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1. “天问一号”是我国首次自主研制发射的火星探测器.如图所示,探测器从地球择机发射,经椭圆轨道向火星转移.探测器在椭圆轨道的近日点P和远日点Q的速度大小分别为
, 质量为m的探测器从P运动到Q的时间为t.忽略其它天体的影响,下列说法正确的是( )
A.
与m有关
B.
与m无关
C.
与m有关
D.
与m无关
【考点】
开普勒定律; 万有引力定律的应用; 卫星问题;
【答案】
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单选题
普通
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能力提升
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拓展培优
真题演练
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1. 为了探测引力波,“天琴计划”预计发射地球卫星P,其轨道半径约为地球半径的16倍;另一地球卫星Q的轨道半径约为地球半径的4倍。P与Q的周期之比约为( )
A.
2:1
B.
4:1
C.
8:1
D.
16:1
单选题
容易
2. “祝融号”火星车需要“休眠”以度过火星寒冷的冬季。假设火星和地球的冬季是各自公转周期的四分之一,且火星的冬季时长约为地球的1.88倍。火星和地球绕太阳的公转均可视为匀速圆周运动。下列关于火星、地球公转的说法正确的是( )
A.
火星公转的线速度比地球的大
B.
火星公转的角速度比地球的大
C.
火星公转的半径比地球的小
D.
火星公转的加速度比地球的小
单选题
容易
3. 2023年8月,我国首次在空间站中实现了微小卫星的低成本入轨。在近地圆轨道飞行的中国空间站中,航天员操作机械臂释放微小卫星。若微小卫星进入比空间站低的圆轨道运动,则入轨后微小卫星的( )
A.
角速度比空间站的大
B.
加速度比空间站的小
C.
速率比空间站的小
D.
周期比空间站的大
单选题
容易
1. 2023年12月10日,我国遥感三十九号卫星顺利进入预定轨道,实现全球无死角观测。遥感三十九号卫星和地球同步卫星绕行的轨道如图所示。已知地球半径为R,自转周期为
, 遥感三十九号卫星轨道高度为h,地球同步卫星轨道的高度为
, 万有引力常量为G,下列说法正确的是( )
A.
遥感三十九号卫星的运行速度等于7.9km/s
B.
同步卫星在运行轨道上完全失重,重力加速度为零
C.
遥感三十九号卫星与同步卫星绕地球运行的向心加速度之比为
D.
遥感三十九号卫星绕地球运行的周期为
单选题
普通
2.
年
月
日,神舟十六号飞船完成多项预定工作后成功返回地面。神舟十六号载人飞船返回过程,在
点从圆形轨道
进入椭圆轨道
,
为轨道
上的一点,如图所示。已知飞船在轨道
上飞行周期为
, 地球质量
和半径
、万有引力常量
。则下列说法中正确的是( )
A.
可计算飞船的质量
B.
可计算轨道
离地面的高度
C.
可知飞船在轨道
上的机械能与在轨道
的机械能相等
D.
可知飞船在圆轨道
上运行的角速度比在地球同步轨道上的小
单选题
普通
3. 如图所示,有两颗卫星绕某星球做椭圆轨道运动,两颗卫星的近地点均与星球表面很近(可视为相切),卫星1和卫星2的轨道远地点到星球表面的最近距离分别为
, 卫星1和卫星2的环绕周期之比为k。忽略星球自转的影响,已知引力常量为G,星球表面的重力加速度为
。则星球的平均密度为( )
A.
B.
C.
D.
单选题
普通
1. 已知地球表面重力加速度大约是月球表面重力加速度的6倍,地球半径大约是月球半径的4倍,不考虑地球、月球自转的影响,则地球质量与月球质量之比约为
,靠近地球表面沿圆轨逆运行的航天器与靠近月球表面沿圆轨道行的航天器的线速度之比约为
填空题
普通
2. 如图所示,卫星
是我国在
年
月
日成功发射的“遥感三十五号”
组卫星,卫星
是地球同步卫星,它们均绕地球做匀速圆周运动,卫星
是地球赤道上还未发射的卫星,
、
、
三颗卫星的线速度大小分别为
、
、
, 角速度大小分别为
、
、
, 下列判断正确的是( )
A.
B.
C.
D.
多选题
普通
3. 我们可以采用不同方法“称量”星球的质量。例如,卡文迪许在实验室里通过测量铅球之间的作用力,推算出引力常量G,就可以“称量”地球的质量。已知引力常量G,利用下列数据可以“称量”星球的质量的是( )
A.
已知月球绕地球做圆周运动的周期和线速度、可以“称量”地球的质量
B.
已知月球表面重力加速度和绕地球做圆周运动的半径,可以“称量”月球的质量
C.
已知地球绕太阳做圆周运动的周期和半径,可以“称量”太阳的质量
D.
已知火星自转周期和绕太阳做圆周运动的半径,可以“称量”火星的质量
多选题
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