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1. 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.
【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
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1. 2022年11月30日,神舟十五号载人飞船与“天和核心舱”完成对接,航天员费俊龙、邓清明、张陆进入“天和核心舱”。对接过程的示意图如图所示,“天和核心舱”处于半径为
的圆轨道Ⅲ;神舟十五号飞船处于半径为
的圆轨道Ⅰ,运行周期为
, 通过变轨操作后,沿椭圆轨道Ⅱ运动到B处与“天和核心舱”对接。则神舟十五号飞船( )
A.
由轨道Ⅰ进入轨道Ⅱ需在A点减速
B.
沿轨道Ⅱ运行的周期为
C.
在轨道Ⅲ上线速度小于在轨道Ⅰ上线速度
D.
在轨道Ⅰ上A点的加速度大于在轨道Ⅱ上A点的加速度
单选题
容易
2. 如图所示,在“嫦娥”探月工程中,设月球半径为R,月球表面的重力加速度为
。飞船在半径为4R的圆形轨道I上运动,到达轨道的A点时点火变轨进入椭圆轨道Ⅱ,到达轨道Ⅱ的近月点B时,再次点火进入近月轨道Ⅲ绕月做圆周运动,则( )
A.
飞船在轨道Ⅰ、Ⅲ上运行的周期之比为4∶1
B.
飞船在轨道Ⅰ、Ⅱ上运行的周期之比为
C.
飞船在轨道Ⅰ上经过A处的加速度大于在轨道II上经过A处的加速度
D.
飞船在轨道Ⅱ上由A点向B点运行时引力先做正功后做负功
单选题
容易
3. 神舟十六号载人飞船返回过程中,在A点从圆形轨道I进入椭圆轨道II,B为轨道II上的近地点,如图所示。关于神舟十六号飞船的运动,下列说法中正确的是( )
A.
在轨道Ⅱ上经过B点的速度大于在轨道I上的速度
B.
在轨道II上经过A的加速度小于在轨道I上经过A的加速度
C.
在轨道II上的机械能大于在轨道I上的机械能
D.
在轨道II上的运行周期大于在轨道I上的运行周期
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. 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
3.
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
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. “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”
多选题
容易
3. 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
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