1、一、选择题1(2014凉山联考)最近美国宇航局公布了开普勒探测器最新发现的一个奇特的行星系统，命名为“开普勒11行星系统”，该系统拥有6颗由岩石和气体构成的行星，行星围绕一颗叫做“Kepler11”的类太阳恒星运行。经观测，其中被称为“Kepler11b”的行星与“Kepler11”之间的距离是日地距离的，“Kepler11”的质量是太阳质量的k倍，则“Kepler11b”的公转周期和地球公转周期的比值是()AN3k1 BN3kCNk DNk2(2014桑植联考)“嫦娥一号”是我国首次发射的探月卫星，它在距月球表面高度为200 km的圆形轨道上运行，运行周期为127分钟。已知引力常量G6.67
2、1011 Nm2/kg2，月球半径约为1.74103 km。利用以上数据估算月球的质量约为()A8.11010 kg B7.41013 kgC5.41019 kg D7.41022 kg3(2014浙江高考)长期以来“卡戎星(Charon)”被认为是冥王星唯一的卫星，它的公转轨道半径r119 600 km，公转周期T16.39天。2006年3月，天文学家新发现两颗冥王星的小卫星，其中一颗的公转轨道半径r248 000 km，则它的公转周期T2最接近于()A15天B25天C35天D45天4(2014西工大附中一模)“探路者”号宇宙飞船在宇宙深处飞行过程中，发现A、B两颗均匀球形天体，两天体各有一
3、颗靠近其表面飞行的卫星，测得两颗卫星的周期相等，以下判断正确的是()A天体A、B的质量一定不相等B两颗卫星的线速度一定相等C天体A、B表面的重力加速度之比等于它们的半径之比D天体A、B的密度一定不相等5(2014天津高考)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6(2014福建高考)若有一颗“宜居”行星，其质量为地球的p倍，半径为地球的q倍，则该行星卫星的环绕速度是地球卫星环绕速度的()A. 倍 B. 倍C. 倍 D.
4、倍7(2014绵阳模拟)如图所示，质量相同的三颗卫星a、b、c绕地球做匀速圆周运动，其中b、c在地球的同步轨道上，a距离地球表面的高度为R，此时a、b恰好相距最近。已知地球质量为M、半径为R，地球自转的角速度为，万有引力常量为G，则()A发射卫星b时速度要大于11.2 km/sB卫星a的机械能大于卫星b的机械能C卫星a和b下一次相距最近还需经过tD若要卫星c与b实现对接，可让卫星c加速8(2014广东高考)如图所示，飞行器P绕某星球做匀速圆周运动，星球相对飞行器的张角为，下列说法正确的是()A轨道半径越大，周期越长B轨道半径越大，速度越大C若测得周期和张角，可得到星球的平均密度D若测得周期和轨
5、道半径，可得到星球的平均密度9(2015厦门质检)2013年6月13日，北京时间6月13日13时18分，“天宫一号”目标飞行器与“神舟十号”飞船在离地面343 km的近地圆轨道上进行了我国第5次载人空间交会对接。“神舟十号”航天员成功开启“天宫一号”目标飞行器舱门，聂海胜、张晓光、王亚平以漂浮姿态进入“天宫一号”。下列说法正确的是()A航天员以漂浮姿态进入“天宫一号”，说明航天员不受地球引力作用B完成对接后组合体的运行速度小于7.9 km/sC王亚平在“天宫一号”中讲课时可以用弹簧秤悬挂测一杯水的重力D完成对接后的组合体运行的加速度大于9.8 m/s210(2014泸州调研)中国首颗月球探测卫
6、星“嫦娥一号”简化后的路线示意图如图所示。卫星由地面发射后，先经过地面发射轨道进入地球附近的停泊轨道做匀速圆周运动；然后从停泊轨道经过调控进入地月转移轨道；到达月球附近时，再次调控进入工作轨道做匀速圆周运动，这时卫星将开始对月球进行探测。已知地球与月球的质量之比为a，卫星的停泊轨道与工作轨道的轨道半径之比为b。则下列说法中正确的是()A卫星在停泊轨道和工作轨道运行的速度之比为B卫星在停泊轨道和工作轨道运行的周期之比为C卫星在停泊轨道运行的速度小于地球的第一宇宙速度D卫星从停泊轨道调控进入地月转移轨道过程卫星机械能守恒二、非选择题11(2014四川高考)石墨烯是近些年发现的一种新材料，其超高强度
7、及超强导电、导热等非凡的物理化学性质有望使21世纪的世界发生革命性的变化，其发现者由此获得2010年诺贝尔物理学奖。用石墨烯制作超级缆绳，人类搭建“太空电梯”的梦想有望在本世纪实现。科学家们设想，通过地球同步轨道站向地面垂下一条缆绳至赤道基站，电梯仓沿着这条缆绳运行，实现外太空和地球之间便捷的物资交换。(1)若”太空电梯”将货物从赤道基站运到距地面高度为h1的同步轨道站，求轨道站内质量为m1的货物相对地心运动的动能。设地球自转角速度为，地球半径为R。(2)当电梯仓停在距地面高度h24R的站点时，求仓内质量m250 kg的人对水平地板的压力大小。取地面附近重力加速度g10 m/s2，地球自转角速
8、度7.3105 rad/s，地球半径R6.4103 km。12(2014重庆高考)如图为“嫦娥三号”探测器在月球上着陆最后阶段的示意图。首先在发动机作用下，探测器受到推力在距月面高度为h1处悬停(速度为0，h1远小于月球半径)；接着推力改变，探测器开始竖直下降，到达距月面高度为h2处的速度为v；此后发动机关闭，探测器仅受重力下落至月面。已知探测器总质量为m(不包括燃料)，地球和月球的半径比为k1，质量比为k2，地球表面附近的重力加速度为g。求：(1)月球表面附近的重力加速度大小及探测器刚接触月面时的速度大小；(2)从开始竖直下降到刚接触月面时，探测器机械能的变化。1解析：选C根据万有引力提供向
9、心力有mr，可得公转周期T ，设太阳的质量为M，日地距离为r，则有“Kepler11b”的公转周期TT，C正确。2解析：选D根据万有引力提供“嫦娥一号”圆周运动的向心力有Gmr2，得中心天体月球的质量M，代入轨道半径rRh1.94106 m，周期T127 min12760 s7 620 s，引力常量G6.671011 Nm2/kg2，可得月球质量M7.41022 kg，D正确。3解析：选B由开普勒第三定律得32，代入解得T224.5天，最接近于B，B正确。4解析：选C由题意得，卫星靠近天体表面飞行，卫星的轨道半径约等于天体的半径，则有GmR，得M，T相等，R不一定相等，所以天体A、B的质量不一
10、定相等，A错误；天体的密度为，联立得到，可见，与天体的半径无关，由于两颗卫星的周期相等，则天体A、B的密度一定相等，D错误；卫星的线速度为v，T相等，而R不一定相等，线速度不一定相等，B错误；天体A、B表面的重力加速度等于卫星的向心加速度，有mamgm2R，解得g，可见天体A、B表面的重力加速度之比等于它们的半径之比，C正确。5解析：选A同步卫星的周期与地球的自转周期相同，若地球的自转周期变大，那么同步卫星的角速度将变小，D错误；根据万有引力提供向心力，有Gm2(Rh)mam，角速度变小，同步卫星离地高度将变大，A正确；由aG可知，同步卫星的向心加速度将减小，B错误；由v 可知，线速度将变小，
11、C错误。6解析：选C第一宇宙速度又叫环绕速度，即绕星球表面飞行的卫星的速度，根据万有引力提供向心力得，解得v ，所以 ，C正确。7解析：选C发射人造卫星的速度要小于第二宇宙速度，如果大于11.2 km/s，卫星将摆脱地球引力环绕太阳飞行，A错误；卫星a需要加速才能到达b轨道，故卫星a的机械能小于卫星b的机械能，B错误；卫星a和b再一次相距最近时满足ab2，即(ab)t2，b为同步卫星，角速度与地球自转角速度相等，a的角速度根据得Gm2R得知a ，代入可解得所经历时间t，C正确；卫星加速，将做离心运动，不可能实现对接，D错误。8解析：选AC由G mmr2得v ，T2 ，可知，轨道半径越大，线速度
12、越小，周期越大，A正确，B错误；若测得周期和轨道半径，由Gmr2可知，可以测得星球的质量，但由于星球的半径未知，因此不能求得星球的平均密度，D错误；若测得张角，可求得星球半径R与轨道半径r的比值为sin ，由Gmr2和得，3，C正确。9解析：选B航天员以漂浮姿态进入“天宫一号”，处于完全失重状态，但地球对他的万有引力仍然存在，提供他随“天宫一号”围绕地球做圆周运动的向心力，A错误；第一宇宙速度为最大环绕速度，“天宫一号”的线速度一定小于第一宇宙速度7.9 km/s，B正确；“天宫一号”处于完全失重状态，不能用弹簧秤悬挂测一杯水的重力，C错误；由mgG得g，则知卫星的轨道半径越大，所在处的重力加
13、速度越小，完成对接后的组合体运行的加速度等于轨道处的重力加速度，一定小于地球表面的重力加速度9.8 m/s2，D错误。10解析：选AC卫星圆周运动的向心力由万有引力提供，则v ，T2 ，A正确，B错误；地球的第一宇宙速度是近地卫星的环绕速度，是地球卫星的最大运行速度，C正确；卫星从停泊轨道进入地月转移轨道过程中有其他形式的能量转化为机械能，机械能不守恒，D错误。11解析：(1)设货物相对地心的距离为r1，线速度为v1，则r1Rh1v1r1货物相对地心的动能Ekm1v联立式得Ekm12(Rh1)2(2)设地球质量为M，人相对地心的距离为r2，向心加速度为an，受地球的万有引力为F，则r2Rh2an2r2FGg设水平地板对人的支持力大小为N，人对水平地板的压力大小为N，则FNm2anNN联立式并代入数据得N11.5 N答案：(1)m12(Rh1)2(2)11.5 N12解析：(1)设地球质量和半径分别为M和R，月球的质量、半径和表面附近的重力加速度分别为M、R和g，探测器刚接触月面时的速度大小为vt。由mgG和mgG得gg由vv22gh2得vt。(2)设机械能变化量为E，动能变化量为Ek，重力势能变化量为Ep，由EEkEp有Emmgh1得Emv2mg(h1h2)答案：见解析
