(12分)如圖為宇宙中有一個(gè)恒星系的示意圖，A為該星系的一顆星，它繞中央恒星O運(yùn)動(dòng)軌道近似為圓，天文學(xué)家觀測得到A行星運(yùn)動(dòng)的軌道半徑為R，周期為T   

(1)中央恒星O的質(zhì)量是多大?
(2)長期觀測發(fā)現(xiàn)，A行星實(shí)際運(yùn)動(dòng)的軌道與圓軌道總存在一些偏離，且周期性地每隔t時(shí)間發(fā)生一次最大的偏離，天文學(xué)家認(rèn)為形成這種現(xiàn)象的原因可能是A行星外側(cè)還存在著一顆未知的行星B(假設(shè)其運(yùn)行軌道與A在同一平面內(nèi)，且與A的繞行方向相同)，它對A行星的萬有引力引起A軌道的偏離．根據(jù)上述現(xiàn)象及假設(shè)，預(yù)測未知行星B繞中央恒星O運(yùn)行軌道半徑有多大?

某恒星遠(yuǎn)處有一顆行星，靠近行星周圍有眾多的衛(wèi)星，且相對均勻地分布于行星周圍。假設(shè)衛(wèi)星繞行星的運(yùn)動(dòng)是勻速圓周運(yùn)動(dòng)，通過天文觀測，測得離該行星最近的一顆衛(wèi)星運(yùn)動(dòng)的軌道半徑為，周期為。已知萬有引力常量為G。
（1）求該行星的質(zhì)量；
（2）通過天文觀測，發(fā)現(xiàn)離該行星很遠(yuǎn)處還有一顆衛(wèi)星，其運(yùn)動(dòng)的軌道半徑為，周期為，試估算該行星周圍眾多衛(wèi)星的總質(zhì)量。
（3）通過天文觀測發(fā)現(xiàn)，某一時(shí)刻行星跟距離自己最近的衛(wèi)星以及距離自己很遠(yuǎn)的衛(wèi)星正好分布在一條直線上，求再經(jīng)過多長時(shí)間它們又將分布在一條直線上。

（１１分）人們通過對月相的觀測發(fā)現(xiàn)，當(dāng)月球恰好是上弦月時(shí)，如圖甲所示，人們的視線方向與太陽光照射月球的方向正好是垂直的，測出地球與太陽的連線和地球與月球的連線之間的夾角為θ.當(dāng)月球正好是滿月時(shí)，如圖乙所示，太陽、地球、月球大致在一條直線上且地球在太陽和月球之間，這時(shí)人們看到的月球和在白天看到的太陽一樣大(從物體兩端引出的光線在人眼光心處所成的夾角叫做視角，物體在視網(wǎng)膜上所成像的大小決定于視角)．已知嫦娥飛船貼近月球表面做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的周期為T，月球表面的重力加速度為g0，試估算太陽的半徑．

（10分）已知月球的質(zhì)量是地球質(zhì)量的，月球半徑是地球半徑的，在月球表面16m處讓質(zhì)量m=50kg的物體自由下落，（已知地球表面的重力加速度g=10m/s²）。求：
（1）月球表面的重力加速度是多大？
（2）物體下落到月球表面所用的時(shí)間t是多少？
（3）月球的第一宇宙速度是地球的第一宇宙速度的多少倍？

（12分）2008年9月25日21時(shí)10分，神舟七號飛船成功發(fā)射，共飛行2天20小時(shí)27分鐘，繞地球飛行45圈后，于9月28日17時(shí)37分安全著陸．航天員翟志剛著“飛天”艙外航天服，在劉伯明的配合下，成功完成了空間出艙活動(dòng)，進(jìn)行了太空行走．出艙活動(dòng)結(jié)束后，釋放了伴飛衛(wèi)星，并圍繞軌道艙進(jìn)行伴飛試驗(yàn)．神舟七號是由長征—2F運(yùn)載火箭將其送入近地點(diǎn)為A、遠(yuǎn)地點(diǎn)為B的橢圓軌道上，實(shí)施變軌后，進(jìn)入預(yù)定圓軌道，其簡化的模擬軌道如圖所示．假設(shè)近地點(diǎn)A距地面高度為h，飛船在預(yù)定圓軌道上飛行n圈所用時(shí)間為t，地球表面的重力加速度為g，地球半徑為R，試求：

（1）飛船在近地點(diǎn)A的加速度a_A大��；
（2）飛船在預(yù)定圓軌道上飛行速度v的大小．

（9分）我國“神舟”六號宇宙飛船已經(jīng)發(fā)射成功，當(dāng)時(shí)在飛船控制中心的大屏幕上出現(xiàn)的一幅衛(wèi)星運(yùn)行軌跡圖，如圖所示，它記錄了“神舟”六號飛船在地球表面垂直投影的位置變化。圖中表示在一段時(shí)間內(nèi)飛船繞地球圓周飛行四圈，依次飛經(jīng)中國和太平洋地區(qū)的四次軌跡①、②、③、④，圖中分別標(biāo)出了各地點(diǎn)的經(jīng)緯度（如：在軌跡①通過赤道時(shí)的經(jīng)度為西經(jīng)156°，繞行一圈后軌跡②再次經(jīng)過赤道時(shí)經(jīng)度為180°……），若已知地球半徑為R，地球表面處的重力加速度g，地球自轉(zhuǎn)周期為24h，根據(jù)圖中的信息：

（1）如果飛船運(yùn)行周期用T表示，試寫出飛船離地面高度的表達(dá)式
（2）飛船運(yùn)行一周，地球轉(zhuǎn)過的角度是多少？
（3）求飛船運(yùn)行的周期

(14分) 神舟五號載人飛船在繞地球飛行的第5圈進(jìn)行變軌，由原來的橢圓軌道變?yōu)榫嗟孛娓叨萮的圓形軌道，已知地球半徑R，地面處的重力加速度為g．求飛船在上述圓軌道上運(yùn)行的周期T．

（15分）宇航員在地球表面以一定初速度豎直上拋一小球，經(jīng)過時(shí)間t小球落回原處；若他在某星球表面以相同的初速度豎直上拋同一小球，需經(jīng)過時(shí)間5t小球落回原處。（取地球表面重力加速度g₁＝10m/s²，空氣阻力不計(jì), 該星球的半徑與地球半徑之比為R_星∶R_地＝1∶4） 求：
（1）求該星球表面附近的重力加速度g₂
（2）求該星球的質(zhì)量與地球質(zhì)量之比M_星∶M_地
（3）求該星球近地環(huán)繞速度與地球近地環(huán)繞速度比v_星∶v_地

太陽圍繞銀河系中心的運(yùn)動(dòng)可視為勻速圓周運(yùn)動(dòng)，其運(yùn)動(dòng)速度約為地球公轉(zhuǎn)速度的7倍，軌道半徑約為地球公轉(zhuǎn)道半徑的2×10⁹倍，為了粗略估算銀河系中恒星的數(shù)目，可認(rèn)為銀河系中所有恒星的質(zhì)量都集中在銀河系中心，且銀河系中恒星的平均質(zhì)量約等于太陽質(zhì)量，則銀河系中恒星數(shù)目約為

(12分)⑴開普勒行星運(yùn)動(dòng)第三定律指出：行星繞太陽運(yùn)動(dòng)的橢圓軌道的半長軸a的三次方與它的公轉(zhuǎn)周期T的二次方成正比，即＝k，k是一個(gè)對所有行星都相同的常量，將行星繞太陽的運(yùn)動(dòng)按圓周運(yùn)動(dòng)處理，請你推導(dǎo)出太陽系中該常量k的表達(dá)式；(已知引力常量為G，太陽的質(zhì)量為。)
⑵開普勒定律不僅適用于太陽系，它對一切具有中心天體的引力系統(tǒng)(如地月系統(tǒng))都成立，經(jīng)測定月地距離為3.84×10⁸m，月球繞地球運(yùn)動(dòng)的周期為2.36×10⁶s，試計(jì)算地球的質(zhì)量。(引力常量為G＝6.67×10^－11N·m²/kg²，結(jié)果保留一位有效數(shù)字。)