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1. “天问一号”火星探测器被火星捕获后,经过一系列变轨进入如图所示的椭圆停泊轨道,为着陆火星做准备。P点为椭圆的近火点,Q点为远火点,关于探测器在停泊轨道上的运动(忽略其他天体的影响),下列说法正确的是( )
A.
探测器的机械能守恒火星
B.
探测器经过P点时的速度最大
C.
探测器经过Q点时的加速度最小
D.
探测器经过Q点时做“离心运动”
【考点】
开普勒定律; 万有引力定律的应用; 卫星问题;
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1. 2018年6月14日,探月工程嫦娥四号任务“鹊桥”中继星成功实施轨道捕获控制,进入环绕距月球约6.5万公里的地月拉格朗日L
2
点的Halo使命轨道,为嫦娥四号“照亮”“驾临”月球背面之路.当“鹊桥”位于拉格朗日点L
2
上时,会在月球与地球的共同引力作用下,几乎不消耗燃料而保持与月球同步绕地球做圆周运动.下列说法正确的是
A.
“鹊桥”中继星绕地球转动的向心加速度比月球绕地球转动的向心加速度小
B.
“鹊桥”中继星绕地球转动的线速度比月球绕地球线速度大
C.
“鹊桥”中继星绕地球转动的周期比地球的同步卫星周期长
D.
“鹊桥”中继星绕地球转动的角速度比月球绕地球角速度小
多选题
容易
2. 华为发布的新款手机Mate60pro具有卫星通话功能,是利用“天通一号”系列同步卫星进行信号中转的。如图所示,“天通一号”卫星发射时,先进入近地点为P的椭圆轨道运行,再从椭圆轨道远地点Q变轨至圆形同步轨道。椭圆轨道在远地点Q处与同步轨道相切。不考虑卫星质量变化,下列说法正确的是( )
A.
卫星在椭圆轨道运行时,在P处的动能大于Q处的动能
B.
卫星在椭圆轨道运行的周期小于24小时
C.
卫星在椭圆轨道运行时的动能总比其在同步轨道时的动能小
D.
卫星在椭圆轨道运行时的机械能比其在同步轨道时的机械能小
多选题
容易
3. 某国产手机实现了卫星通信,只要有卫星信号覆盖的地方,就可以实现通话。如图所示,赤道上空的三颗通信卫星恰好实现环赤道全球通信,已知三颗卫星离地高度相同,均绕地球做匀速圆周运动,且转动方向与地球自转方向相同。地球的半径为R,地球同步卫星离地球表面高度为6R,地球表面重力加速度大小为g,下列说法正确的是( )
A.
三颗通信卫星运行的周期相等
B.
三颗卫星离地球表面高度为R
C.
其中一颗质量为m的通信卫星的动能为
D.
卫星运行的周期和地球自转周期之比为
多选题
容易
1. 如图所示,两质量相等的卫星A、B绕地球做匀速圆周运动,用
R
、
T
、
E
k
、
F
分别表示卫星的轨道半径、周期、动能、万有引力。下列关系式正确的有( )
A.
B.
C.
D.
多选题
普通
2. 2023年4月24日是“中国航天日”,我国正在进行月球探测的四期工程,如图为某次发射月球探测航天器的部分过程,航天器从轨道I变轨到轨道II,再变轨到轨道III,在A、B两点该航天器点火变速。已知地球半径为R,轨道I为近地轨道,轨道III离地高度2R,I、III为圆形轨道,轨道II为椭圆轨道;轨道I和II相切于A点,轨道II和III相切于B点。设航天器在II和III轨道上运行的周期分别为T
2
和T
3
, 下列说法正确的是( )
A.
B.
航天器在轨道I上运行的速度小于在轨道III上运行的速度
C.
航天器分别在I、II、III轨道上运行时,在相等时间内航天器与地心连线扫过的面积相等
D.
航天器从轨道II变轨到轨道III时需要在B处点火加速
多选题
普通
3. 我国自主研发的卫星不仅可以在高空领域清理空间碎片,还可以发挥“太空拖船”的作用。“实践21号卫星”将一颗失效的北斗二号卫星由同步卫星轨道经转移轨道送入“墓地轨道”,这一操作震惊了世界。如图所示,轨道Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、分别为同步卫星轨道、转移轨道和墓地轨道,P、Q分别为轨道Ⅱ与轨道Ⅰ、Ⅲ的切点。下列说法正确的是( )
A.
卫星在轨道Ⅲ上运行的周期一定大于24小时
B.
卫星从轨道Ⅰ上进入轨道Ⅱ时,在P点处的线速度相同
C.
卫星从轨道Ⅱ上进入轨道Ⅲ时,在Q点处的加速度相同
D.
卫星从轨道Ⅰ转移到轨道Ⅲ的过程中,动能减小,引力势能增大,机械能守恒
多选题
普通
1. 2021年6月17日,神舟十二号载人飞船与天和核心舱完成对接,航天员聂海胜、刘伯明、汤洪波进入天和核心舱,标志着中国人首次进入了自己的空间站。对接过程的示意图如图所示,天和核心舱处于半径为r
2
的圆轨道Ⅲ;神舟十二号飞船处于半径为r
1
的圆轨道Ⅰ,运行周期为T
1
, 通过变轨操作后,沿椭圆轨道Ⅱ运动到B点与天和核心舱对接。则下列说法正确的是( )
A.
神舟十二号飞船需要减速才能由轨道Ⅰ进入轨道Ⅱ
B.
神舟十二号飞船沿轨道Ⅰ运行的周期大于天和核心舱沿轨道Ⅲ运行的周期
C.
神舟十二号飞船沿轨道Ⅱ运行的周期为
D.
正常运行时,神舟十二号飞船在轨道Ⅱ上经过B点的加速度大于在轨道Ⅲ上经过B点的加速度
单选题
普通
2. 如图所示,卫星A是2022年8月20日我国成功发射的遥感三十五号04组卫星,卫星B是地球同步卫星,若它们均可视为绕地球做匀速圆周运动,卫星P是地球赤道上还未发射的卫星,下列说法正确的是( )
A.
卫星A的运行周期可能为48h
B.
卫星B在6h内转动的圆心角是45°
C.
卫星B的线速度小于卫星P随地球自转的线速度
D.
卫星B的向心加速度大于卫星P随地球自转的向心加速度
单选题
普通
3. 处理废弃卫星的方法之一是将报废的卫星推到更高的轨道——“墓地轨道”,这样它就远离正常卫星,继续围绕地球运行。我国实践21号卫星(SJ—21)曾经将一颗失效的北斗导航卫星从拥挤的地球同步轨道上拖拽到了“墓地轨道”上。拖拽过程如图所示,轨道1是同步轨道,轨道2是转移轨道,轨道3是墓地轨道,则下列说法正确的是( )
A.
卫星在轨道2上的周期小于24小时
B.
卫星在轨道1上P点的速度小于在轨道2上P点的速度
C.
卫星在轨道2上Q点的加速度大于在轨道3上Q点的加速度
D.
卫星在轨道2上的机械能大于在轨道3上的机械能
单选题
普通
1. 月球是与地球关系密切的天体,研究月球及其运动有助于了解它对地球的影响。
(1)
已知地球质量为M,引力常量为G。假设月球绕地球做半径为r的匀速圆周运动,求月球的速度大小v;
(2)
月球绕地球的轨迹实际为一个椭圆,如图1所示。地球位于椭圆的一个焦点上。椭圆的四个顶点分别为A、B、C、D。月球在近地点A时速度为
, 加速度为
, 在远地点B时速度为
, 加速度为
, 月球从C经A到D的时间为
, 从D经B到C的时间为
。试比较三组物理量
与
、
与
、
与
的大小关系;
(3)
如图2所示,地月距离为L。以地心作为坐标原点,沿地月连线建立x轴,在x轴上有一个探测器。由于地球和月球对探测器的引力做功与路径无关,探测器具有与其位置相关的引力势能。仅考虑地球和月球对探测器的作用,可得探测器引力势能
随位置变化关系如图3所示。探测器在
处引力势能最大,k已知。试说明地球和月球对探测器作用力随探测器位置x变化的情况,并求出地球与月球的质量之比;
解答题
普通
2. A、B两颗卫星在同一轨道平面内绕地球做匀速圆周运动。地球半径为R,A卫星离地面的高度为R,周期为T,B卫星离地面高度为3R,则:(结果可用根式表示)
(1)
A、B两卫星周期之比是多少?
(2)
若某时刻两卫星正好通过地面同一点的正上方,则经过多长时间两卫星再次相距最近?
(3)
若某时刻两卫星正好通过地面同一点的正上方,则经过多长时间两卫星相距最远?
计算题
普通
3. “嫦娥五号”探测器已成功实施近月制动,进入环月轨道.探测器在近月点多次变轨后依次进入椭圆轨道Ⅰ和近月圆轨道Ⅱ,简化过程如图。已知探测器在轨道Ⅱ上绕月运行的周期为
, 轨道Ⅰ近月点和远月点到月心距离分别为a和b,引力常量为G。求:
(1)
月球的质量M;
(2)
探测器在轨道Ⅰ上绕月运行的周期T。
计算题
普通
1. 若一均匀球形星体的密度为ρ,引力常量为G,则在该星体表面附近沿圆轨道绕其运动的卫星的周期是( )
A.
B.
C.
D.
单选题
容易