热门试卷

X 查看更多试卷
1
题型:简答题
|
简答题

欧盟和我国合作的“伽利略”全球卫星定位系统的空间部分由平均分布在三个轨道平面上的30颗轨道卫星构成,每个轨道平面上有10颗卫星,从而实现高精度的导航定位.现假设“伽利略”系统中每颗卫星均绕地心O做半径为r的匀速圆周运动,某时刻10颗卫星所在位置如图所示,相邻卫星之间的距离相等,卫星1和卫星3分别位于A、B两位置,卫星按顺时针运行.地球表面重力加速度为g,地球的半径为R.求卫星1由A位置运行到B位置所需要的时间.

正确答案

解:设地球质量为M,卫星质量为m,每颗卫星的运行周期为T,万有引力常量为G,由万有引力定律和牛顿定律有

地球表面重力加速度为

联立①②式可得

卫星1由A位置运行到B位置所需要的时间为:

联立③④式可得

答:卫星1由A位置运行到B位置所需要的时间

解析

解:设地球质量为M,卫星质量为m,每颗卫星的运行周期为T,万有引力常量为G,由万有引力定律和牛顿定律有

地球表面重力加速度为

联立①②式可得

卫星1由A位置运行到B位置所需要的时间为:

联立③④式可得

答:卫星1由A位置运行到B位置所需要的时间

1
题型: 单选题
|
单选题

北斗导航系统又被称为“双星定位系统”,具有导航、定位等功能.“北斗”系统中两颗工作卫星1和2均绕地心O做匀速圆周运动,轨道半径均为r,某时刻两颗工作卫星分别位于轨道上的A、B两位置,如图所示.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.以下判断中正确的是(  )

A这两颗卫星的向心加速度大小相等,均为

B卫星l由位置A运动至位置B所需的时间为

C如果使卫星l加速,它就一定能追上卫星2

D卫星1由位置A运动到位置B的过程中向心力不变

正确答案

A

解析

解:A、根据,GM=gR2,联立解得a=.轨道半径相等,则向心加速度大小相等.故A正确.

B、根据,GM=gR2,联立解得,则卫星从位置A运动到位置B的时间t==.故B错误.

C、如果卫星1加速,万有引力不够提供向心力,做离心运动,离开原轨道,不会追上卫星2.故C错误.

D、卫星从位置A运动到位置B,由于万有引力方向提供向心力与速度方向垂直,时刻改变.故D错误.

故选:A.

1
题型: 单选题
|
单选题

已知地球的半径为R,地球的自转周期为T,地表的重力加速度为g,要在地球赤道上发射一颗近地的人造地球卫星,使其轨道在赤道的正上方,若不计空气的阻力,那么(  )

A向东发射与向西发射耗能相同,均为mgR-m(2

B向东发射耗能为m(-2,比向西发射耗能多

C向东发射与向西发射耗能相同,均为m(-2

D向西发射耗能为m(+2,比向东发射耗能多

正确答案

D

解析

解:A、地球自转方向自西向东,故向东发射卫星可以充分利用地球自转的线速度而消耗较少能量,故A错误;

B、地球自西向东自转,故向东发射卫星消耗能量较少,故B错误;

C、地球自转方向自西向东,故向东发射卫星可以充分利用地球自转的线速度而消耗较少能量,故C错误;

D、在赤道表面地球自转的线速度为,由于地球自西向东自转,故在地球上向西发射卫星时的发射速度为第一宇宙速度与地球自转线速度之和,故根据动能定理知其发射耗能为,故D正确.

故选:D.

1
题型: 多选题
|
多选题

某同学画出“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,可以判定下列选项的是(  )

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”的周期小于“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

A,B,C

解析

解:绕地球做匀速圆周运动万有引力提供向心力,则有:

A、线速度知,轨道半径大的天宫一号运行速率小,故A错误;

B、周期T=知,轨道半径大的天宫一号运行周期大,故B错误;

C、向心加速度知,轨道半径大的天宫一号向心加速度小,故C错误;

D、由卫星轨道变轨原理知,神舟八号要追上天宫一号,则在较低轨道上加速运动抬升轨道后与较高轨道航天器对接即可,故D正确.

因为选择不正确的是,故选:ABC

1
题型: 多选题
|
多选题

2011年11月3日,神舟八号与天宫一号完美“牵手”,成功实现交会对接.交会对接飞行过程分为“远距离导引”、“自主控制”、“对接”、“组合体飞行”和“分离撤离”等阶段,图示为“远距离导引”阶段.对接任务完成后,神舟八号飞船返回位于内蒙古自治区苏尼特右旗以西阿木古朗草原的主着陆场.则下列说法正确的是(  )

A在远距离导引段,神舟八号向前喷气

B在远距离导引段,神舟八号向后喷气

C在组合体飞行段,神八与天宫一号绕地球作匀速圆周运动的速度小于7.9km/h

D分离后,天宫一号变轨升高至飞行轨道运行时,其动能比在交会对接轨道时大

正确答案

B,C

解析

解:A、B“神舟八号”欲追上“天宫一号”,在远距离导引段必须加速,使得万有引力不够提供向心力,做离心运动,离开原轨道,故神舟八号向后喷气.故A错误,B正确.

C、根据卫星的速度公式v=.知轨道半径越大,线速度越小,第一宇宙速度对应的轨道半径最小,则线速度最大.所以在组合体飞行段,神八与天宫一号绕地球作匀速圆周运动的速度小于7.9km/h.故C正确.

D、分离后,天宫一号变轨升高至飞行轨道运行时,由v=.知速度减小,动能减小,故D错误.

故选BC

1
题型: 单选题
|
单选题

我国在2010年10月3日发射的“嫦娥二号”卫星,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为200km的“嫦娥一号”更加详实.若两颗卫星环月飞行均可视为匀速圆周运动,飞行轨道如图所示.则(  )

A“嫦娥二号”比“嫦娥一号”环月飞行的周期更小

B“嫦娥二号”比“嫦娥一号”环月飞行的线速度更小

C“嫦娥二号”比“嫦娥一号”环月飞行的角速度更小

D“嫦娥二号”比“嫦娥一号”环月飞行的向心加速度更小

正确答案

A

解析

解:万有引力提供圆周运动的向心力,据此有:

A、周期知,半径大的嫦娥一号周期大,故A正确;

B、线速度知,半径大的嫦娥一号线速度小,故B错误;

C、角速度知,半径大的嫦娥一号角速度小,故C错误;

D、向心加速度知,半径大的嫦娥一号向心加速度小,故D错误.

故选:A

1
题型: 单选题
|
单选题

“嫦娥一号”探月卫星与稍早日本的“月亮女神号”探月卫星不同,“嫦娥一号”卫星是在绕月极地轨道上运动的,加上月球的自转,因而“嫦娥一号”卫星能探测到整个月球的表面,“嫦娥一号”卫星的CCD相继对月球背面进行成像检测,并获取了月球背面部分区域的影像图.卫星在绕月极地轨道上做圆周运动时距月球表面高为H,绕行的周期为TM;月球绕地球公转的周期为TE,半径为Ro,地球半径为RE,月球半径为RM.若忽略地球及太阳引力对绕月卫星的影响,试求月球与地球质量之比为(  )

A2•(3

B

C

D3

正确答案

A

解析

解:设卫星质量是m,月球和地球的质量分别为M和M.卫星绕月球做圆周运动,由月球的万有引力提供卫星的向心力,由牛顿第二定律可得:

G(RM+H),

月球质量:M=

同理,月球绕地球做圆周运动的向心力由地球对月球的万有引力提供,则由牛顿第二定律得:

GR0

地球质量:M=

所以:=(2•(3,故A正确.

故选:A

1
题型: 多选题
|
多选题

如图所示,飞行器P绕某星球做匀速圆周运动,星球相对飞行器的角度为θ,下列说法正确的是(  )

A轨道半径越大,周期越长

B轨道半径越大,速度越长

C若测得周期和张角,可得到星球的平均密度

D若测得周期和轨道半径,可得到星球的平均密度

正确答案

A,C

解析

解:A、根据开普勒第三定律=k,可知轨道半径越大,飞行器的周期越长.故A正确;

B、根据卫星的速度公式v=,可知轨道半径越大,速度越小,故B错误;

C、设星球的质量为M,半径为R,平均密度为,ρ.张角为θ,飞行器的质量为m,轨道半径为r,周期为T.

对于飞行器,根据万有引力提供向心力得:G=mr

由几何关系有:R=rsin

星球的平均密度 ρ=

由以上三式知测得周期和张角,可得到星球的平均密度.故C正确;

D、由G=mr可得:M=,可知若测得周期和轨道半径,可得到星球的质量,但星球的半径未知,不能求出星球的平均密度.故D错误.

故选:AC.

1
题型:简答题
|
简答题

a、b两颗人造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卫星离地面高度为R,b卫星离地面高度为3R.试求:

(1)a、b两卫星的周期之比Ta:Tb

(2)a、b两卫星的速度之比va:vb

正确答案

解:人造卫星绕地球做匀速圆周运动,根据万有引力提供向心力,设卫星的质量为m、轨道半径为r、地球质量为M,有

F=F

F=G

F=m=m(2r;

因而

G=m=m(2r;

解得

T==2π

v=

已知ra=2R,rb=4R,根据①式知a、b两颗卫星的周期之比

Ta:Tb===4;

根据②式知a、b两颗卫星的速度之比为

va:vb===

答:(1)a、b两卫星的周期之比Ta:Tb=;=:4

(2)a、b两卫星的速度之比va:vb=:1.

解析

解:人造卫星绕地球做匀速圆周运动,根据万有引力提供向心力,设卫星的质量为m、轨道半径为r、地球质量为M,有

F=F

F=G

F=m=m(2r;

因而

G=m=m(2r;

解得

T==2π

v=

已知ra=2R,rb=4R,根据①式知a、b两颗卫星的周期之比

Ta:Tb===4;

根据②式知a、b两颗卫星的速度之比为

va:vb===

答:(1)a、b两卫星的周期之比Ta:Tb=;=:4

(2)a、b两卫星的速度之比va:vb=:1.

1
题型: 单选题
|
单选题

在空中飞行了十多年的“和平号”航天站已失去动力,由于受大气阻力作用,其绕地球转动的半径缓慢减小,最终在大气层中坠毁.在此过程中下列说法正确的是(  )

A航天站绕地球旋转的线速度减小

B航天站绕地球旋转的周期增大

C航天站绕地球旋转的向心加速度增大

D航天站绕地球旋转的角速度减小

正确答案

C

解析

解:A、根据万有引力提供向心力得,=m,v=,轨道半径减小,则速度增大.故A错误.

B、根据万有引力提供向心力得,=mr

解得:T=,知轨道半径减小,则周期减小.故B错误.

C、根据万有引力提供向心力得,=ma,解得:a=,知轨道半径减小,则向心加速度增大.故C正确.

D、根据万有引力提供向心力得,=mrω2,解得:ω=,知轨道半径减小,则角速度增大.故D错误.

故选:C.

1
题型:简答题
|
简答题

神舟五号载人飞船在绕地球飞行的第5圈进行变轨,由原来的椭圆轨道变为距地面高度为h的圆形轨道.已知地球半径为R,地面处的重力加速度为g.试导出飞船在上述圆轨道上运行的周期T的公式(用h、R、g表示).

正确答案

解:设地球质量为M,飞船质量为m,速度为v,地球的半径为R,神舟五号飞船圆轨道的半径为r,飞船轨道距地面的高度为h,则据题意有:

r=R+h

因为在地面重力和万有引力相等,则有

即:GM=gR2

飞船在轨道上飞行时,万有引力提供向心力有:

得:T===

答:飞船在上述圆轨道上运行的周期T为

解析

解:设地球质量为M,飞船质量为m,速度为v,地球的半径为R,神舟五号飞船圆轨道的半径为r,飞船轨道距地面的高度为h,则据题意有:

r=R+h

因为在地面重力和万有引力相等,则有

即:GM=gR2

飞船在轨道上飞行时,万有引力提供向心力有:

得:T===

答:飞船在上述圆轨道上运行的周期T为

1
题型: 多选题
|
多选题

如图所示,a、b、c是在地球大气层外圆形轨道上运动的3颗卫星,下列说法正确的是(  )

Ab、c的线速度大小相等,且大于a的线速度

Bb、c的向心加速度大小相等,且小于a的向心加速度

Cc加速可追上同一轨道上的b,b减速可等候同一轨道上的c

Da卫星由于某原因,轨道半径缓慢减小,其线速度将增大

正确答案

B,D

解析

解:人造卫星绕地球做匀速圆周运动,根据万有引力提供向心力,设卫星的质量为m、轨道半径为r、地球质量为M,有

=ma=m

A、v=,b、c的线速度大小相等,且小于a的线速度,故A错误;

B、a=,所以b、c的向心加速度大小相等,且小于a的向心加速度,故B正确;

C、c加速,万有引力不够提供向心力,做离心运动,离开原轨道,所以不会与同轨道上的卫星相遇.故C错误.

D、卫星由于某原因,轨道半径缓慢减小,根据公式,v=,则线速度增大.故D正确.

故选:BD.

1
题型:简答题
|
简答题

两颗人造地球卫星的质量之比为m1:m2=1:2,轨道半径之比为r1:r2=3:1,那么它们的运行速度之比V1:V2=______;向心加速度之比a1:a2=______;角速度之比ω1:ω2=______;周期之比T1:T2=______

正确答案

解:卫星绕地球圆周运动万有引力提供圆周运动向心力有:

,得:

知a=,得:

,得:

知T=,得:

故答案为:

解析

解:卫星绕地球圆周运动万有引力提供圆周运动向心力有:

,得:

知a=,得:

,得:

知T=,得:

故答案为:

1
题型:简答题
|
简答题

探月飞船进入地月转移轨道后关闭推进器,会依靠惯性沿地球与月球的连心线飞往月球。在飞行途中飞船中会经过一个特殊的点P,在这一点飞船所受到的地球对它的引力与月球对它的引力正好抵消(不考虑其他星体对飞船的引力作用)已知地球质量为M1,月球质量为M2,地球中心与月球中心之间的距离为 r.

(1)试分析在探月飞船靠惯性飞行到达P点的过程中,飞船的动能如何变化?飞船的加速度如何变化?

(2)P点距离地球中心多远?

正确答案

(1)变小 变小  (2)

(1)飞船的动能变小,达P点时最小 

飞船的加速度逐渐变小,达P点时为零  

(2)设飞船的质量为m,由p点地球对飞船的引力与月球对飞船的引力正好抵消得

      

     

1
题型:简答题
|
简答题

据报道,“嫦娥一号”在距离月球高为h处绕月球做匀速圆周运动。已知月球半径为R,月球表面的重力加速度为g0,引力常量为G,求:

(1)月球的质量;

(2)“嫦娥一号”环绕月球运行的周期。

正确答案

(1)

(2)

下一知识点 : 机械能守恒定律
百度题库 > 高考 > 物理 > 万有引力与航天

扫码查看完整答案与解析

  • 上一题
  • 1/15
  • 下一题