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1. 太空电梯的原理与生活中的普通电梯十分相似。只需在地球同步轨道上建造一个空间站,并用某种足够长也足够结实的“索道”将其与地面相连。如图所示,假设有一太空电梯连接地球赤道上的固定基地与同步卫星轨道上的空间站a,整个太空电梯相对地面静止。卫星b与空间站a的运行方向相同,空间站a的角速度
(选填“大于”,“等于”或“小于”)卫星b的角速度,某时刻二者距离最近,若经过时间t之后,a、b第一次相距最远,已知地球自转周期为T,则卫星b的周期为
。
【考点】
卫星问题;
【答案】
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填空题
普通
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1. 北京时间2024年7月19日11时3分,我国在太原卫星发射中心使用长征四号乙运载火箭,成功将高分十一号05星发射升空,卫星顺利进入预定轨道,发射任务获得圆满成功。该卫星主要用于国土普查、城市规划、土地确权、路网设计、农作物估产和防灾减灾等领域。已知高分十一号05星绕地球做匀速圆周运动(离地高度约为
),下列判断正确的是( )
A.
高分十一号05星内的仪器处于平衡状态
B.
高分十一号05星入轨稳定后的运行速度一定小于
C.
高分十一号05星的发射速度可能大于
D.
高分十一号05星绕地球做圆周运动的向心加速度可能为
单选题
普通
2. 木星的卫星中有四颗是伽利略发现的,称为伽利略卫星,其中木卫一、木卫二与木卫三的周期之比为1:2:4;其中木卫二的相关数据:质量为
, 绕木星做匀速圆周运动的轨道半径为
, 木星的相关数据:质量为
, 半径为
, 忽略木星的自转,木星表面的重力加速度为
。G取
下列说法正确的是( )
A.
三个卫星的线速度之比为4:2:1
B.
木卫二绕木星做匀速圆周运动的向心加速度是
C.
根据题目中所给的已知数据可以验证木星表面物体所受木星的引力与木卫二所受木星的引力为同种性质的力
D.
根据题目中所给的已知数据不能求出木卫二的周期
单选题
普通
3. 2024年10月30日4时27分,神舟十九号载人飞船成功发射至预定轨道,航天员蔡旭哲、宋令东、王浩泽与神舟十八号乘组在轨轮换。飞船经过几次变轨后进入对接轨道与空间站组合体交会对接,工作状态良好。若椭圆轨道Ⅱ的半长轴为
, 椭圆轨道Ⅲ的半长轴长
, 如图所示,则下列说法正确的是( )
A.
飞船在圆轨道Ⅰ上的运行速度大于第一宇宙速度
B.
飞船在轨道Ⅰ的机械能小于在轨道Ⅱ的机械能
C.
飞船在轨道Ⅱ上的周期与在轨道Ⅲ上的周期之比大于
D.
飞船在轨道Ⅱ上经过P点的加速度小于在轨道Ⅲ上经过P点的加速度
多选题
普通
1. “嫦娥三号”是我国嫦娥工程中第一个月球软着陆的无人登月探测器。其飞行轨道示意图如图,她由地月转移轨道①顺利进入环月圆轨道②,在该轨道上运行了约4天后,变轨进入椭圆轨道③,最后实现月球软着陆。
(1)
当“嫦娥三号”由轨道②变轨,进入轨道③的过程中,需要
(选择:A.加速 B.减速);“嫦娥三号”在轨道③由远月点运行至近月点的过程中动能
(选择:A.增加 B.不变 C.减少)。
(2)
“嫦娥三号”在反推火箭作用下慢慢下降,在距离月球表面h=4.0m的高度处再次悬停,最后关掉发动机,自由下落到月球表面,实现软着陆。已知地球质量约为月球质量的81倍,地球半径约为月球半径的3.6倍,试计算“嫦娥三号”着陆时的速度大小v?
(结果取二位有效数字)
填空题
普通
2. 人类对宇宙的探索永无止境。
(1)
1929 年,美国天文学家哈勃通过对大量星系的观测发现,银河系外的绝大部分星系都在
(填“靠近”或“远离”)我们。据此,科学家提出了
宇宙学,以解释宇宙的起源。
(2)
设想将来发射一颗人造卫星,能在月球绕地球运动的轨道上稳定运行,该轨道可视为圆轨道。该卫星与月球相比,一定相等的是( )
A.
质量
B.
向心力大小
C.
向心加速度大小
D.
受到地球的万有引力大小
(3)
(多选)某卫星先在圆轨道1运动,在P点变轨后进入椭圆轨道2运动,在Q点变轨后进入圆轨道3运动,若忽略卫星质量变化,则卫星( )
A.
由轨道1进入轨道2要在P点加速
B.
由轨道2进入轨道3要在Q点减速
C.
变轨前后在Q点的加速度相等
D.
变轨前后在Q点的机械能相等
(4)
(计算)已知地球表面重力加速度为g,地球半径为R,空间站轨道离地高度为h,求空间站绕地球的周期。
(5)
测量飞船从空间站返回地球的时间。若地球上观察者测得的时间为Δt,飞船中的航天员测得时间为Δt
'
, 仅考虑狭义相对论效应,则( )
A.
Δt
'
B.
Δt=Δt
'
C.
Δt>Δt
'
D.
无法判断
综合题
普通
3. 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
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