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1. 2024年1月9日,我国在西昌卫星发射中心采用长征二号丙运载火箭,成功将“爱因斯坦探针”空间科学卫星发射升空,经过多次变轨,卫星进入高度为
的圆轨道运行。已知同步卫星距地球表面高度约为
, 下列说法正确的是( )
A.
该卫星的线速度大于同步卫星的线速度
B.
该卫星的角速度小于同步卫星的角速度
C.
该卫星的运行周期大于同步卫星的运行周期
D.
该卫星的向心加速度大于同步卫星的向心加速度
【考点】
卫星问题;
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多选题
容易
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1. 如图所示,在发射地球同步卫星的过程中,卫星首先进入椭圆轨道Ⅰ,然后在Q点通过改变卫星速度,让卫星进入地球同步轨道Ⅱ,则( )
A.
该卫星在P点的速度大于7.9km/s,小于11.2km/s
B.
卫星在同步轨道Ⅱ上的运行速度大于7.9km/s
C.
在轨道Ⅰ上,卫星在P点的速度大于在Q点的速度
D.
卫星在Q点通过加速实现由轨道Ⅰ进入轨道Ⅱ
多选题
容易
2. 北斗卫星导航系统是中国自行研制的全球卫星导航系统,如图所示,卫星A是一颗地球静止轨道卫星,卫星B是一颗倾斜地球同步轨道卫星,卫星C是一颗中圆地球轨道卫星。已知卫星A、B、C的轨道半径之比为
, 质量之比为
, 则下列说法正确的是( )
A.
卫星A、B受地球的万有引力大小之比为
B.
卫星B、C运行的线速度大小之比为
C.
卫星B、C的向心加速度大小之比为
D.
卫星A、C的运行周期之比为
多选题
容易
3. 我国北斗卫星导航系统由5颗地球同步卫星和30颗非地球同步卫星组网而成,卫星轨道均视为圆轨道。其中某中圆轨道(轨道半径小于同步轨道半径)卫星A和同步卫星B轨道共面且运行方向相同,卫星 A比卫星B( )
A.
线速度大
B.
线速度小
C.
周期大
D.
周期小
多选题
容易
1. 2019年9月12日,我国在太原卫星发射中心“一箭三星”发射成功。 现假设三颗星a、b、c均在赤道平面上绕地球匀速圆周运动,其中a、b转动方向与地球自转方向相同,c转动方向与地球自转方向相反,a、b、c三颗星的周期分别为T
a
=6h、T
b
=24h、T
c
=12h,下列说法正确的是( )
A.
a、b每经过6h相遇一次
B.
a、b每经过8h相遇一次
C.
b、c每经过8h相遇一次
D.
b、c每经过6h相遇一次
多选题
普通
2. 2018年7月27日,天宇上演“火星冲日”天象,此时火星离地球最近,是发射火星探测器的最佳时段。为此,洞察号火星探测器于2018年5月5日发射升空, 飞行205天,于11月27日成功着陆火星。已知火星质量约为地球质量的
, 半径约为地球半径的
, 公转周期约为地球公转周期的2倍。则( )
A.
火星公转轨道的半径约为地球公转轨道半径的2倍
B.
火星表面的重力加速度约为地球表面重力加速度的
C.
洞察号绕火星做匀速圆周运动的最大运行速度约为地球第一宇宙速度的
D.
下一个火星探测器的最佳发射期最早将出现在2020年
多选题
普通
3. 2024年4月25日,神舟十八号载人飞船进入预定轨道,将按照预定程序与空间站组合体进行自主快速对接,并与神舟十七号航天员乘组进行在轨轮换。对接前,空间站、神舟十八号均绕地球沿顺时针方向转动,图乙中A为空间站的在轨位置。已知引力常量为G,则下列说法正确的是( )
A.
对接前,神舟十八号飞船可能先在B位置所在轨道绕行,再加速变轨与空间站对接
B.
对接前,神舟十八号飞船的环绕速度小于空间站的环绕速度
C.
对接的瞬间,神舟十八号飞船的加速度与空间站的加速度大小相等
D.
对接后,由于组合体质量变大,则与地球间万有引力变大,故运行的角速度增大
多选题
普通
1. 如图为“高分一号”与北斗导航系统两颗卫星在空中某一面内运动的示意图。“北斗”系统中两颗卫星“G
1
”和“G
3
”以及“高分一号”均可认为绕地心O做匀速圆周运动。卫星“G
1
”和“G
3
”的轨道半径为r,某时刻两颗工作卫星分别位于轨道上的A、B两位置,“高分一号”在C位置。若卫星均顺时针运行,地球表面处的重力加速度为g,地球半径为R,不计卫星间的相互作用力。则以下说法正确的是( )
A.
卫星“G
1
”和“G
3
”的加速度大小相等均为
B.
卫星“G
1
”由位置A运动到位置B所需的时间为
C.
对“高分一号”卫星加速即可使其在原来轨道上快速到达B位置的下方
D.
“高分一号”是低轨道卫星,其所在高度有稀薄气体,运行一段时间后,高度会降低,速度增大,机械能会增大
单选题
普通
2. 如图所示,
是地球的一颗同步卫星,
为地球中心,地球半径为
, 地球自转周期为
。另一卫星
的圆形轨道也位于赤道平面内,且距地面的高度
, 地球表面的重力加速度大小为
, 求:
(1)卫星
距地面的高度
;
(2)卫星
的运行周期
。
解答题
普通
3. 如图所示是北斗导航系统中部分卫星的轨道示意图,已知a、b、c三颗卫星均做圆周运动,a是地球同步卫星,则( )
A.
卫星a的角速度小于c的角速度
B.
卫星a的加速度大于b的加速度
C.
卫星a的运行速度大于第一宇宙速度
D.
卫星b的周期大于24 h
单选题
普通
1. 2021年10月17日,神舟十三号载人飞船出征太空,并成功与中国空间站组合体完成自主对接、出舱,以及在轨驻留六个月,空间站绕地球一圈约90分钟。驻留期间,航天员进行了“天宫课堂”授课,王亚平抛出一只“冰墩墩”后,“冰墩墩”沿抛出方向近似匀速直线前进。
(1)
根据下列器材在地面上使用时的主要功能,航天员在空间站中同样可以正常使用的是( )
A.
单摆演示器
B.
弹簧拉力器
C.
家用体重秤
D.
哑铃
(2)
神舟十三号与空间站对接过程中,
(选填:A.可以 B.不可以)把神舟十三号看作质点。
(3)
“天宫课堂”中,“冰墩墩”近似匀速直线前进,这一过程中“冰墩墩”受到( )
A.
万有引力
B.
向心力
C.
离心力
(4)
空间站绕地球运行的角速度约为
rad/s。(保留2位有效数字)。
(5)
空间站的速度
第一宇宙速度(选涂:A.大于B.等于C.小于);同步地球卫星的周期为
小时。
(6)
空间站绕地球运行的轨道半径,约为地球同步卫星绕地球运行的轨道半径的( )
A.
B.
C.
(7)
考虑相对论效应,在高速飞行的空间站里的时钟走过10s,理论上站在地面上的观察者手里的时钟走过的时间( )
A.
大于10s
B.
小于10s
C.
等于10s
D.
都有可能
综合题
普通
2. 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
3. 圆和椭圆是分析卫星运动时常用的模型。已知,地球质量为M,半径为R,万有引力常量为G。
(1)
如图1所示,卫星在近地轨道I上围绕地球的运动,可视作匀速圆周运动,轨道半径近似等于地球半径。求卫星在近地轨道I上的运行速度大小v。
(2)
在P点进行变轨操作,可使卫星由近地轨道I进入椭圆轨道Ⅱ。卫星绕地球沿椭圆轨道运动的情况较为复杂,我们可以借用开普勒第二定律(对任意一个行星来说,它与太阳的连线在相等的时间内扫过的面积相等)来研究。如图2所示,卫星在以地球为一个焦点的椭圆轨道上运动。已知:卫星经过M点时,其与地心的距离为r
M
, 速度大小为v
M
, 方向与r
M
夹角为α;卫星经过N点时,其与地心的距离为r
N
, 速度大小为v
N
, 方向与r
N
夹角为β;试求:v
M
∶v
N
(3)
如图3所示,在地球表面,以与竖直方向成α角的方向发射一导弹,其初速度
。已知导弹的运动遵循开普勒第二定律,发射后的轨迹为以地心为焦点的椭圆轨道的一部分,求导弹上升距地面的最大高度。(已知地球与其附近距地心r,质量为m的物体组成的系统具有的引力势能为
, 忽略空气阻力和地球自转的影响)。
解答题
普通
1. “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
2. 2008年,我国天文学家利用国家天文台兴隆观测基地的2.16米望远镜,发现了一颗绕恒星HD173416运动的系外行星HD173416b,2019年,该恒星和行星被国际天文学联合会分别命名为“羲和”和“和“望舒”,天文观测得到恒星羲和的质量是太阳质量的2倍,若将望舒与地球的公转均视为匀速圆周运动,且公转的轨道半径相等。则望舒与地球公转速度大小的比值为( )
A.
B.
2
C.
D.
单选题
普通
3. 火星探测任务“天问一号”的标识如图所示。若火星和地球绕太阳的运动均可视为匀速圆周运动,火星公转轨道半径与地球公转轨道半径之比为3∶2,则火星与地球绕太阳运动的( )
A.
轨道周长之比为2∶3
B.
线速度大小之比为
C.
角速度大小之比为
D.
向心加速度大小之比为9∶4
单选题
容易