高中物理人造卫星试题

我国第一颗月球探测卫星“嫦娥一号”在西昌卫星发射中心发射成功．在卫星绕月球做匀速圆周运动的过程中，下列说法中正确的是  

A．如果知道探测卫星的轨道半径和周期，再利用万有引力常量，就可以估算出月球的质量

B．如果有两颗这样的探测卫星，只要它们的绕行速率相等，不管它们的质量、形状差别多大，它们绕行半径与周期都一定是相同的

C．如果两颗探测卫星在同一轨道上一前一后沿同一方向绕行，只要后一卫星向后喷出气体，则两卫星一定会发生碰撞

D．如果一绕月球飞行的宇宙飞船，宇航员从舱中缓慢地走出，并离开飞船，飞船因质量减小，所受万有引力减小，则飞船速率减小

(8分)我国“神舟”号飞船由运载火箭送入近地点为A、远地点为B的椭圆轨道上．近地点A距地面高度为h₁，实施变轨后，进入预定圆轨道，如图所示．在预定圆轨道上飞行n圈所用时间为t，之后返回．已知地球表面重力加速度为g，地球半径为R，求：
(1)飞船在近地点A的加速度为多大?
(2)远地点B距地面的高度为多少?

如图所示是中国探月工程的两颗卫星的轨道比较图，其中“嫦娥一号”卫星已于2009年3月1日16时13分，在北京航天飞控中心科技人员的精确控制下，成功撞击月球，为中国探月一期工程画上了圆满的句号。作为“嫦娥一号”的姐妹星“嫦娥二号”卫星也将于2010年底发射升空，从而拉开中国探月二期工程的序幕。下列有关探月卫星的说法正确的是（　）

A．从图中轨道高度可知“嫦娥一号”卫星在轨运行速度比“嫦娥二号”在轨运行速度大

B．从图中轨道高度可知“嫦娥一号”卫星所在位置的重力加速度比“嫦娥二号”所在位置的重力加速度小

C．“嫦娥一号”卫星在图示轨道上运行时的加速度大于地球表面的重力加速度

D．“嫦娥一号”卫星在绕月轨道上经过加速变轨，才能靠近月球

我国发射的"嫦娥一号"探月卫星沿近似于圆形的轨道绕月飞行。为了获得月球表面全貌的信息，让卫星轨道平面缓慢变化。卫星将获得的信息持续用微波信号发回地球。设地球和月球的质量分别为，地球和月球的半径分别为，月球绕地球的轨道半径和卫星绕月球的轨道半径分别为，月球绕地球转动的周期为。假定在卫星绕月运行的一个周期内卫星轨道平面与地月连心线共面，求在该周期内卫星发射的微波信号因月球遮挡而不能到达地球的时间。（用表示，忽略月球绕地球转动对遮挡时间的影）。

（1）求出卫星绕地心运动周期T．
（2）设地球自转周期T₀，该卫星绕地旋转方向与地球自转方向相同，不考虑太阳光照的影响，则在赤道上一点的人能连续看到该卫星的时间是多少？

探月飞船进入地月转移轨道后关闭推进器，会依靠惯性沿地球与月球的连心线飞往月球。在飞行途中飞船中会经过一个特殊的点P，在这一点飞船所受到的地球对它的引力与月球对它的引力正好抵消（不考虑其他星体对飞船的引力作用）已知地球质量为M₁，月球质量为M₂，地球中心与月球中心之间的距离为 r．
（1）试分析在探月飞船靠惯性飞行到达P点的过程中，飞船的动能如何变化？飞船的加速度如何变化？
（2）P点距离地球中心多远？

2008年9月25日21时10分“神舟七号”载人飞船发射升空，进人预定轨道绕地球自西向东作匀速圆周运动，运行轨道距地面343Km．绕行过程中，宇航员进行了一系列科学实验，实现了我国宇宙航行的首次太空行走．在返回过程中，9月28日17时30分返回舱主降落伞打开，17时38分安全着陆．下列说法正确的是      （   ）

A．飞船做圆周运动的圆心与地心重合

B．载人飞船轨道高度小于地球同步卫星的轨道高度

C．载人飞船绕地球作匀速圆周运动的速度略大于第一宇宙速度7.9km／s

D．在返回舱降落伞打开后至着地前宇航员处于失重状态

据报道，美国和俄罗斯的两颗卫星2009年2月10日在太空相撞，相撞地点位于西伯利亚上空约805km处。相撞卫星的碎片形成太空垃圾，并在卫星轨道附近绕地球运转，国际空间站的轨道在相撞事故地点下方434km处。若把两颗卫星和国际空间站的轨道均看作圆形轨道，上述报道的事故中以下说法正确的是       （   ）

A．这两颗相撞卫星相撞前是一前一后运行在同一轨道上

B．两颗卫星相撞时加速度不同

C．两相撞卫星的运行速度均大于国际空间站的速度

D．两相撞卫星的运行周期均大于国际空间站的运行周期

自1957年前苏联第一颗人造卫星上天后，迄今人类向太空发射的航天器已经超过4000枚．它们进入轨道后，有的因失去时效而报废，有的因出现故障而失灵，但都仍旧在太空漫游，形成了大量的太空垃圾．在太阳活动期，地球大气会受太阳风的影响而扩张而使一些在大气层外绕地球飞行的太空垃圾被大气包围，而开始向地面下落。大部分太空垃圾在落地前已经燃烧成灰烬，但体积较大的太空垃圾则会落到地面上，对人类造成危害。太空垃圾下落的原因是          （   ）

A．大气的扩张使垃圾受到的万有引力增大而导致下落

B．太空垃圾在燃烧过程中质量不断减小，根据牛顿第二运动定律，向心加速度不断增大，由此导致下落

C．太空垃圾在大气阻力作用下速度减小，做圆运动所需的向心力将小于实际的万有引力，过大的万有引力将垃圾拉向了地面

D．太空垃圾的上表面受到的大气压力大于其下表面受到的大气压力，这种压力差将它推向地面

北京时间9月27日16时34分，在发射升空43个小时后，神舟七号接到开舱指令，中国航天员开始了中国人第一次舱外活动。中国人的第一次太空行走共进行了19分35秒。期间，翟志刚与飞船一起飞过了9165公里。这意味着，翟志刚成为中国“飞得最高、走得最快”的人。地球半径R取6400Km。地球表面重力加速度（g取10m/s2）
（1）试估算飞船离地面的高度。（结果保留两位有效数字）
（2）试估算飞船在轨道上运行时间的向心加速度。（结果保留两位有效数字）

(1)求该星球表面的重力加速度；
(2)若测得该星球的半径为R=6×10⁶m，宇航员要在该星球上发射一颗探测器绕其做匀速圆周运动，则探测器运行的最大速度为多大？
(3)取地球半径R₀=6.4×10⁶mm，地球表面的重力加速度g₀=10m/s²，求该星球的平均密度与地球的平均密度之比ρ/ρ₀。

2007年10月24日18时05分，中国第一颗探月卫星“嫦娥一号”在西昌卫星发射中心成功升空。已知月球半径为R，若“嫦娥一号”到达月球表面附近后，地面控制中心将其速度调整为v时恰能绕月球做匀速圆周运动。将月球视为质量分布均匀的球体，则月球表面的重力加速度为（       ）

A．

B．

C．

D．

理论证明，取离星球中心无穷远处为引力势能的零势点时，则物体在距离星球中心为r处的引力势能可表示为：．G为万有引力常数，M、m表示星球与物体的质量，而万有引力做的功则为引力势能减少．已知月球质量为M、半径为R，探月飞船的总质量为m，月球表面的重力加速度为g，万有引力常数G．
求飞船在距月球表面H（H>R/3）高的环月轨道运行时的速度；
设将飞船从月球表面发送到上述环月轨道的能量至少为E．有同学提出了一种计算此能量E的方法：根据，将（1）中的代入即可．请判断此方法是否正确，并说明理由，如不正确，请给出正确的解法与结果．（不计飞船质量的变化及其他天体的引力和月球的自转）

某颗人造地球卫星离地面的高度是地球半径的倍，那么该卫星运行速度是地球第一宇宙速度的            （   ）

A．倍

B．倍

C．倍

D．倍