高中物理* 宇宙概观试题

2014年10月8日，月全食带来的“红月亮”亮相天空，引起人们对月球的关注。我国发射的“嫦娥三号”探月卫星在环月圆轨道绕行n圈所用时间为t，如图所示。已知月球半径为R，月球表面处重力加速度为g_月，引力常量为G．试求：

（1）月球的质量M；
（2）月球的第一宇宙速度v₁；
（3）“嫦娥三号”卫星离月球表面高度h．

如图所示，是发射嫦娥三号飞船登月的飞行轨道示意图，嫦娥三号飞船从地球上A处发射，经过地月转移轨道，进入环月圆形轨道，然后在环月圆形轨道上的B点变轨进入环月椭圆轨道，最后由环月椭圆轨道上的C点减速登陆月球，下列有关嫦娥三号飞船说法正确的是 （      ）

A．在地面出发点A附近，即刚发射阶段，飞船处于超重状态

B．飞船的发射速度应大于11.2km/s

C．在环绕月球的圆轨道上B处须点火减速才能进入椭圆轨道

D．在环月椭圆轨道上B点向C点运动的过程中机械能减小

如图所示，宇航员站在某质量分布均匀的星球表面一斜坡上P点，沿水平方向以初速度抛出一个小球，测得小球经时间t落到斜坡上另一点Q，斜面的倾角为α，已知该星球的半径为R．不考虑其它可能存在的阻力。求该星球上的第一宇宙速度

某载人飞船运行的轨道示意图如图所示，飞船先沿椭圆轨道1运行，近地点为Q，远地点为P。当飞船经过点P时点火加速，使飞船由椭圆轨道1转移到圆轨道2上运行，在圆轨道2上飞船运行周期约为90min。关于飞船的运行过程，下列说法中正确的是  

A．飞船在轨道1和轨道2上运动时的机械能相等

B．飞船在轨道1上运行经过P点的速度小于经过Q点的速度

C．轨道2的半径小于地球同步卫星的轨道半径

D．飞船在轨道1上运行经过P点的加速度等于在轨道2上运行经过P点的加速度

已知地球半径为R、自转周期为T、地面重力加速度为g。关于地球同步卫星，下列说法正确的是

A．地球同步卫星的轨道半径为

B．地球同步卫星的轨道半径为

C．地球同步卫星的运行速度与第一宇宙速度的比值为

D．地球同步卫星的运行速度与第一宇宙速度的比值为

如图所示，同步卫星与地心的距离为r，运行速率为v₁，向心加速度为a₁；地球赤道上的物体随地球自转的向心加速度为a₂，第一宇宙速度为v₂，地球半径为R，则下列比值正确的是（ ）

A．=

B．=（）^2

C．=

D．=

关于绕地球作匀速圆周运动的人造地球卫星和宇宙飞船，下列说法中错误的是（ ）

A．若已知人造地球卫星的轨道半径和它的周期，利用引力常量，就可以算出地球质量

B．两颗人造地球卫星，只要它们的绕行速率相等，不论它们的质量、形状是否相同，它们的绕行半径和绕行周期一定是相同的

C．两颗人造卫星一前一后在同一轨道上沿同一方向绕行，若要后一卫星追上前面卫星并发生碰撞，只要将后者速率增大一些即可

D．在绕地球飞行的宇宙飞船中，若宇航员从舱内慢慢走出，并离开飞船，此飞船的速率不会因质量减小而改变

研究表明，地球自转在逐渐改变，3亿年前地球自转的周期约为22小时。假设这种趋势会持续下去，且地球的质量、半径都不变，若干年后（）

A．近地卫星（以地球半径为轨道半径）的运行速度比现在大

B．近地卫星（以地球半径为轨道半径）的向心加速度比现在小

C．同步卫星的运行速度比现在小

D．同步卫星的向心加速度与现在相同

北京时间2013年6月13日13时18分，天宫一号目标飞行器与神舟十号飞船成功实现自动交会对接（如图）。交会对接飞行过程分为远距离导引段、自主控制段、对接段、组合体飞行段和分离撤离段。则下列说法正确的是 （    ）

A．对接前,“神舟九号”欲追上“天宫一号”，必须在同一轨道上点火加速

B．对接时,“神舟九号”与“天宫一号”所受万有引力的大小一定相等

C．在组合体飞行段，神舟九号与天宫一号绕地球作匀速圆周运动的速度大于7．9km／s

D．分离后，“神舟九号”变轨降低至飞行轨道运行时，其动能比在交会对接轨道时大

甲、乙为两颗地球卫星，其中甲为地球同步卫星，乙的运行高度低于甲的运行高度，两卫星轨道均可视为圆轨道。以下判断正确的是（   ）

A．甲的周期大于乙的周期	B．甲的加速度大于乙的加速度
C．乙的速度小于第一宇宙速度	D．甲在运行时能经过北极的正上方

人造卫星绕地球做匀速圆周运动，设地球的半径为R，地面处的重力加速度为g，则人造卫星（    ）

A．绕行的最大线速度为	B．绕行的最小周期为
C．在距地面高为R处的绕行速度为	D．在距地面高为R处的周期为

在半径R＝5 000 km的某星球表面，宇航员做了如下实验，实验装置如图甲所示．竖直平面内的光滑轨道由轨道AB和圆弧轨道BC组成，将质量m＝0.2 kg的小球，从轨道AB上高H处的某点静止滑下，用力传感器测出小球经过C点时对轨道的压力F，改变H的大小，可测出相应的F大小，F随H的变化关系如图乙所示．求：

（1）圆轨道的半径及星球表面的重力加速度．
（2）该星球的第一宇宙速度．

宇航员在一个半径为R的星球上，以速度v₀竖直上抛一个物体，经过t秒后物体落回原抛物点，如果宇航员想把这个物体沿星球表面水平抛出，而使它不再落回星球，则抛出速度至少应是 （　　）．

A．

B．

C．

D．

已知一颗人造卫星在半径为R的某行星上空绕该行星做匀速圆周运动，经过时间t，卫星运动的弧长为s，卫星与行星的中心连线扫过的角度是θ弧度。（已知万有引力常量为G）求：
（1）人造卫星距该行量表面的高度h；
（2）该行量的质量M；
（3）该行量的第一宇宙速度v₁。

举世瞩目的“神舟”六号航天飞船的成功发射和顺利返回，显示了我国航天事业取得的巨大成就，已知地球的质量为M，引力常量为G，设飞船绕地球做匀速圆周运动的轨道半径为r，则飞船在圆轨道上运行的速率为（    ）

A．

B．

C．

D．