高中物理人造卫星实验题

为了实现人类登陆火星的梦想，我国宇航员王跃与俄罗斯宇航员一起进行“模拟登火星”实验活动。已知火星半径是地球半径的，质量是地球质量的。
（1）忽略自转影响，求出火星的第一宇宙速度是地球的第一宇宙速度的多少倍？
（2）组成星球的物质是靠引力吸引在一起的，这样的星球有一个最大的自转速率，如果超出了该速率，星球的万有引力将不足以维持其赤道附近的物体随星球做圆周运动，据此求出火星的最小自转周期是地球的多少倍？

中国首个月球探测计划“嫦娥工程”预计在2017年送机器人上月球，实地采样送回地球，为载人登月及月球基地选址做准备。设想我国宇航员随“嫦娥”号登月飞船绕月球飞行，飞船上备有以下实验仪器：A 计时表一只，B 弹簧秤一把，C 已知质量为m的物体一个，D 天平一只（附砝码一盒）。在飞船贴近月球表面时可近似看成绕月做匀速圆周运动，宇航员测量出飞船在靠近月球表面的圆形轨道绕行N圈所用时间为t，飞船的登月舱在月球上着陆后，遥控机器人利用所携带的仪器又进行第二次测量，科学家利用上述两次测量数据便可计算出月球的半径和质量。若已知万有引力常量为G，则：
（1）遥控机器人在第二次测量中利用所携带的什么仪器完成物体在月球所受重力F的测量。
（2）试利用测量数据（用符号表示）球月球的半径和质量。

“神舟”六号航天飞机的飞行轨道是近地轨道，一般在地球上空300～700km飞行，绕地球飞行一周的时间为90min左右．这样，航天飞机里的宇航员在24h内可以见到日落日出的次数应为_________．

已知一颗人造卫星在某行星表面绕行星做匀速圆周运动，经过时间t，卫星的路程为s，卫星与行星的中心连线扫过的角度是1弧度，那么该卫星的环绕周期T=________________，设万有引力常量为G，该行星的质量为M=________________.

打开地球卫星上的发动机使其速率增大，待它运动到距离地面的高度比原来大的位置，再定位使它绕地球做匀速圆周运动，成为另一个轨道的卫星.则此时的卫星与原来相比，周期________，速率________，机械能________.

我国探月工程已顺利将“嫦娥一号”探测器送入极月圆形环月工作轨道，图3为“嫦娥一号”探测器飞行路线示意图。

（1）在探测器飞离地球的过程中，地球对它的引力       （选填“增大”“减小”或“不变”。）
（2）已知月球与地球质量之比为M_月：M_地=1：81，当探测器飞到月球与地球连线上某点P时，它在此处所受地球引力与月球引力之比为4∶1，此时P到月球球心与地球球心的距离之比为     。
（3）结合图中信息，通过推理，可以得出的结论是（    ）
①探测器飞离地球时速度方向指向月球。
②探测器经过多次轨道修正，进入预定绕月轨道。
③探测器绕地球的旋转方向与绕月球的旋转方向一致。
④探测器进入月球轨道后，运行半径逐渐减小，直至到达预定轨道。

A．①③

B．①④

C．②③

D．②④

“神七”飞船在点火后的第583s，火箭以7.5km／s的速度，将飞船送到近地点l₁=200km、远地点l₂=350km的椭圆轨道入口，“神七”飞船绕地球做轨迹为椭圆的运动，则：
（1）下列那些仪器在环绕地球做圆周运动的宇宙飞船中仍能正常使用的是（     ）

A．天平

B．秒表

C．弹簧测力计

D．打点计算时器

（2）若已知地球半径为R=6370km，要计算卫星绕地球转动的k值，需要测量的量是     ，其k的表达式为          。

随着我国“嫦娥工程”启动，我国航天的下一目标是登上月球，古人幻想的“嫦娥奔月”将变成现实.假若宇航员乘飞船靠近月球表面的圆形轨道绕行几圈后登陆月球，飞船上备有以下实验仪器：

A．计时表一只

B．弹簧秤一只

C．已知质量为m的物体一个

D．天平一只（附砝码一盒）

已知宇航员在绕行时及着陆后各作了一次测量，依据测量数据，可求月球的半径R及月球的质量M（已知万有引力常量为G）.
（1）两次测量所选用的器材分别为____________、____________、____________.（用选项符号表示）
（2）两次测量的物理量是____________、____________.
（3）试用所给物理量符号分别写出月球半径R和质量M的表达式R=____________，M=____________.