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1. 2019年1月,我国嫦娥四号探测器成功在月球背面软着陆,在探测器“奔向”月球的过程中,用
h
表示探测器与地球表面的距离,
F
表示它所受的地球引力,能够描F随h变化关系的图像是( )
A.
B.
C.
D.
【考点】
万有引力定律; 卫星问题;
【答案】
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单选题
普通
基础巩固
能力提升
变式训练
拓展培优
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1. 假定在未来太空探测过程中,宇航员乘飞船来到了
星球,飞船在绕
星球做半径为
的圆周运动时,飞船与
星球中心的连线在单位时间内扫过的面积为
。若已知一颗绕地球做半径为
的圆周运动的卫星,它与地心的连线在单位时间内扫过的面积为
, 则
星球与地球的质量之比为( )
A.
B.
C.
D.
单选题
容易
2. 2022年6月5日,神舟十四号成功对接于天和核心舱径向端口,航天员陈冬、刘洋、蔡旭哲依次进入天和核心舱。航天员们在一个月的时间内,有序开展了载人环境建立、空间站平台维护与照料、空间科学实验等工作。已知天和核心舱距离地面的高度约为380km,地球半径为6400km。下列说法正确的是( )
A.
航天员可以漂浮在空间站中,所以加速度为零
B.
天和核心舱在轨运行的线速度小于同步卫星的线速度
C.
神舟十四号的发射速度大于7.9km/s
D.
天和核心舱绕地球运动的周期约为8h
单选题
容易
3. 北斗问天,国之夙愿。我国北斗三号系统的收官之星是地球静止轨道卫星,其轨道半径约为地球半径的7倍。与近地轨道卫星相比,地球静止轨道卫星( )
A.
周期大
B.
线速度大
C.
角速度大
D.
加速度大
单选题
容易
1. 2024年 3月 20日,我国探月工程四期鹊桥二号中继星成功发射升空。当抵达距离月球表面某高度时,鹊桥二号开始进行近月制动,并顺利进入捕获轨道运行,如图所示,轨道的半长轴约为 51900km。后经多次轨道调整,进入冻结轨道运行,轨道的半长轴约为 9900km,周期约为 24h。则鹊桥二号在捕获轨道运行时( )
A.
周期约为144h
B.
近月点的速度大于远月点的速度
C.
近月点的速度小于在冻结轨道运行时近月点的速度
D.
近月点的加速度大于在冻结轨道运行时近月点的加速度
单选题
普通
2. 在太阳系中,八大行星几乎在同一平面上,以相同的方向,以椭圆的轨道绕着太阳做周期性运动,几乎是一种完美的运动形态,但是,在完美的八大行星绕日公转画面中好像有一些不协调的因素,那就是位于火星和木星轨道之间不是存在着一颗大行星,而是一个小行星带,里面存在着无数的小行星,估计其总数超过50万颗。假设该带中的小行星只受太阳的引力,并绕太阳做匀速圆周运动,下列说法正确的是( )
A.
小行星带内的小行星都具有相同的角速度
B.
小行星带内侧小行星的向心加速度小于外侧小行星的向心加速度
C.
各小行星绕太阳运行的周期均大于一年
D.
要从地球发射卫星探测小行星带发射速度应小于地球的第一宇宙速度
单选题
普通
3. 图示为一颗人造地球卫星发射过程的简化示意图。卫星先进入圆轨道1做匀速圆周运动,再经椭圆轨道2,最终进入圆轨道3做匀速圆周运动。轨道2分别与轨道1、轨道3相切于P、Q两点。下列说法正确的是( )
A.
卫星在轨道1上运行时,向心力始终不改变
B.
卫星在轨道1的运行周期大于其在轨道3的运行周期
C.
卫星在轨道2上从P点运动到Q点的过程中,速度越来越大
D.
不论在轨道2运行还是在轨道3运行,卫星在Q点的加速度都相同
单选题
普通
1. 卫星失效后一般有“冰冻”和“火葬”两种处理方案,对于较低轨道的“死亡”卫星,备用发动机使其快速转移到更低的轨道上,最终一头扎入稠密大气层,与大气摩擦燃烧殆尽;对于较高轨道的“死亡”卫星,备用发动机可将其抬高到比地球同步轨道高300千米的“坟墓轨道”实施高轨道“冰冻”。下列说法正确的是( )
A.
“死亡”卫星进入“坟墓轨道”后速度变小
B.
实施低轨道“火葬”时,备用发动机对卫星做正功
C.
实施高轨道“冰冻”时,备用发动机对卫星做负功
D.
卫星在“坟墓轨道”上运行的加速度小于在地球静止轨道上运行的加速度
多选题
普通
2. 如图所示,行星绕太阳的公转可以看成匀速圆周运动。在地图上容易测得地球—水星连线与地球—太阳连线夹角
,地球—金星连线与地球—太阳连线夹角
,两角最大值分别为
、
则( )
A.
水星的公转周期比金星的大
B.
水星的公转向心加速度比金星的大
C.
水星与金星的公转轨道半径之比为
D.
水星与金星的公转线速度之比为
多选题
普通
3. 我国于2020年7月成功发射火星探测器“天问1号”,预计“天问1号”经过10个月左右的飞行将到达火星,着陆火星表面并进行巡视探测。假设探测器在火星表面和地球表面以相同的速度竖直上抛一物体,其在地球上落回抛出点的时间是火星上的a倍,已知地球半径与火星半径之比为b。不计地球和火星的自转及其表面气体的阻力。下列说法正确的是( )
A.
地球绕太阳运动周期的平方与火星绕太阳运动周期的平方之比为b
3
B.
地球表面与火星表面的重力加速度大小之比为a:1
C.
地球与火星的质量之比为b
2
:a
D.
地球与火星的第一宇宙速度大小之比为
多选题
普通
1. 飞船在发射后至与空间站对接前的运行过程可以简化为如图所示,飞船在环绕地球的椭圆轨道的远地点点火加速,进入空间站所在的圆形轨道,对接后与空间站形成组合体一起继续做匀速圆周运动。已知引力常量为
, 地球的质量为
, 组合体的质量为
, 组合体到地心的距离为
, 地球半径为
。
(1)
组合体受到地球的万有引力大小为( )
A.
B.
C.
D.
(2)
与重力势能类似,飞船在地球的引力场中具有引力势能,引力势能和动能统称为机械能。引力势能的变化可以用引力做功来量度,引力做正功则引力势能减少,引力做负功则引力势能增加。由此可知,飞船在椭圆轨道上从近地点到远地点的运行过程中,下列说法正确的是( )
A.
动能不变
B.
引力势能减小
C.
机械能不变
D.
机械能增大
(3)
场是一种客观存在的物质,组合体与地球之间的万有引力是通过引力场发生的。设组合体受到的引力大小为
, 组合体与地球之间的引力势能为
, 类比电场强度的定义,下列表达式可以反映组合体所在轨道上引力场强度的是( )
A.
B.
C.
D.
综合题
普通
2. 万有引力定律揭示了天体运动的规律,对于天文学和航天技术的发展有很大的推动作用。
(1)
1970年我国发射的第一颗人造地球卫星“东方红一号”,至今已有五十余载。遥记当年“东方红一号”以某种波让《东方红》乐曲信号“唱响”太空,该波属于( )
A.
机械波
B.
引力波
C.
物质波
D.
电磁波
(2)
“东方红一号”目前仍在椭圆轨道上运行,其轨道近地点高度约为440km,远地点高度约为2060km;后续发射的“东方红二号”卫星运行在赤道上空36000km的同步卫星轨道上。设“东方红一号”在近地点的加速度为
, 线速度为
, “东方红二号”的加速度为
, 线速度为
, 固定在地球赤道上的物体随地球自转的加速度为
, 线速度为
。试比较
、
、
的大小关系:
,
、
、
的大小关系:
。
(3)
(多选题〉2020年12月,“采撷月壤”的嫦娥五号荣耀归来。嫦娥五号是通过“太空水漂”的方式返回地球的。如图所示,返回器关闭发动机后,从a点第一次进入大气层,调整返回器姿态后,经b点升高,再从c点“跳”出大气层,升高到d点后,再次从e点进入大气层返回地球并着陆。则下列说法正确的是( )
A.
返回器在a、c两点的速度大小相等
B.
返回器在c、e两点的速度大小相等
C.
返回器从c运动到d过程中处于失重状态
D.
返回器从e运动到着陆过程中处于失重状态
(4)
随着人类太空活动日益频繁,太空垃圾给航天活动带来了安全隐患。设某人造卫星绕地球沿椭囫轨道运行,若卫星在距地心r=8000km、速度为v=7km/s时,与一个高速的太空垃圾发生剧烈碰撞,试分析计算,撞击后的卫星碎片速度要达到多大。碎片才能脱离地球引力范围到达无穷远处。(地球半径为6.37×10
3
km,重力加速度g取9.8m/s
2
)
(5)
地球周围存在引力场,类比电场或磁场用假想的线描述引力场,如图甲、乙、丙所示,其中最合理的是图
。若地球的质量为M,万有引力常量为G,地球的半径为R,类比电场强度,地球表面的重力场强度大小为
。
(6)
(多选题)学习了广义相对论后,某同学设想通过使空间站围绕过环心并垂直于环面的中心轴旋转,使空间站中的航天员获得“人造重力”解决太空中因长期失重带来的困扰。广义相对论的基本原理是( )
A.
相对性原理
B.
光速不变原理
C.
等效原理
D.
广义相对性原理
E.
质能关系
(7)
如图所示,空间站的环状管道内侧壁到转轴的距离为r
1
、外侧壁到转轴的距离为r
2.
当空间站开始旋转,航天员感受到的“人造重力”的方向为
。为使其获得的“人造重力”与其在地面上受到的一样大,空间站的转速应为
(地球表面重力加速度为g)。
综合题
普通
3. 万有引力定律揭示了天体运行规律与地上物体运动规律具有内在的一致性。
(1)
地球同步卫星的周期与地球自转周期相同。已知地球质量为
, 自转周期为
, 万有引力常量为
, 求地球同步卫星的轨道半径
。
(2)
由于地球自转的影响,在地球表面不同的地方,物体的重量会随纬度的变化而有所不同。将地球视为质量均匀分布的球体,不考虑空气的影响。用弹簧秤称量一个相对于地面静止的小物体的重量,设在地球北极地面称量时,弹簧秤的读数是
;在赤道地面称量时,弹簧秤的读数是
。
a.求在赤道地面,小物体随地球自转的向心力大小
;
b.求在纬度为
的地面称量时,弹簧秤的读数
。
解答题
普通