2008年全國及各省市高考理綜試題試題和物理試題中，幾乎都有天體運行問題，這些問題的編制背景涉及“嫦娥1號”、雙星、同步衛星運行、估算等四個方面。
一、“嫦娥1號”問題
1．奔月：涉及奔月問題的有廣東物理Ａ卷第12題和海南物理第12題。
例1（08廣東物理12題）圖1是“嫦娥一號奔月”示意圖，衛星發射后通過自帶的小型火箭多次變軌，進入地月轉移軌道，最終被月球捕獲，并開展對月球的探測，下列說法正確的是（ ）
A．發射“嫦娥一號”的速度必須達到第三宇宙速度
B．在繞月圓軌道上，衛星周期與衛星質量有關
C．衛星受月球的引力與它到月球中心距離的平方成反比
D．在繞月圓軌道上，衛星受地球的引力大于受月球的引力
分析與求解：該題以“嫦娥一號”從地面發射后由繞地運行，經多次變軌，到繞月運行這一奔月全過程為背景設置問題，考查了學生對“宇宙速度”、衛星運行周期、萬有引力定律、圓周運動的向心力等概念或規律的理解，幾乎囊括了萬有引力定律和圓周運動規律運用的各個方面，試題背景新穎，問題設置全面。
發射“嫦娥一號”，首先要使其繞地運行，所以其速度只要達到第一宇宙速度（7．9km/s）即可，故A錯。設月球質量為M，衛星質量為m，在繞月圓軌道上運行時的運行周期為T，軌道半徑為r，則由萬有引力定律及牛頓第二定律有：，由此式可見，衛星的繞月運行周期與衛星質量無關，故B錯。不管衛星在何軌道運行，它受月球的引力總是符合萬有引力定律的，即引力大小與它到月球中心的距離平方成反比，故C對。當衛星在繞月圓軌道上運行時，其向心力是由月球對它的萬有引力提供的，顯然，這個力遠遠大于地球對衛星的引力，否則，它不會繞月運行，故D錯。
例2（08海南12題）一探月衛星在地月軌道上運行，某一時刻正好處于地心和月心的連線上，衛星在該處所受地球引力與月球引力之比為4:1，已知地球與月球的質量之比約為81:1，則此處到地心與到月心的距離之比約為 。
分析與求解：此題只是把對萬有引力定律的考查，放到了衛星奔月這一比較時髦背景之中，對衛星與地球、衛星與月球分別運用萬有引力定律列式，然后運用題中的兩個比例可算知：衛星到地心與到月心的距離之比約為9:2。
2．繞月：涉及繞月問題的是北京理綜第17題
例3（08北京理綜第17題）據媒體報道，嫦娥一號衛星環月工作軌道為圓軌道，軌道高200km，運行周期為127分鐘。若還知道引力常量和月球半徑，僅利用以上條件不能求出的是（ ）
A．月球表面的重力加速度
B．月球對衛星的吸引力
C．衛星繞月運行的速度
D．衛星繞月運行的加速度
分析與求解：本題借媒體給出了嫦娥一號環月工作軌道的高度和運行周期，加上引力常量和月球半徑，這就相當已知了環月軌道半徑、環繞運行（勻速圓周運動）的周期、引力常量、月球半徑四個量，要求對依據這四個量根據相關物理規律、概念所能求知的物理量進行判斷。同例1一樣，幾乎涉及了天體運行類問題所有知識和方法，綜合性較強，題干采用逆向設問，顯得靈活新穎。
設月球質量為M，半徑為R，月面重力加速度為g，衛星高度位h，運行周期為T，速度為v，加速度為a，月球對衛星的吸引力為F。
由有萬有引力定律及牛頓第二定律有：，由此式可求知月球的質量M。由“黃金代換公式”有：
，由此式可求知月面重力加速度g。由線速度的定義式有：
，由此式可求知衛星繞月運行的速度。由萬有引力定律及牛頓第二定律有：
，由此式可求知繞月運行的加速度。
由萬有引力定律有：，由此式看，由于不知也不可求知衛星質量m，因此，不能求出月球對衛星的吸引力。故，本題選B。
3．探月：以探月為背景設置問題的是全國理綜卷II第25題
例4（08全國理綜卷II第25題）我國發射的“嫦娥一號”探月衛星沿近似于圓形的軌道飛行。為了獲得月球表面全貌的信息，讓衛星軌道平面緩慢變化。衛星將獲得的信息持續用微波信號發回地球。設地球和月球的質量分別為M和m，地球和月球的半徑分別為R和R1，月球繞地球的軌道半徑和衛星繞月球的軌道半徑分別為r和r1，月球繞地球轉動的周期為T。假定在衛星繞月運行的一個周期內衛星軌道平面與地月連心線共面，求在該周期內衛星發射的微波信號因月球遮擋而不能到達地球的時間（用M、m、R、R1．r、r1和T表示，忽略月球繞地球轉動對遮擋的影響）
分析與求解：本題以衛星探月為背景設置問題，巧妙地將對萬有引力定律、圓周運動等知識的考查放在衛星發射的信號被月球遮擋這一情景中。解答中，學生除要對天體運行，圓周運動的概念、規律有透徹的理解外，更需較強的空間想象能力和幾何作圖能力，正確作出信號被遮擋過程中地球、月球、衛星的運行位置示意圖至關重要。
如圖2所示，兩個實心圓分別代表地球和月球，O、O/分別是其圓心，虛線圓代表衛星繞月軌道，作地球、月球圓的公切線交于A，分別交繞月軌道于B、E，由于忽略月球繞地球轉動對遮擋的影響，由圖可知，衛星在圓弧BE段運行時發射的信號將被月球遮擋，設這段時間為t，衛星的繞月周期為T1，衛星質量為mo，引力常量為G。對月球繞地球運行和衛星繞月球的運行分別運用萬有引力定律、牛頓第二定律有：
……．（1） ……（2）
由周期的意義有：………（3）
由幾何關系有：……（4）
……（5）
解以上五式得：
二、同步衛星問題
例5（08山東理綜第18題）據報道，我國數據中繼衛星“天鏈一號01星”于2008年4月25日在西昌衛星發射中心發射升空，經過4次變軌控制后，于5月1日成功定點在東經77o赤道上空的同步軌道。關于成功定點后的“天鏈一號01星”，下列說法正確的是（ ）
A．運行速度大于7．9km/s
B．離地面高度一定，相對地面靜止
C．繞地球運行的角速度比月球繞地球運行的角速度大
D．向心加速度于靜止在赤道上物體的向心加速度大小相等
分析與求解：本題以2008年5月1日成功定點后的“天鏈一號01星”為背景設置問題，考查學生對同步衛星相關知識、圓周運動的角速度、向心加速度的理解，時代感較強。
由于衛星是在離地面一定高度處運行，由公式可求得衛星運行速度，顯然。
由公式可求得：，由于G、M、T、、R均是定值，故衛星軌道高度一定，由于與地球自轉同步，即運行周期等于地球自轉周期，所以它想對地面靜止。
同步衛星繞地球運行的周期（地球自轉周期）為1天，而月球繞地球運行的周期為1月，由角速度的定義式可知，衛星繞地球運行的角速度大于月球繞地球運行的角速度。
由公式有：，由此可以看出，衛星繞地球運行的向心加速度小于赤道上隨地球自轉物體的向心加速度。
故，本題選BC
例6（08四川理綜第20題）1990年4月25日，科學家將哈勃天文望遠鏡送上距地球表面約600km的高空，使得人類對宇宙中星體的觀測與研究有了極大進展。假設哈勃望遠鏡沿圓軌道繞地球運行。已知地球半徑為6．4106m，利用地球同步衛星與地球表面距離為3．6107m。這一事實可得到哈勃望遠鏡繞地運行的周期，以下數據中最接近其運行周期的是
A．0．6小時 B．1．6小時 C．4．0小時 D．24小時
分析與求解：本題以哈勃望遠鏡繞地運行為背景設置問題，借助同步衛星距地高度估算哈勃望遠鏡繞地運行周期，題型比較新穎。
對哈勃望遠鏡繞地球的運行和同步衛星繞地球的運行分別運用公式，將題中已知數據及同步衛星周期為24小時這一隱含條件帶入，可解得哈勃望遠鏡繞地運行的周期約為1．616小時，因此，本題選B。
其實，只要學生有哈勃望遠鏡的相關知識（周期為97分鐘），本題不用推算，也可直接選出答案。
三、雙星問題
例7(08寧夏理綜第23題)天文學家將相距較近，僅在彼此的引力作用下運行的兩顆行星稱為雙星。雙星系統在銀河系中很普遍。利用雙星系統中兩顆恒星的運行特征可推算出他們的總質量。已知某雙星系統中兩顆恒星圍繞他們連線上某一固定點分別作勻速圓周運動，周期為T，兩顆恒星之間的距離為r，試推算這個雙星系統的總質量。
分析與求解：雙星問題、三星問題在以前的高考試題中曾出現過，如2004年全國理綜卷I第17題，2006年廣東物理17題、天津理綜第25題等，這些問題中，隱含的條件為各星運行周期相同、軌道為同心圓。本題背景雖不新穎，但設問比較巧妙。
設兩星的質量分別為m1．m2，軌道半徑分別為r1．r2，運行周期為T。
對m1的運行有：……（1）
對m2的運行有：……（1）
依題意有：……(3)
解以上三式得：雙星系統的總質量為
四、估算問題
例8（08全國理綜卷I1第7題）已知太陽到地球與地球到月球的距離的比值約為390，月球繞地球旋轉的周期約為27天．利用上述數據以及日常的天文知識，可估算出太陽對月球與地球對月球的萬有引力的比值約為（ ）
A．0．2 B．2 C．20 D．200
分析與求解：設太陽與地球的距離為R，地球到月球的距離為r，太陽的質量為M，地球的質量為m，月球的質量為mo，地球繞太陽運行的周期為T，月球繞地球運行的周期為t。考慮到太陽到地球與地球到月球的距離的比值為390，可認為太陽到月球的距離等于太陽到地球的距離，是R（這是求解本題的關鍵）。由萬有引力定律知，太陽對月球的引力與地球對月球的引力之比為：。對地球繞太陽的圓周運動和月球繞地球的圓周運動分別運用萬有引力定律、牛頓第二定律有：和。代入題中的t=27天和T=365天（天文學常識），解以上三式可得：F1/F2=2．19，故本題選B。
2008高考試題中，還有上海物理和江蘇理綜涉及天體運行問題。
嫦娥一號探月衛星的發射圓了中國人幾千年來的探月夢，同步衛星通信是信息化時代實現信息交流的重要手段，這些都使航天技術成為社會的熱點，天體運行問題自然也就成為高考試題的重要來源。天體問題的求解，一是對基本公式和黃金代換公式的理解和熟練運用。二是培養空間想象能力。三是平時注意收集航天技術及天體研究的有關信息，關注航天技術動態。
