高考物理每周一练:万有引力和天体运动

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　　第一天
　　太阳系各行星几乎在同一平面内沿同一方向绕太阳做圆周运动．当地球恰好运行到某地外行星和太阳之间，且三者几乎排成一条直线的现象，天文学称为“行星冲日”．据报道，2014年各行星冲日时间分别是：1月6日木星冲日；4月9日火星冲日；5月11日土星冲日；8月29日海王星冲日；10月8日天王星冲日．已知地球及各地外行星绕太阳运动的轨道半径如下表所示，则下列判断正确的是（）

	地球	火星	木星	土星	天王星	海王星
轨道半径(AU)	1.0	1.5	5.2	9.5	19	30

        　　A. 各地外行星每年都会出现冲日现象
　　B．在2015年内一定会出现木星冲日
　　C．天王星相邻两次冲日的时间间隔为土星的一半
　　D．地外行星中，海王星相邻两次冲日的时间间隔最短
　　练习：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r1＝19600km，公转周期T1＝6.39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r2＝48000km，则它的公转周期T2最接近于（）
　　A．15天  B．25天  C．35天  D．45天
        　　第二天
　　假设地球可视为质量均匀分布的球体．已知地球表面重力加速度在两极的大小为g0，在赤道的大小为g；地球自转的周期为T，引力常量为G.地球的密度为（）
       

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　　练习：在科学研究中，科学家常将未知现象同已知现象进行比较，找出其共同点，进一步推测未知现象的特性和规律．法国物理学家库仑在研究异种电荷的吸引力问题时，曾将扭秤的振动周期与电荷间距离的关系类比单摆的振动周期与摆球到地心距离的关系．已知单摆摆长为l，引力常量为G，地球质量为M，摆球到地心的距离为r，则单摆振动周期T与距离r的关系式为（）
       

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        　　第三天
　　如图13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θ，下列说法正确的是（ ）

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　　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．若测得周期和轨道半径，可得到星球的平均密度
　　练习：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
        　　第四天
　　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．3.5km/s  B．5.0km/s  C．17.7km/s  D．35.2km/s
       

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        　　第五天
　　题7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球表面高度为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到月面，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：
       

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        　　（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．
       

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        　　第六天
　　万有引力定律揭示了天体运行规律与地上物体运动规律具有内在的一致性．
　　（1）用弹簧秤称量一个相对于地球静止的小物体的重量，随称量位置的变化可能会有不同的结果．已知地球质量为M，自转周期为T，万有引力常量为G.将地球视为半径为R、质量均匀分布的球体，不考虑空气的影响．设在地球北极地面称量时，弹簧秤的读数是F0.
　　a.若在北极上空高出地面h处称量，弹簧秤读数为F1，求比值F1/F0的表达式，并就h＝1.0%R的情形算出具体数值（计算结果保留两位有效数字）；
　　b.若在赤道地面称量，弹簧秤读数为F2，求比值F2/F0的表达式．
　　（2）设想地球绕太阳公转的圆周轨道半径r、太阳的半径Rs和地球的半径R三者均减小为现在的1.0%，而太阳和地球的密度均匀且不变．仅考虑太阳和地球之间的相互作用，以现实地球的1年为标准，计算“设想地球”的1年将变为多长．
　　练习：已知地球的自转周期和半径分别为T和R，地球同步卫星A的圆轨道半径为h，卫星B沿半径为r（r＜h）的圆轨道在地球赤道的正上方运行，其运行方向与地球自转方向相同．求：
　　（1）卫星B做圆周运动的周期；
　　（2）卫星A和B连续地不能直接通讯的最长时间间隔（信号传输时间可忽略）．

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        　　第一天
       

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            第二天
       

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            第三天
       

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            第四天
       

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            第五天
       

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            第六天
       

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