高中物理人造卫星试题

我国启动“嫦娥工程”以来，分别于2007年10月24日和2010年10月1日将“嫦娥一号”和“嫦娥二号”成功发射，“嫦娥三号”亦有望在2013年落月探测90天，并已给落月点起了一个富有诗意的名字——“广寒宫”．
（1）若已知地球半径为R，地球表面的重力加速度为g，月球绕地球运动的周期为T，月球绕地球的运动近似看做匀速圆周运动，求月球绕地球运动的轨道半径r；
（2）若宇航员随登月飞船登陆月球后，在月球表面某处以速度v₀竖直向上抛出一个小球，经过时间t小球落回抛出点．已知月球半径为r_月，引力常量为G，试求月球的质量M_月．

2008年9月25日21时10分“神舟七号”载人飞船发射升空，进人预定轨道绕地球自西向东作匀速圆周运动，运行轨道距地面343Km．绕行过程中，宇航员进行了一系列科学实验，实现了我国宇宙航行的首次太空行走．在返回过程中，9月28日17时30分返回舱主降落伞打开，17时38分安全着陆．下列说法正确的是      （   ）

A．飞船做圆周运动的圆心与地心重合

B．载人飞船轨道高度小于地球同步卫星的轨道高度

C．载人飞船绕地球作匀速圆周运动的速度略大于第一宇宙速度7.9km／s

D．在返回舱降落伞打开后至着地前宇航员处于失重状态

年月日，欧洲科学家宣布在太阳系之外发现了一颗可能适合人类居住的类地行星.这颗围绕红矮星 运行的星球有类似地球的温度，表面可能有液态水存在，距离地球约为光年，直径约为地球的倍，质量约为地球的倍，绕红矮星运行的周期约为天。假设有一艘宇宙飞船飞船飞临该星球表面附近轨道，下列说法正确的是（）

A．	飞船在 表面附近运行的周期约为 天
B．	飞船在 表面附近运行时的速度大于
C．	人在 上所受重力比在地球上所受重力大
D．	的平均密度比地球平均密度小

自1957年前苏联第一颗人造卫星上天后，迄今人类向太空发射的航天器已经超过4000枚．它们进入轨道后，有的因失去时效而报废，有的因出现故障而失灵，但都仍旧在太空漫游，形成了大量的太空垃圾．在太阳活动期，地球大气会受太阳风的影响而扩张而使一些在大气层外绕地球飞行的太空垃圾被大气包围，而开始向地面下落。大部分太空垃圾在落地前已经燃烧成灰烬，但体积较大的太空垃圾则会落到地面上，对人类造成危害。太空垃圾下落的原因是          （   ）

A．大气的扩张使垃圾受到的万有引力增大而导致下落

B．太空垃圾在燃烧过程中质量不断减小，根据牛顿第二运动定律，向心加速度不断增大，由此导致下落

C．太空垃圾在大气阻力作用下速度减小，做圆运动所需的向心力将小于实际的万有引力，过大的万有引力将垃圾拉向了地面

D．太空垃圾的上表面受到的大气压力大于其下表面受到的大气压力，这种压力差将它推向地面

如图所示，同步卫星与地心的距离为r，运行速率为v₁，向心加速度为a₁；地球赤道上的物体随地球自转的向心加速度为a₂，第一宇宙速度为v₂，地球半径为R，则下列比值正确的是（ ）

A．=

B．=（）^2

C．=

D．=

一卫星在地球同步轨道上运行，关于卫星内一个质量为m＝1kg的物块，下列说法正确的是

A．物块受到的重力为9．8N

B．物块处于完全失重状态，所受重力为零

C．物块受到地球引力和向心力作用，处于平衡状态

D．物块受到地球的万有引力提供物块绕地球做匀速圆周运动所需要的向心力

2007年10月24日18时05分，中国第一颗探月卫星“嫦娥一号”在西昌卫星发射中心成功升空。已知月球半径为R，若“嫦娥一号”到达月球表面附近后，地面控制中心将其速度调整为v时恰能绕月球做匀速圆周运动。将月球视为质量分布均匀的球体，则月球表面的重力加速度为（       ）

A．

B．

C．

D．

宇宙飞船以周期T绕地球作圆周运动时，由于地球遮挡阳光，会经历“日全食”过程（宇航员看不见太阳），如图所示。已知地球的半径为R，地球质量为M，引力常量为G，地球自转周期为T₀，太阳光可看作平行光，飞船上的宇航员在A点测出对地球的张角为，则以下判断不正确的是

A．飞船绕地球运动的线速度为

B．一天内飞船经历“日全食”的次数为T0/T

C．飞船每次“日全食”过程的时间为

D．飞船周期为T=

2007 年3 月26 日，中俄共同签署了《中国国家航天局和俄罗斯联邦航天局关于联合探测火星——火卫一合作的协议》，双方确定2008年联合对火星及其卫星“火卫一”进行探测．“火卫一”在火星赤道正上方运行，与火星中心的距离为9450km．绕火星1周需7h39min，若其绕行轨道简化为圆轨道，引力常量G已知．则由以上信息能求出

A．火星的质量	B．火星的密度
C．“火卫一”的质量	D．“火卫一”受到火星的引力

2013年我国相继完成“神十”与“天宫”对接、“嫦娥”携“玉兔”落月两大航天工程。某航天爱好者提出“玉兔”回家的设想：如图，将携带“玉兔”的返回系统由月球表面发射到h高度的轨道上，与在该轨道绕月球做圆周运动的飞船对接，然后由飞船送“玉兔”返回地球。设“玉兔”质量为m，月球为R，月面的重力加速度为g月。以月面为零势能面。“玉兔”在h高度的引力势能可表示为，其中G为引力常量，M为月球质量，若忽略月球的自转，从开始发射到对接完成需要对“玉兔”做的功为（    ）

A．	B．
C．	D．

宇宙飞船以周期T绕地球做圆周运动时，由于地球遮挡阳光，会经历“日全食”过程，如图所示.已知地球的半径为R，地球质量为M，引力常量为G，地球自转周期为T₀太阳光可看做平行光，宇航员在A点测出的张角为，则以下判断不正确的是

A．飞船绕地球运动的线速度为

B．一天内飞船经历“日全食”的次数为

C．飞船每次“日全食”过程的时间为

D．飞船周期为

我国月球探测计划“嫦娥工程”已经启动，科学家对月球的探索会越来越深入。
（1）若已知地球半径为R，地球表面的重力加速度为g，月球绕地球运动的周期为T，月球绕地球的运动近似看做匀速圆周运动，试求出月球绕地球运动的轨道半径；
（2）若宇航员随登月飞船登陆月球后，在月球表面高度为h的某处以速度v₀水平抛出一个小球，小球飞出的水平距离为x。已知月球半径为R_月，引力常量为G，试求出月球的质量M_月。

2001年7月哈勃空间望远镜拍摄了如图所示被称为哈氏天体的环状星系，星系外面是主要由明亮蓝星组成的环，而中心附近是较红的年老恒星，就像我们的银河系一样，这个环曾经也是一个标准的巨大星系，然而有一天，一个更小的星系却从一侧猛击这个星系，并贯穿了恒星系盘，入侵者的引力最初将星系内星体与气体牵引至受害者的中心，随后，当较小的星系穿过大星系的恒星盘，并从另一侧出现后，星体与气体又向外反弹，从而形成了一个扩大的环，你认为下列说法合理的是（   ）

A．若知道受撞击前该星系最外侧轨道恒星绕中心运动周期、半径，可估算星系总质量

B．小星系从星盘中央穿过时，引力增大使得巨大星系内星体离开原轨道做靠近中心的运动

C．小星系从星盘中央穿过后，引力减小使得巨大星系内星体做离心运动

D．星系环内所有星体绕中心旋转半径三次方与周期平方比值一定相等

如图所示，赤道上随地球自转的物体A、赤道上空的近地卫星B、地球同步卫星C，它们的运动都可视为匀速圆周运动，比较三个物体的运动情况，以下判断正确的是

A．三者线速度的大小关系为v_A＜v_C＜v_B
B．三者角速度的大小关系为ω_A＝ω_B＞ω_C
C．三者的周期关系为T_A＜T_B＜T_C
D．三者向心加速度大小关系为a_A＞a_B＞a_C