =月 ⑧ （式中W 月为探测器到达月球全过程月球引力做功）。
2020届高考物理二轮复习刷题首选卷专题五万有引力与天体运动精练(含解析)(最新整理)
专题五万有引力与天体运动『经典特训题组』1．关于行星运动的规律，下列说法符合史实的是( )A．开普勒在牛顿定律的基础上，导出了行星运动的规律B．开普勒在天文观测数据的基础上，总结出了行星运动的规律C．开普勒总结出了行星运动的规律，找出了行星按照这些规律运动的原因D．开普勒总结出了行星运动的规律，发现了万有引力定律答案B解析开普勒在天文观测数据的基础上,总结出了行星运动的规律-—开普勒天体运动三定律，但没有找出行星按照这些规律运动的原因,牛顿发现了万有引力定律，A、C、D错误，B 正确。
2．关于环绕地球运动的卫星，下列说法正确的是（)A．分别沿圆轨道和椭圆轨道运行的两颗卫星，不可能具有相同的周期B．沿椭圆轨道运行的一颗卫星，在轨道不同位置可能具有相同的速率C．在赤道上空运行的两颗地球同步卫星,它们的轨道半径有可能不同D．沿不同轨道经过北京上空的两颗卫星,它们的轨道平面一定会重合答案B解析分别沿圆轨道和椭圆轨道运行的两颗卫星，当圆轨道的半径等于椭圆轨道的半长轴时，这两颗卫星具有相同的周期,A错误；沿椭圆轨道运行的一颗卫星,在轨道不同位置但距中心天体有相同距离时，具有相同的速率，B正确；在赤道上空运行的两颗地球同步卫星，它们的轨道半径一定相同，C错误；过地心和北京的轨道平面有无限个，故沿不同轨道经过北京上空的两颗卫星,它们的轨道平面不一定会重合，D错误。
3。
某行星和地球绕太阳公转的轨道均可视为圆轨道.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。
错误!错误! B.错误!错误!C.错误!错误! D。
错误!错误!答案B解析设地球绕太阳公转的周期为T1，轨道半径为r1，某行星绕太阳公转的周期为T2,轨道半径为r2，根据开普勒第三定律错误!＝错误!，由每过N年，该行星会运行到日地连线的延长线上可得NT1＝（N－1)T2，联立解得错误!＝错误!错误!，B正确.4．假定太阳系中一颗质量均匀、可看做球体的小行星,其自转可以忽略。
2020年高考物理一轮复习专题分类练习卷： 天体运动(含答案解析)
2020年高考物理一轮复习专题分类练习卷：天体运动题型一开普勒定律万有引力定律的理解与应用【例1】(2018·高考全国卷Ⅲ)为了探测引力波，“天琴计划”预计发射地球卫星P，其轨道半径约为地球半径的16倍；另一地球卫星Q的轨道半径约为地球半径的4倍．P与Q的周期之比约为()A．2∶1B．4∶1 C．8∶1 D．16∶1【变式1】(2017·高考全国卷Ⅱ)如图，海王星绕太阳沿椭圆轨道运动，P为近日点，Q为远日点，M、N为轨道短轴的两个端点，运行的周期为T0.若只考虑海王星和太阳之间的相互作用，则海王星在从P经M、Q到N的运动过程中()A．从P到M所用的时间等于T04B．从Q到N阶段，机械能逐渐变大C．从P到Q阶段，速率逐渐变小D．从M到N阶段，万有引力对它先做负功后做正功【变式2】(2019·徐州期中)牛顿在思考万有引力定律时就曾想，把物体从高山上水平抛出速度一次比一次大，落点一次比一次远．如果速度足够大，物体就不再落回地面，它将绕地球运动，成为人造地球卫星．如图所示是牛顿设想的一颗卫星，它沿椭圆轨道运动．下列说法正确的是()A．地球的球心与椭圆的中心重合B．卫星在近地点的速率小于在远地点的速率C．卫星在远地点的加速度小于在近地点的加速度D．卫星与椭圆中心的连线在相等的时间内扫过相等的面积【变式3】．(2018·高考北京卷)若想检验“使月球绕地球运动的力”与“使苹果落地的力”遵循同样的规律，在已知月地距离约为地球半径60倍的情况下，需要验证()A．地球吸引月球的力约为地球吸引苹果的力的1/602B．月球公转的加速度约为苹果落向地面加速度的1/602C．自由落体在月球表面的加速度约为地球表面的1/6D．苹果在月球表面受到的引力约为在地球表面的1/60题型二万有引力与重力的关系【例2】近期天文学界有很多新发现，若某一新发现的星体质量为m、半径为R、自转周期为T、引力常量为G.下列说法正确的是()A ．如果该星体的自转周期T <2πR 3Gm ，则该星体会解体 B ．如果该星体的自转周期T >2πR 3Gm，则该星体会解体 C ．该星体表面的引力加速度为 Gm R D ．如果有卫星靠近该星体表面做匀速圆周运动，则该卫星的速度大小为 Gm R【变式1】(2019·安徽皖南八校联考)一颗在赤道上空做匀速圆周运动运行的人造卫星，其轨半径上对应的重 力加速度为地球表面重力加速度的四分之一，则某一时刻该卫星观测到地面赤道最大弧长为(已知地球半径 为R ) ( )A.23πRB.12πRC.13πRD.14πR 【变式2】宇航员王亚平在“天宫1号”飞船内进行了我国首次太空授课，演示了一些完全失重状态下的物理现象．若飞船质量为m ，距地面高度为h ，地球质量为M ，半径为R ，引力常量为G ，则飞船所在处的重力加速度大小为( )A ．0B ．GM （R ＋h ）2C ．GMm （R ＋h ）2 D ．GM h 2 题型三 中心天体质量和密度的估算【例2】为了研究某彗星，人类先后发射了两颗人造卫星．卫星A 在彗星表面附近做匀速圆周运动，运行速 度为v ，周期为T ；卫星B 绕彗星做匀速圆周运动的半径是彗星半径的n 倍．万有引力常量为G ，则下列计 算不正确的是 ( )A ．彗星的半径为vT 2πB ．彗星的质量为v 3T 4πGC ．彗星的密度为3πGT 2D ．卫星B 的运行角速度为2πT n 3【变式1】(2018·高考全国卷Ⅱ)2018年2月，我国500 m 口径射电望远镜(天眼)发现毫秒脉冲星“J0318＋0253”， 其自转周期T ＝5.19 ms.假设星体为质量均匀分布的球体，已知万有引力常量为6.67×10－11 N·m 2/kg 2.以周期T 稳定自转的星体的密度最小值约为 ( )A ．5×109 kg/m 3B ．5×1012 kg/m 3C ．5×1015 kg/m 3D ．5×1018 kg/m 3 【变式2】我国计划于2019年发射“嫦娥五号”探测器，假设探测器在近月轨道上绕月球做匀速圆周运动，经过时间t (小于绕行周期)，运动的弧长为s ，探测器与月球中心连线扫过的角度为θ(弧度)，引力常量为G ，则( )A ．探测器的轨道半径为 θtB ．探测器的环绕周期为 πt θC ．月球的质量为 s 3Gt 2θD ．月球的密度为 3θ24Gt 题型四 卫星运行参量的比较与计算卫星运行参量的比较。
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2020年高考物理最新考点模拟试题：
天体的自转问题
（解析版）
一．选择题
1.(2018·广东第二次大联考)已知一质量为m 的物体分别静止在北极与赤道时对地面的压力差为ΔN ，假设地球是质量分布均匀的球体，半径为R 。
则地球的自转周期为( )
A ．T ＝2π mR ΔN
B ．T ＝2π ΔN mR
C ．T ＝2π m ΔN R
D ．T ＝2π R
m ΔN
【参考答案】A
【名师解析】在北极，物体所受的万有引力与支持力大小相等，在赤道处，物体所受的万有引
力与支持力的差值提供其随地球自转的向心力，由题意可得ΔN ＝mR ⎝ ⎛⎭
⎪⎫2πT 2，解得T ＝2π mR ΔN
，A 正确。
2 (2016·全国卷Ⅰ，17)利用三颗位置适当的地球同步卫星，可使地球赤道上任意两点之间保持无线电通讯，目前地球同步卫星的轨道半径约为地球半径的 6.6倍，假设地球的自转周期变小，若仍仅用三颗同步卫星来实现上述目的，则地球自转周期的最小值约为( )
A.1 h
B.4 h
C.8 h
D.16 h
【参考答案】B
【名师解析】 地球自转周期变小，卫星要与地球保持同步，则卫星的公转周期也应随之变小，由开普勒第三定律r 3
T
2＝k 可知卫星离地球的高度应变小，要实现三颗卫星覆盖全球的目的，则卫星周期最小时，由数学几何关系可作出他们间的位置关系如图所示。
卫星的轨道半径为r ＝R
sin 30°＝2R ，由r 31T 21＝r 32T 22得（6.6R ）3242＝（2R ）3
T 22。
解得T 2≈4 h。
选项B 正确。
3．（2018福建质检）位于贵州的“中国天眼”是目前世界上口径最大的单天线射电望远镜（FAST）。
通过FAST测得水星与太阳的视角为θ（水星、太阳分别与观察者的连线所夹的角），如图所示。
若最大视角的正弦值为k，地球和水星绕太阳的运动视为匀速圆周运动，则水星的公转周期为（）
A年 B年 C年D年
【参考答案】C
【考查内容】本题以利用“中国天眼”观察水星为载体，主要考查万有引力定律及其应用。
侧重考查推理能力，要求考生理解视角的定义，运用天体运动规律结合三角函数推理解决实际问题。
体现运动观念、科学推理、STSE等物理核心素养的考查，彰显中国正能量，渗透爱国主义教育，增强民族自豪感。
【名师解析】
本题应先理解最大视角的定义，即此时观察者与水星的连线应与水星轨迹相切，由三角函数可得sinθ=
r水
r地
，结合题中已知条件sinθ=k，由万有引力提供向心力G
mM
r2
=
4π2mr
T2
，联立可以解得C正确；也可结合开普勒第三定理求解。
若在运算过程中出错，可能错选A或B，若把最大视角错认为水星与太阳的连线垂直于观察者与太阳的连线时的视角，会错选D。
本题的解题关键是正确理解最大视角的定义，运用天体运动规律结合三角函数进行推理。
4．（2017广西五市考前冲刺）金星和地球在同一平面内绕太阳公转，且公转轨道均视为圆形，如图所示，在地球上观测，发现金星与太阳可呈现的视角（太阳与金星均视为质点，它们与眼。