高中物理人造卫星试题

如图所示，赤道上随地球自转的物体A、赤道上空的近地卫星B、地球同步卫星C，它们的运动都可视为匀速圆周运动，比较三个物体的运动情况，以下判断正确的是

A．三者线速度的大小关系为v_A＜v_C＜v_B
B．三者角速度的大小关系为ω_A＝ω_B＞ω_C
C．三者的周期关系为T_A＜T_B＜T_C
D．三者向心加速度大小关系为a_A＞a_B＞a_C

“嫦娥一号”探月卫星在环绕月球的极地轨道上运动，由于月球的自转，因而“嫦娥一号”卫星能探测到整个月球表面。2007年12月11日“嫦娥一号”卫星的CCD相机已对月球背面进行成像探测，并获得了月球背面部分区域的影像图。卫星在绕月极地轨道上做圆周运动时距月球表面高为H，绕行的周期为T_M；月球绕地公转的周期为T_E，半径为R₀；地球半径为R_E，月球半径为R_M。
试解答下列问题：
（1）若忽略地球及太阳引力对绕月卫星的影响，试求月球与地球的质量之比。
（2）若当绕月极地轨道的平面与月球绕地公转的轨道平面垂直，也与地心到月心的连线垂直（如图所示）时，探月卫星将向地球发送所拍摄的照片。已知光速为c，则此照片信号由探月卫星传送到地球最短需要多长时间?

我国将要发射一颗绕月运行的探月卫星“嫦娥1号”。设该卫星的轨道是圆形的且贴近月球表面、已知月球的质量约为地球质量的 ，月球的半径约为地球半径的，地球上的第一宇宙速度约为7．9 km/s，则该探月卫星绕月运行的速率约为    (    ) 

A．1.8 km/s

B．0.4 km/s

C．11 km/s

D．36 km/s

2009年被确定为国际天文年，以此纪念伽利略首次用望远镜观测星空400周年。从伽利略的“窥天”创举，到20世纪发射太空望远镜——天文卫星，天文学发生了巨大飞跃。2009年5月14日，欧洲航天局又发射了两颗天文卫星，它们飞往距离地球约160万千米的第二拉格朗日点（图中L₂）。L₂点处在太阳与地球连线的外侧，在太阳和地球的引力共同作用下，卫星在该点能与地球同步绕太阳运动（视为圆周运动），且时刻保持背对太阳和地球的姿势，不受太阳的干扰而进行天文观测。不考虑其它星球影响，下列关于工作在L₂点的天文卫星的说法中正确的是                 （   ）

A．它绕太阳运行的周期比地球绕太阳运行的周期大

B．它绕太阳运行的角速度比地球绕太阳运行的角速度小

C．它绕太阳运行的线速度与地球绕太阳运行的线速度相等

D．它绕太阳运行的向心加速度比地球绕太阳运行的向心加速度大

我国发射的“嫦娥一号”探测卫星沿地月转移轨

道到达月球，在距月球表面200km的P点进行第一次“刹车制动”后被月球捕获，进入椭圆轨道Ⅰ绕月飞行，如图所示。之后，卫星在P点又经过两次“刹车制动”，最终在距月球表面200km的圆形轨道Ⅲ上绕月球做匀速圆周运动。则下面说法正确的是   

A．卫星在轨道Ⅲ上运动到P点的速度大于沿轨道Ⅰ运动到P点时的速度

B．如果已知“嫦娥一号” 在轨道Ⅲ运动的轨道半径、周期和引力常数G就可以求出月球的质量

C．卫星在轨道Ⅱ上运动时在P点受的万有引力小于该点所需的向心力。

D．卫星在轨道Ⅲ上运动到P点的加速度等于沿轨道Ⅰ运动到P点时的加速度

在四川汶川的抗震救灾中，我国自主研制的“北斗一号”卫星导航系统，在抗震救灾中发挥了巨大作用。北斗导航系统又被称为“双星定位系统”，具有导航、定位等功能。“北斗”系统中两颗工作卫星均绕地心O在同一轨道上做匀速圆周运动，轨道半径为r，某时刻两颗工作卫星分别位于轨道上的A、B两位置（如图所示）．若卫星均顺时针运行，地球表面处的重力加速度为g，地球半径为R，不计卫星间的相互作用力．则以下判断中错误的是（  ）

A．这两颗卫星的加速度大小相等，均为
B．卫星1向后喷气就一定能追上卫星2
C．卫星1由位置A运动到位置B所需的时间为
D．卫星1由位置A运动到位置B的过程中万有引力做功为零

“嫦娥一号”探月卫星绕地运行一段时间后，离开地球飞向月球。如图所示是绕地飞行的三条轨道，轨道1是近地圆形轨道，2和3是变轨后的椭圆轨道。A点是2轨道的近地点，B点是2轨道的远地点，卫星在轨道1的运行速率为 7.7km/s，则下列说法中正确的是

A．卫星在2轨道经过A点时的速率一定大于7.7km/s

B．卫星在2轨道经过B点时的速率一定大于7.7km/s

C．卫星在3轨道所具有的机械能小于2轨道所具有的机械能

D．卫星在3轨道所具有的最大速率小于2轨道所具有的最大速率

北斗卫星导航系统是中国正在实施的自主发展、独立运行的全球卫星导航系统。2010年1月17日凌晨在西昌成功发射了第三颗北斗导航卫星，这是一颗地球同步卫星。若第一颗北斗导航卫星绕地球做圆周运动的周期为12小时，则两颗卫星相比较 （   ）

A．第三颗北斗卫星的高度一定比第一颗北斗卫星的高

B．第三颗北斗卫星的速度一定比第一颗北斗卫星的大

C．第三颗北斗卫星的加速度一定比第一颗北斗卫星的大

D．第三颗北斗卫星的向心力一定比第一颗北斗卫星的大

利用水流和太阳能发电，可以为人类提供清洁能源。水的密度，太阳光垂直照射到地面上时的辐射功率，地球表面的重力加速度取g=10m／s²。
（1）三峡水电站发电机输出的电压为18kV。若采用500kV直流电向某地区输电5.0×10⁶kW，要求输电线上损耗的功率不高于输送功率的5％，求输电线总电阻的最大值；
（2）发射一颗卫星到地球同步轨道上（轨道半径约为地球半径的6.6）利用太阳能发电，然后通过微波持续不断地将电力输送到地面，这样就建成了宇宙太阳能发电站。求卫星在地球同步轨道上向心加速度的大小；
（3）三峡水电站水库面积约1.0×10⁹m²，平均流量Q=1.5×l0⁴m³／s，水库水面与发电   机所在位置的平均高度差h=l00m，发电站将水的势能转化为电能的总效率。在地球同步轨道上，太阳光垂直照射时的辐射功率为10P₀。太阳能电池板将太阳能转化为电能的效率=20％，将电能输送到地面的过程要损失50％。若要使（2）中的宇宙太阳能发电站的发电能力与三峡电站相当，卫星上太阳能电池板的面积至少为影大?

飞船在轨道上运行时，由于受大气阻力的影响，飞船飞行轨道高度逐渐降低，为确保正常运行，一般情况下在飞船飞行到第30圈时，控制中心启动飞船轨道维持程序．则可采取的具体措施是:

A．启动火箭发动机向前喷气，进入高轨道后与前一轨道相比，运行速度增大

B．启动火箭发动机向后喷气，进入高轨道后与前一轨道相比，运行速度减小

C．启动火箭发动机向前喷气，进入高轨道后与前一轨道相比，运行周期增大

D．启动火箭发动机向后喷气，进入高轨道后与前一轨道相比，运行周期增大

两颗人造地球卫星A和B，分别在不同轨道上绕地球做匀速圆周运动，两卫星的轨道半径分别为r_A和r_B，且r_A> r_B，则A和B两卫星比较，下列说法正确的是

A．卫星A受到地球引力较小	B．卫星A的运行速率较小
C．卫星B的运动周期较大	D．卫星A的机械能较大

2008年9月我国成功发射了“神州七号”载人飞船。为了观察“神舟七号“的运行和宇航员仓外活动情况，飞船利用弹射装置发射一颗“伴星“。伴星经调整后，和”神舟七号“一样绕地球做匀速圆周运动，但比“神舟七号“离地面稍高一些，如图所示，那么：

A．伴星的运行周期比“神舟七号“稍大一些

B．伴星的运行速度比“神舟七号“稍大一些

C．伴星的运行角速度比“神舟七号“稍大一些

D．伴星的向心加速度比“神舟七号“稍大一些

已知万有引力常量G，地球的半径R，地球表面重力加速度g，地球自转周期T，不考虑地球自转对重力的影响。利用以上条件不可能求的物理量有

A．地球的质量和密度

B．地球同步卫星的轨道高度

C．第一宇宙速度

D．第三宇宙速度

因“光纤之父”高锟的杰出贡献，早在1996年中国科学院紫金山天文台就将一颗于1981年12月3日发现的国际编号为“3463”的小行星命名为“高锟星”。假设高锟星为均匀的球体，其质量为地球质量的1/k倍，半径为地球半径的1/q倍，则“高锟星”表面的重力加速度是地球表面的重力加速度的 [       ]

A．q/k倍

B．k/q倍

C．q^2/k倍

D．k^2/q倍

自1957年世界上发射第一颗人造卫星以来，人类的活动范围逐步扩展，现在已经能成功地把探测器送到火星上。我国已实现了载人航天飞行，成功发射了探月卫星并着手实施登月计划。下列说法中正确的是

A．牛顿以天体之间普遍存在着引力为依据，运用严密的逻辑推理，建立了万有引力定律，并根据大量实验数据得出了系数G的大小

B．若地球卫星的轨道越高，其运行速度越小，周期越大

C．地球同步卫星距地面的高度为定值且可以定点在北京正上空运行

D．若已知引力常量G、探月卫星到月球中心的距离r和绕月球运行的周期T，可估算月球的质量