热门试卷

我国于2007年10月24日，在西昌卫星发射中心，将一颗探月卫星“嫦娥一号”成功发射升空，在经历14天的飞行后，“嫦娥一号”卫星接近月球，实施首次“制动变轨”，进入月球捕获椭圆轨道，又经历两次“制动变轨”，最终进入预定环月工作轨道（如图所示）．

（1）卫星在靠近月球前先进行变轨，在预定点处启动卫星上的喷气推进器，为使卫星从椭圆轨道进入环月飞行圆轨道，如图所示，推进器是向前喷气还是向后喷气？

（2）若已知地球和月球的半径之比为=3.6，地球和月球表面的重力加速度之比为=6，求地球和月球的密度之比；

（3）若已知月球半径为R，月球表面处重力加速度为g，卫星在环月圆轨道上的运行周期为T，试求卫星在环月圆轨道上运行时离月球表面高度和卫星环月圆轨道处的重力加速度．

已知地球半径为R，地球表面的重力加速度为g，一颗人造卫星在离地面高度h=3R处绕地球做匀速圆周运动，求：

（1）这颗卫星运动的线速度为多大；

（2）它绕地球运动的向心加速度为多大；

（3）质量为m的仪器放在卫星内的平台上，仪器的重力为多大？它对平台的压力有多大？

如图 所示，发射地球同步卫星时，可认为先将卫星发射至距地面高度为 h1  的圆形近地轨道上，在卫星经过 A点时点火（喷气发动机工作）实施变轨进入椭圆轨道，椭圆轨道的近地点为 A，远地点为 B．在卫星沿椭圆轨道运动到 B  点（远地点 B 在同步轨道上）时再次点火实施变轨进入同步轨道，两次点火过程都使卫星沿切向方向加速，并且点火时间很短．

已知同步卫星的运动周期为 T，地球的半径为 R，地球表面重力加速度为 g，

求：（计算结果用题目中给出的物理量的符号来表示）

（1）卫星在近地圆形轨道上运动时的加速度大小

（2）同步卫星轨道距地面的高度．

北京时间2005年10月12日9时整，搭乘两名航天员费俊龙和聂海胜的中国第二艘载人飞船“神州”六号在甘肃省酒泉卫星发射中心由“长征”二号F运载火箭发射升空。航空航天是一个集物理、化学、生物、天文、地学、工程、气象等多学科的综合性工程，请解答下列两个物理问题：

（1）地球半径R=6400km，地球表面重力加速度g=9.8 m/s2，若使航天飞船在无推动力作用的情况下在离地h=140km的圆轨道上绕地球运行，则飞船的速度应为多少？（保留两位有效数字）

（2）假如有一空间站与飞船在同一轨道上运动，你是地面控制中心的控制人员，你应发出下列A、B、C三条指令的哪一条，才能让飞船与空间站对接？

A．让飞船加速直到追上空间站，完成对接；

B．让飞船从原轨道减速至一个较低轨道，再加速追上空间站完成对接；

C．让飞船从原轨道加速至一个较高轨道，再减速追上空间站完成对接。

请你明确选择的指令再说明选择的理论根据。

1986年2月20日发射升空的“和平号”空间站，在服役15年后于2001年3月23日坠落在南太平洋.“和平号”风风雨雨15年铸就了辉煌业绩，已成为航天史上的永恒篇章.“和平号”空间站总质量137 t，工作容积超过400 m3，是迄今为止人类探索太空规模最大的航天器，有“人造天宫”之称.在太空运行的这一“庞然大物”按照地面指令准确坠落在预定海域，这在人类历史上还是第一次.“和平号”空间站正常运行时，距离地面的平均高度大约为350 km.为保证空间站最终安全坠毁，俄罗斯航天局地面控制中心对空间站的运行做了精心安排和控制.在坠毁前空间站已经顺利进入指定的低空轨道，此时“和平号”距离地面的高度大约为240 km.设“和平号”沿指定的低空轨道运行时，其轨道高度平均每昼夜降低2.7 km.设“和平号”空间站正常运转时沿高度为350 km圆形轨道运行，在坠落前沿高度为240km的指定圆形低空轨道运行，而且沿指定的低空轨道运行时，每运行一周空间站高度变化很小，因此计算时对空间站的每一周的运动都可以作为匀速圆周运动处理.

（1）简要说明，为什么空间站在沿圆轨道正常运行过程中，其运动速率是不变的.

（2）空间站沿正常轨道运行时的加速度与沿指定的低空轨道运行时加速度大小的比值多大？计算结果保留2位有效数字.

（3）空间站沿指定的低空轨道运行时，每运行一周过程中空间站高度平均变化多大？计算中取地球半径R=6.4×103 km，计算结果保留1位有效数字.

9.11恐怖事件发生后，美国为了找到本•拉登的藏身地点，使用了先进的侦察卫星．据报道：美国将多颗最先进的KH-11、KH-12“锁眼”系列照相侦察卫星调集到中亚地区上空．“锁眼”系列照相侦察卫星绕地球沿椭圆轨道运动，近地点265千米（指卫星距地面最近距离），远地点650千米（指卫星距地面最远距离），质量为13.6吨～18.2吨． 这些照相侦察卫星上装有先进的CCD数字照相机，能够分辨出地面上0.1米大小的目标，并自动地将照片传给地面接收站及指挥中心．

由开普勒定律知道：如果卫星绕地球做圆周运动的圆轨道半径跟椭圆轨道的半长轴相等，那么，卫星沿圆轨道运动的周期跟卫星沿椭圆轨道运动的周期相同．

请你由上述数据：（1）判断卫星在近地点和远地点运动的速度哪个大？并简要说明理由．

（2）估算这些“锁眼”系列照相侦察卫星绕地球运动的周期．要求一位有效数字．（地球的半径为R=6400千米，取g=10m/s2）

如果你用卫星电话通过同步卫星转发的无线电信号与对方通话，则在你讲完话后，最短要等多少时间才能听到对方的回话？已知地球表面的重力加速度为g，地球半径为R，地球的自转周期为T，无线电信号的传播速度为c（最后答案用题目中的符号表示）．

一颗人造卫星靠近某行星表面做匀速圆周运动，经过时间t，卫星运行的路程为s，运动半径转过的角度为1rad，引力常量设为G，求：

（1）卫星运行的周期；

（2）该行星的质量．

理论证明，取离星球中心无穷远处为引力势能的零势点时，则物体在距离星球中心为r处的引力势能可表示为：．G为万有引力常数，M、m表示星球与物体的质量，而万有引力做的功则为引力势能减少．已知月球质量为M、半径为R，探月飞船的总质量为m，月球表面的重力加速度为g，万有引力常数G．

小题1:求飞船在距月球表面H（H>R/3）高的环月轨道运行时的速度；

小题2:设将飞船从月球表面发送到上述环月轨道的能量至少为E．有同学提出了一种计算此能量E的方法：根据，将（1）中的代入即可．请判断此方法是否正确，并说明理由，如不正确，请给出正确的解法与结果．（不计飞船质量的变化及其他天体的引力和月球的自转）

如图是发射地球同步卫星的简化轨道示意图，先将卫星发射至距地面高度为h1的近地轨道I上．在卫星经过A点时点火实施变轨，进入远地点为B的椭圆轨道II上，最后在B点再次点火，将卫星送入同步轨道III上，已知地球表面重力加速度为g，地球自转周期为T，地球的半径为R，求：

（1）卫星在近地轨道I上的速度大小；

（2）远地点B距地面的高度．

我国登月嫦娥工程“嫦娥探月”已经进入实施阶段．设引力常数为G，月球质量为M，月球半径为r，月球绕地球运转周期为T0，探测卫星在月球表面做匀速圆周运动，地球半径为R，地球表面的引力加速度为g，光速为c．求：

（1）卫星绕月运转周期T是多少？

（2）若地球基地对卫星进行测控，则地面发出信号后至少经多长时间才能收到卫星的反馈信号？

你是否注意到，“神舟”六号宇宙飞船控制中心的大屏幕上出现的一幅卫星运行轨迹图，如图所示，它记录了“神舟”六号飞船在地球表面垂直投影的位置变化；图中表示一段时间内飞船绕地球沿圆周飞行四圈，依次飞经中国和太平洋地区的四次轨迹①．②．③．④，图中分别标出了各地点的经纬度（如：在轨迹①通过赤道时的经度为西经157.5°，绕行一圈后轨迹②再次经过赤道时经度为180°…），从图中你能知道“神舟”六号宇宙飞船的运行周期为______小时，在圆轨道上正常运行时距离地表的距离为______公里．（已知地球的半径为6400公里）

两颗卫星在同一轨道平面沿同方向绕地球做匀速圆周运动，地球半径为R，a卫星离地面的高度等于R，b卫星离地面的高度为3R，则：a、b两卫星的周期之比Ta：Tb是多少？

地球质量为M，半径为R，自转角速度为ω，万有引力恒量为G，如果规定物体在离地球无穷远处势能为0，则质量为m的物体离地心距离为r时，具有的万有引力势能可表示为Ep=-G．国际空间站是迄今世界上最大的航天工程，它是在地球大气层上空绕地球飞行的一个巨大人造天体，可供宇航员在其上居住和科学实验．设空间站离地面高度为h，如果在该空间站上直接发射一颗质量为m的小卫星，使其能到达地球同步卫星轨道并能在轨道上正常运行，求该卫星在离开空间站时必须具有多大的初动能？