高中物理人造卫星试题

中国首个月球探测计划“嫦娥工程”预计在2017年送机器人上月球，实地采样送回地球，为载人登月及月球基地选址做准备。设想我国宇航员随“嫦娥”号登月飞船绕月球飞行，飞船上备有以下实验仪器：A 计时表一只，B 弹簧秤一把，C 已知质量为m的物体一个，D 天平一只（附砝码一盒）。在飞船贴近月球表面时可近似看成绕月做匀速圆周运动，宇航员测量出飞船在靠近月球表面的圆形轨道绕行N圈所用时间为t，飞船的登月舱在月球上着陆后，遥控机器人利用所携带的仪器又进行第二次测量，科学家利用上述两次测量数据便可计算出月球的半径和质量。若已知万有引力常量为G，则：
（1）遥控机器人在第二次测量中利用所携带的什么仪器完成物体在月球所受重力F的测量。
（2）试利用测量数据（用符号表示）球月球的半径和质量。

在圆轨道上做匀速圆周运动的国际空间站里，一宇航员手拿一只小球相对于太空舱静止“站立”于舱内朝向地球一侧的“地面”上，如图所示。下列说法正确的是

A．宇航员相对于地面的速度介于7.9 km/s与11.2 km/s之间

B．若宇航员相对于太空舱无初速释放小球，球将落到“地面”上

C．宇航员仍将受地球的引力作用

D．宇航员对“地面”的压力等于零

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，飞船运行速度增大

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，飞船运行速度减小

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，飞船运行周期增大

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，飞船运行周期增大

宇宙飞船在飞行中需要多次“轨道维持”。所谓“轨道维持”就是通过控制飞船上发动机的点火时间及推力的大小和方向，使飞船能保持在预定轨道上稳定运行。如果不进行“轨道维持”，由于飞船受轨道上稀薄空气的影响，轨道高度会逐渐降低，在这种情况下飞船的动能、重力势能和机械能的变化情况将会是

A．动能、重力势能和机械能都逐渐减小

B．重力势能逐渐减小，动能逐渐增大，机械能保持不变

C．重力势能逐渐增大，动能逐渐减小，机械能保持不变

D．重力势能逐渐减小，动能逐渐增大，机械能逐渐减小

在勇气号火星探测器着陆的最后阶段，着陆器降落到火星表面上，再经过多次弹跳才停下来。假设着陆器第一次落到火星表面弹起后，到达最高点时高度为h，速度方向是水平的，速度大小为v₀，求它第二次落到火星表面时速度的大小，计算时不计火星大气阻力。已知火星的一个卫星的圆轨道的半径为r，周期为T。火星可视为半径为r₀的均匀球体。

研究月球岩样发现，月球的密度和地球的密度差不多，当嫦娥一号贴近月球表面飞行时，哪些量跟航天飞机贴近地球表面飞行时近似相同（   ）

A．角速度

B．线速度大小

C．向心加速度大小

D．周期

2005年10月17日，我国第二艘载人飞船“神州六号”，在经过了115个小时32分钟的太空飞行后顺利返回。
　　（1）飞船在竖直发射升空的加速过程中，宇航员处于超重状态。设点火后不久，仪器显示宇航员对座舱的压力等于他体重的4倍，求此时飞船的加速度大小。地面附近重力加速度g = 10m/s²。
　　（2）飞船变轨后沿圆形轨道环绕地球运行，运行周期为T。已知地球半径为R，地球表面的重力加速度为g。求飞船离地面的高度。

我国发射的风云一号气象卫星是极地卫星，卫星飞过两极上空，其轨道平面与赤道平面垂直，周期为12h；我国发射的风云二号气象卫星是地球同步卫星．由此可知，两颗卫星相比较

A．风云一号气象卫星距地面较近

B．风云一号气象卫星的角速度较大

C．风云一号气象卫星的运动速度较大

D．风云一号气象卫星的向心加速度较小

如图所示是卫星绕地球运行时变轨前后的两个轨道，A点是圆形轨道Ⅰ与椭圆轨道Ⅱ的重合点，B为轨道Ⅱ上的一点，则关于卫星的运动，下列说法中正确的是

A．在轨道Ⅱ上经过A时的速度小于经过B时的速度

B．在轨道Ⅱ上经过A时的动能小于在轨道Ⅰ上经过A时的动能

C．在轨道Ⅱ上运动的机械能小于在轨道Ⅰ上运动的机械能

D．在轨道Ⅱ上经过A时的加速度小于在轨道Ⅰ上经过A时的加速度

搭载有“勇气”号火星车的探测器成功登陆在火星表面 。“勇气”号离火星地面12m时与降落伞自动脱离，被众气囊包裹的“勇气”号下落到地面后又弹跳到15m高处，这样上下碰撞了若干次后，才静止在火星表面上。假设“勇气”号下落及反弹运动均沿竖直方向。已知火星的半径为地球半径的二分之一，质量为地球的九分之一（取地球表面的重力加速度为10m/s²）。 
（1）根据上述数据，火星表面的重力加速度是多少？
（2）若被众气囊包裹的“勇气”号第一次碰火星地面时，其机械能损失为其12m高处与降落伞脱离时的机械能的20﹪，不计空气的阻力，求“勇气”号与降落伞脱离时的速度。

以下说法正确的是

A．若地球质量减少， 则地球公转要加快约

B．若太阳质量减少，则地球公转周期要缩短约

C．离地高 3.2 km处的重力加速度比地面处重力加速度少约

D．月球上的重力加速度是地球上的，可知月球质量是地球质量的，已知地球半径为6400 km，

“嫦娥二号”卫星发射时，长征三号丙火箭直接将卫星由绕地轨道送入200km～38×10⁴km的椭圆奔月轨道，减少了多次变轨麻烦，及早进入绕月圆形轨道，则在“嫦娥奔月”过程中

A．离开地球时，地球的万有引力对卫星做负功，重力势能增加；接近月球时月球引力做正功， 引力势能减小

B．开始在200km近地点时，卫星有最大动能

C．在进入不同高度的绕月轨道时，离月球越近，运动的线速度越大，角速度越小

D．在某个绕月圆形轨道上,如果发现卫星高度偏高,可以通过向前加速实现纠偏

2008年9月25日，我国利用“神舟七号”飞船将航天员翟志刚、刘伯明、景海鹏成功送入太空，9月26日4时04分，“神舟七号”飞船成功变轨，由原来的椭圆轨道变为距地面高度为h（约340km）的圆形轨道．已知飞船的质量为m，地球半径为R，地面处的重力加速度为g，地球自转的角速度为ω，则下列说法正确的是           （　　）

A．飞船由椭圆轨道变为圆形轨道时，需要在椭圆的远地点处使飞船减速

B．飞船做匀速圆周运动时，运行速度小于7．9km/s

C．飞船在圆轨道上运动时，航天员将不受重力作用

D．飞船在圆轨道上运动时的动能Ek满足m（R＋h）^2ω^2<Ek<mg（R＋h）

“神州七号”飞船的成功飞行为我国在2010年实现探月计划——“嫦娥工程”获得了宝贵的经验．假设月球半径为R，月球表面的重力加速度为，飞船在距月球表面高度为3R的圆形轨道Ⅰ运动，到达轨道的A点点火变轨进入椭圆轨道Ⅱ，到达轨道的近月点B再次点火进入月球近月轨道Ⅲ绕月球作圆周运动．求：
（1）飞船在轨道Ⅰ上的运行速率；
（2）飞船在轨道Ⅲ绕月球运行一周所需的时间．

如图，宇宙飞船A在低轨道上飞行，为了给更高轨道的宇宙空间站B输送物质，需要与B对接，它可以采用喷气的方法改变速度，从而达到改变轨道的目的，则以下说法正确的是

A．它应沿运行速度方向喷气，与B对接后周期变小

B．它应沿运行速度的反方向喷气，与B对接后周期变大

C．它应沿运行速度方向喷气，与B对接后周期变大

D．它应沿运行速度的反方向喷气，与B对接后周期变小