高中物理* 宇宙概观试题

迄今发现的二百余颗太阳系外行星大多不适宜人类居住，绕恒星“Gliese581”运行的行星“Gl-581c”却很值得我们期待。该行星的温度在0℃到40℃之间，质量是地球的6倍，直径是地球的1.5倍，公转周期为13个地球日。“Gliese581”的质量是太阳质量的0.31倍。设该行星与地球均视为质量分布均匀的球体，绕其中心天体做匀速圆周运动，则（ ）

A．在该行星和地球上发射卫星的第一宇宙速度相同

B．如果人到了该行星，其体重是地球上的2倍

C．该行星与“Gliese581”的距离是日地距离的倍

D．由于该行星公转速率比地球大，地球上的米尺如果被带上该行星，其长度一定会变短

为了实现人类登陆火星的梦想，我国宇航员王跃与俄罗斯宇航员一起进行“模拟登火星”实验活动。已知火星半径是地球半径的，质量是地球质量的。
（1）忽略自转影响，求出火星的第一宇宙速度是地球的第一宇宙速度的多少倍？
（2）组成星球的物质是靠引力吸引在一起的，这样的星球有一个最大的自转速率，如果超出了该速率，星球的万有引力将不足以维持其赤道附近的物体随星球做圆周运动，据此求出火星的最小自转周期是地球的多少倍？

地球赤道上的重力加速度为g，物体在赤道上随地球自转的向心加速度为a，卫星甲、乙、丙在如图所示三个椭圆轨道上绕地球运行，卫星甲和乙的运行轨道在P点相切，以下说法中正确的是（  ） 

A．如果地球自转的角速度突然变为原来的（g+a)/a倍，那么赤道上的物体将会“飘”起来

B．卫星甲、乙经过P点时的加速度大小相等

C．卫星甲的周期最大

D．三个卫星在远地点的速度可能大于第一宇宙速度

“神舟十号”飞船将于2013年6月至8月择机发射，再次与“天宫一号”进行交会对接。三位航天员再次入住“天宫”完成一系列实验。“神舟十号”与“天宫一号”对接后做匀速圆周运动，运行周期为90分钟。对接后“天宫一号”的

A．运行速度大于第一宇宙速度

B．加速度大于赤道上静止物体随地球自转的加速度

C．角速度为地球同步卫星角速度的16倍

D．航天员可以用天平测出物体的质量

欧洲天文学家发现了可能适合人类居住的行星“格里斯581c”．该行星的质量是地球的m倍，直径是地球的n倍．设在该行星表面及地球表面发射人造卫星的最小发射速度分别为v₁、v₂，则v₁/v₂的比值为(     )

A．

B．m/n

C．

D．

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．=

使物体脱离星球的引力束缚，不再绕星球运行，从星球表面发射所需的最小速度称为第二宇宙速度，星球的第二宇宙速度v₂与第一宇宙速度v₁的关系是。已知某星球的半径为r，它表面的重力加速度为地球表面重力加速度g的1/6。不计其他星球的影响，则该星球的第二宇宙速度为 

A．

B．

C．

D．

2013年我国将实施16次宇航发射，计划将“神舟十号”、“嫦娥三号”等20颗航天器送入太空，若已知地球和月球的半径之比为a，“神舟十号”绕地球表面附近运行的周期与“嫦娥三号”绕月球表面附近运行的周期之比为b，则(  )

A．“神舟十号”绕地球表面运行角速度与“嫦娥三号”绕月球表面运行角速度之比为

B．地球和月球的质量之比为

C．地球表面的重力加速度与月球表面的重力加速度之比为

D．地球和月球的第一宇宙速度之比为

同步卫星离地心距离为，运行速率为，加速度为；地球赤道上的物体随地球自转的向心加速度为，第一宇宙速度为，地球半径为，下列关系中正确的有（   ）

A．

B．

C．

D．

我国首次载人飞船从2003年10月15日9时绕地球飞行14圈后，历时21小时于10月16日上午6时左右安全返回到内蒙古主着陆场，若飞船的运动近似地看作近地匀速圆周运动，地球对飞船的万有引力提供飞船做圆周运动的向心力，引力常量G=6.67×10^-11N•m²/kg²，则下列说法正确的是：（  ）

A．要使载人飞船从近地圆轨道返回地球，飞船需点火加速

B．载人飞船在近地圆轨道上的运行速度可能大于第一宇宙速度

C．通过以上数据可算出地球质量

D．通过以上数据可算出地球的平均密度

2014年11月1日凌晨，我国发射的绕月飞行再入返回飞行试验器返回器以接近第二宇宙速度进入大气层（如图中M点），为了避免与大气摩擦而起火燃烧，采用类似“打水漂”的飞行方式来缓冲动能：它一开始进入大气层并减速，下降到一定高度后，自动向上弹起、跳出大气层，接著降落以近第一宇宙速度再次进入大气层（如图中N点），实施第二次减速。并成功降落在预定区域。下列说法正确的是

A．发射再入返回飞行试验器的速度应大于第二宇宙速度

B．M点的机械能大于N点的机械能

C．在返回器从M点进入大气层下降过程，由于空气阻力做负功，地球引力做正功，机械能保持不变

D．返回器弹起、跳出大气层的过程，动能一部分转化为引力势能

假设地球赤道上有一物体随地球自转时的线速度为v₁，地球同步卫星的线速度为v₂，第一宇宙速度为v₃.则关于这三个速度的大小关系，下列判断正确的是(  )

A．v1＞v2＞v3

B．v3＞v2＞v1

C．v2＞v3＞v1

D．v3＞v1＞v2

欧洲天文学家发现了可能适合人类居住的行星“格里斯581c”．该行星的质量是地球的倍，直径是地球的倍．设在该行星表面及地球表面发射人造卫星的最小发射速度分别为，则的比值为（  ）

A．

B．

C．

D．

我国已先后成功发射了飞行器“天宫一号”和飞船“神舟八号”,并成功地进行了对接试验,若“天宫一号”能在离地面约300km高的圆轨道上正常运行,下列说法中正确的是

A．“天宫一号”的发射速度应大于第二宇宙速度

B．对接前,“神舟八号”欲追上“天宫一号”,必须在同一轨道上点火加速

C．对接时,“神舟八号”与“天宫一号”的加速度大小相等

D．对接后,“天宫一号”的速度小于第一宇宙速度

(15分)在半径R=4000km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=0.2kg的小球从轨道上高H处的某点由静止滑下，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，忽略星球自转。求：

(1)圆弧轨道BC的半径；(2)该星球的第一宇宙速度。