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1、选择题 如图,火星和地球绕太阳的运动可以近似看作为在同一平面内的同方向的匀速圆周运动,已知火星轨道半径r1=2.3×1011m,地球轨道半径为r2=1.5×1011m,根据你所掌握的物理和天文知识,估算火星与地球相邻两次相距最近的最短时间间隔约为

[? ]
A.1年?
B.2年?
C.3年?
D.4年
参考答案:A
本题解析:
本题难度:一般
2、选择题 第一次通过实验比较准确地测出万有引力常量的科学家和所做的实验是( ? )
A.牛顿地月实验
B.伽利略斜塔实验
C.牛顿扭秤实验
D.卡文迪许扭秤实验
参考答案:D
本题解析:
本题难度:一般
3、简答题 据报道,美国航空航天局在2008年发射“月球勘测轨道器(LRO)”,LRO在距月球表面h高度运行周期为T,已知月球的半径为R,请用已知量写出月球质量和表面重力加速度表达式(引力常量为G)
参考答案:(1)月球勘测轨道器绕月球做匀速圆周运动,万有引力提供向心力,
由牛顿第二定律得:GMm(R+h)2=m(2πT)2(R+h),
解得,月球质量M=4π2(R+h)3GT2;
(2)忽略月球自转的影响,万有引力等于重力,
在月球表面:GMm′R2=m′g,
月球表面的重力加速度g=4π2(R+h)3T2R2;
答:月球质量M=4π2(R+h)3GT2,月球表面重力加速度g=4π2(R+h)3T2R2.
本题解析:
本题难度:一般
4、选择题 2010年10月1日,“嫦娥二号”卫星发射成功。作为我国探月工程二期的技术先导星,“嫦娥二号”的主要任务是为“嫦娥三号”实现月面软着陆开展部分关键技术试验,并继续进行月球科学探测和研究。如图所示,“嫦娥二号”卫星的工作轨道是100km环月圆轨道Ⅰ,为对“嫦娥三号”的预选着陆区——月球虹湾地区(图中B点正下方)进行精细成像,“嫦娥二号”在A点将轨道变为椭圆轨道Ⅱ,使其近月点在虹湾地区正上方B点,大约距月面15km。下列说法中正确的是?
?
A.沿轨道Ⅱ运动的周期小于沿轨道Ⅰ运动的周期
B.在轨道Ⅱ上A点的加速度等于在轨道Ⅰ上A点的加速度
C.在轨道Ⅱ上A点的速度大于在轨道Ⅰ上A点的速度
D.完成任务后,卫星返回工作轨道Ⅰ时,在A点需加速
参考答案:ABD
本题解析:由公式
得
,半径越大,周期越大,故沿轨道Ⅱ运动的周期小于沿轨道Ⅰ运动的周期,A正确,由公式
得
,故在轨道Ⅱ上A点的加速度等于在轨道Ⅰ上A点的加速度,B正确,由公式
得
,故在轨道Ⅱ上A点的速度等于在轨道Ⅰ上A点的速度,C错误,当由低轨道向高轨道运动时需要加速逃逸,所以D正确,
故选ABD
点评:本题是卫星类型的问题,常常建立这样的模型:环绕天体绕中心天体做匀速圆周运动,
本题难度:一般
5、填空题 我们的银河系的恒星中大约四分之一是双星。某双星由质量不等的星体A和B构成,两星在相互之间的万有引力作用下绕两者连线上某一定点C做匀速圆周运动。由天文观察测得其运动周期为T,A和B的距离为r,已知引力常量为G。由此可求出两星的质量之和为?。
参考答案:
本题解析:设两颗恒星的质量分别为
,做圆周运动的半径分别为
,角速度分别为
.根据题意有
①?
②
根据万有引力定律和牛顿定律,有

联立以上各式解得?
⑤
根据解速度与周期的关系知
?⑥
联立③⑤⑥式解得
⑦
点评:本题是双星问题,与卫星绕地球运动模型不同,两颗星都绕同一圆心做匀速圆周运动,关键抓住条件:相同的角速度和周期.
本题难度:简单