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题型: 单选题
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单选题

已知地球的质量约为火星质量的10倍,地球的半径约为火星半径的2倍,则航天器在火星表面附近绕火星做匀速圆周运动的速率约为(  )

A3.5 km/s

B5.0 km/s

C17.7 km/s

D35.2 km/s

正确答案

A

解析

解:航天器在火星表面附近绕火星做匀速圆周运动时,由火星的万有引力提供向心力,则有:

…①

对于近地卫星,由地球的万有引力提供向心力,则得:

…②

由①②得:

又近地卫星的速度约为 v=7.9km/s

可得:航天器的速率为 v=3.5 km/s,故A正确.

故选:A

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题型: 单选题
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单选题

如图所示,我国自行设计、制造的第一颗人造地球卫星“东方红一号”运行轨道为椭圆轨道,其近地点M和远地点N的高度分别为439km和2384km,“东方红一号”卫星(  )

A在M点的速度小于在N点的速度

B在M点的加速度小于在N点的加速度

C在M点受到的地球引力小于在N点受到的地球引力

D从M点运动到N点的过程中动能逐渐减小

正确答案

D

解析

解:A、由M到N地球引力做负功,势能增加,动能减小.所以在M点的速度大于在N点的速度,故A错误,D正确

 B、加速度a=,可知近地点加速度大,远地点加速度小.故B错误

C、根据F=,所以在M点受到的地球引力大于在N点受到的地球引力,故C错误

故选D.

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题型:简答题
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简答题

两颗行星都绕太阳做匀速圆周运动,它们的质量之比m1:m2=p,轨道半径之比r1:r2=q,则求它们的公转周期之比,它们受到太阳的引力之比.

正确答案

解:人造卫星绕地球做圆周运动,根据万有引力提供向心力列出等式,=m

公转周期T=2π

轨道半径之比r1:r2=q,

所以它们的公转周期之比T1:T2=

它们受到太阳的引力F=

它们的质量之比m1:m2=p,轨道半径之比r1:r2=q,

它们受到太阳的引力之比F1:F2=

答:它们的公转周期之比是T1:T2=,它们受到太阳的引力之比是F1:F2=

解析

解:人造卫星绕地球做圆周运动,根据万有引力提供向心力列出等式,=m

公转周期T=2π

轨道半径之比r1:r2=q,

所以它们的公转周期之比T1:T2=

它们受到太阳的引力F=

它们的质量之比m1:m2=p,轨道半径之比r1:r2=q,

它们受到太阳的引力之比F1:F2=

答:它们的公转周期之比是T1:T2=,它们受到太阳的引力之比是F1:F2=

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题型: 单选题
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单选题

嫦娥二号探月卫星于2010年发射,其环月飞行的高度距离月球表面100km,所探测到的有关月球的数据将比环月飞行高度距离月球表面200km的嫦娥一号更加详实.若卫星环月运行均可视为匀速圆周运动,运行轨道如图所示.则(  )

A嫦娥二号的周期比嫦娥一号大

B嫦娥二号的角速度比嫦娥一号小

C嫦娥二号的向心加速度比嫦娥一号大

D嫦娥二号线速度比嫦娥一号更小

正确答案

C

解析

解:根据万有引力提供圆周运动向心力有:

=m=mr=ma=mrω2

A、T=2π,所以嫦娥二号的周期比嫦娥一号小,故A错误;

B、ω=,所以嫦娥二号的角速度比嫦娥一号大,故B错误;

C、a=,所以嫦娥二号的向心加速度比嫦娥一号大,故C正确;

D、v=,所以嫦娥二号线速度比嫦娥一号更大,故D错误;

故选:C.

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题型:填空题
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填空题

2007年10月24日我国自主研制的“嫦娥一号”月球探测卫星发射升空.“嫦娥一号”在绕月工作轨道的运动可视为匀速圆周运动,轨道半径为R(约等于月球半径).此前曾有宇航员在月球上做自由落体实验,将某物体由距月球表面高h处释放,经时间t后落到月球表面,据上述信息可推出“嫦娥一号”绕月运行的速率约为______.假设地球、月球都静止不动,卫星在近地轨道变轨后,靠惯性飞向月球,若卫星变轨时的动能小于卫星飞到月球过程中需要克服地球引力做的功,则探测卫星______(选填“可能”或“不可能”)到达月球.

正确答案

可能

解析

解:物体自由落体运动,设地球表面重力加速度为g,

h=gt2

g=

“嫦娥一号”绕做匀速圆周运动,

则mg=

所以 v==

假设地球、月球都静止不动,卫星在近地轨道变轨后,靠惯性飞向月球,

若卫星变轨时的动能小于卫星飞到月球过程中需要克服地球引力做的功,但是卫星飞到月球过程中月球引力做正功,所以探测卫星可能到达月球.

故答案为:,可能

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题型: 单选题
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单选题

“探路者”号宇宙飞船在宇宙深处飞行过程中,发现A、B两颗天体各有一颗靠近表面飞行的卫星,并测得两颗卫星的周期相等,以下判断错误的是(  )

A天体A、B表面的重力加速度与它们的半径成正比

B两颗卫星的线速度一定相等

C天体A、B的质量可能相等

D天体A、B的密度一定相等

正确答案

B

解析

解:A、根据mg=,则g=,由于周期T相等,故天体A、B表面的重力加速度与它们的半径成正比.故A正确.

B、根据知,周期T相等,但是星球的半径R未知,故无法判断两颗卫星的线速度.故B错误.

C、根据万有引力提供向心力,知卫星是环绕天体,质量被约去,无法比较大小.即无法确定两星球的质量,可能不相等,也可能相等,故C正确.

D、根据知,M=,则天体的密度.知周期相等,则A、B的密度相等.故D正确.

本题选择错误的.

故选:B

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题型: 多选题
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多选题

2010年10月1日“嫦娥二号”探月卫星沿地月转移轨道直奔月球,在距月球表面100km的P点进行第一次“刹车制动”后被月球捕获,进入椭圆轨道Ⅰ绕月飞行,之后,卫星在P点又经过第二次“刹车制动”,进入距月球表面100km的圆形工作轨道Ⅱ,绕月球做匀速圆周运动,如图所示.则下列说法正确的是(  )

A卫星在轨道Ⅰ上运动周期比在轨道Ⅱ上长

B卫星在轨道Ⅰ上运动周期比在轨道Ⅱ上短

C卫星沿轨道Ⅰ经P点时的加速度小于沿轨道Ⅱ经P点时的速度

D卫星沿轨道Ⅰ经P点时的加速度等于沿轨道Ⅱ经P点时的加速度

正确答案

A,D

解析

解:AB、根据开普勒第三定律的内容:所有的行星的轨道的半长轴的三次方跟公转周期的二次方的比值都相等.

即:=K,K与中心体有关.

通过题意我们知道:轨道Ⅰ的半长轴大于轨道Ⅰ的半径.

所以卫星在轨道Ⅰ上运动周期比在轨道Ⅱ上长,故A正确,B错误.

CD、研究“嫦娥二号”绕月球做匀速圆周运动,根据万有引力提供向心力,列出等式:  得出:a=

所以卫星沿轨道Ⅰ经P点时的加速度等于沿轨道Ⅱ经P点时的加速度.故C错误,D正确.

故选:AD.

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题型:简答题
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简答题

宇航员在某星球表面以初速度v0竖直上抛一小球,经过时间t小球落回原处,不考虑空气阻力,若该星球的半径为R,求该星球的第一宇宙速度.

正确答案

解:小球竖直上抛后做匀变速直线运动,取竖直向上为正方向,根据运动学规律有:

-v0-v0=gt;

解得:

根据万有引力充当向心力可知:

=mg=m

解得:v==

答:该星球的第一宇宙速度为

解析

解:小球竖直上抛后做匀变速直线运动,取竖直向上为正方向,根据运动学规律有:

-v0-v0=gt;

解得:

根据万有引力充当向心力可知:

=mg=m

解得:v==

答:该星球的第一宇宙速度为

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题型:简答题
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简答题

有一质量为m的卫星以半径R周期T环绕行星作圆轨道运动.

求(1)行星的质量

(2)若行星的半径是卫星轨道半径的,行星表面上的重力加速度多大?

正确答案

解:(1)根据万有引力定律和向心力公式:…①

解得:M=

(2)在行星表面,万有引力等于重力:…②

联立①②得:g=

答:(1)该行星的质量

(2)行星表面处的重力加速度

解析

解:(1)根据万有引力定律和向心力公式:…①

解得:M=

(2)在行星表面,万有引力等于重力:…②

联立①②得:g=

答:(1)该行星的质量

(2)行星表面处的重力加速度

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题型: 多选题
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多选题

如图所示,在同一轨道平面上有三颗人造地球卫星A、B、C(轨道均是圆),某一时刻它们恰好在同一直线上,则下列说法正确的是(  )

A根据可知vA<vB<vC

B根据万有引力定律,可知FA>FB>FC

C向心加速度aA>aB>aC

D运动一周后,A先回到原地点

正确答案

C,D

解析

解:

A、设地球的质量为M,卫星的轨道半径为r,卫星的速度v=,可见,r越大,v越小,则有vA>vB>vC.故A错误.

B、由于三颗的质量关系未知,无法根据万有引力定律F=G比较引力的大小.故B错误.

C、卫星的向心加速度等于重力加速度g=,r越小,a越大,则有aA>aB>aC.故C正确.

D、卫星的周期T==2,r越大,T越大,所以运动一周后,A先回到原地点.故D正确.

故选CD

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题型:简答题
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简答题

2011年8月,“嫦娥二号”在完成探月飞行任务后成功进入了绕“日地拉格朗日点”的轨道,我国成为世界上第三个造访该点的国家,如图所示,该拉格朗日点位于太阳和地球连线的延长线上,一飞行器位于该点,在几乎不消耗燃料的情况下与地球同步绕太阳做圆周运动,若已知太阳与地球的中心间距离为R,地球中心与此飞行器间的距离为D,地球质量为M,万有引力常量G,求此飞行器的运行周期T.(对于飞行器,只考虑太阳和地球对此飞行器的万有引力;对于地球,只考虑太阳对地球的万有引力)

正确答案

解:对地球,有:

对飞行器有:

联立两式解得T=

答:此飞行器的运行周期T为

解析

解:对地球,有:

对飞行器有:

联立两式解得T=

答:此飞行器的运行周期T为

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题型: 多选题
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多选题

如图,近地人造卫星和月球绕地球的运行轨道可视为圆.设卫星、月球绕地公转周期分别为T、T,地球自转周期为T,则(  )

AT<T

BT>T

CT<T

DT=T

正确答案

A,C

解析

解:卫星和月球都绕地球做圆周运动,根据万有引力提供向心力,

=,r=R+h

解得:

由于近地卫星的环绕半径小于同步卫星的半径,同步卫星的半径又小于月球绕地球的半径,所以,近地卫星的周期最小,月球的周期最大.

又由于同步卫星的周期等于地球自转周期为T,所以:T<T<T.故A、C正确,BD错误.

故选:AC

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题型: 多选题
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多选题

据中新社3月10日消息,我国将于2011年上半年发射“天宫一号”目标飞行器,2011年下半年发射“神舟八号”飞船并与“天宫一号”实现对接.某同学得知上述消息后,画出“天宫一号”和“神舟八号”绕地球做匀速圆周运动的假想图如图所示,A代表“天宫一号”,B代表“神舟八号”,虚线为各自的轨道.由此假想图,可以判定(  )

A“天宫一号”的运行速率大于“神舟八号”的运行速率

B“天宫一号”的周期大于“神舟八号”的周期

C“天宫一号”的向心加速度大于“神舟八号”的向心加速度

D“神舟八号”适度加速有可能与“天宫一号”实现对接

正确答案

B,D

解析

解:A、根据万有引力提供向心力,a=,v=,知天宫一号的轨道半径大,则线速度小,向心加速度小,周期大.故A、C错误,B正确.

    D、.“神舟八号”在圆轨道上加速,需要的向心力增大,万有引力不够提供向心力,做离心运动,可能与“天宫一号”实现对接.故D正确.

故选BD.

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题型: 单选题
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单选题

2015年8月27日10时31分,我国在太原卫星发射中心用长征四号丙运载火箭,成功将遥感二十七号卫星送入太空,若遥感二十七号卫星绕地球做匀速圆周运动的周期为T,速率为v,地球的半径为R,不考虑地球自转,则地球第一宇宙速度为(  )

A

B

C

D

正确答案

D

解析

解:设地球第一宇宙速度为v1.设卫星的质量为m,轨道半径为r,地球的质量为M,根据万有引力等于向心力有:

对于近地卫星有:G=m′

对于遥感二十七号卫星有:G=m

又 T=,得 r=

由以上三式解得 v1=

故选:D

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题型: 多选题
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多选题

如图所示,是某次同步卫星发射过程的示意图,先将卫星送入一个近地圆轨道,然后在P点点火加速,进入椭圆转移轨道,其中P是近地点,Q是远地点,在Q点再次点火加速进入同步轨道.设卫星在近地圆轨道的运行速率为v1,加速度大小为a1;在P点短时间点火加速之后,速率为v2,加速度大小为a2;沿转移轨道刚到达Q点速率为v3,加速度大小为a3;在Q点点火加速之后进入圆轨道,速率为v4,加速度大小为a4,则(  )

Av1=v2、a1<a2

Bv1<v2、a1=a2

Cv3<v4、a3=a4

Dv3<v4、a3<a4

正确答案

B,C

解析

解:A、卫星从近地圆轨道上的P点需加速,使得万有引力小于向心力,进入椭圆转移轨道.

所以在卫星在近地圆轨道上经过P点时的速度小于在椭圆转移轨道上经过P点的速度.v1<v2

根据牛顿第二定律得a=,在卫星在近地圆轨道上经过P点时的加速度等于在椭圆转移轨道上经过P点的加速度,故A错误,B正确

C、沿转移轨道刚到达Q点速率为v3,加速度大小为a3;在Q点点火加速之后进入圆轨道,速率为v4,所以在卫星在转移轨道上经过Q点时的速度小于在圆轨道上经过Q点的速度,即v3<v4

根据牛顿第二定律得a=,在卫星在转移轨道上经过Q点时的加速度等于在椭圆转移轨道上经过Q点的加速度,故C正确,D错误

故选:BC.

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