高中物理人造卫星试题

2013年12月15日4时35分，嫦娥三号着陆器与巡视器分离，“玉兔号”巡视器顺利驶抵月球表面。如图所示是嫦娥三号探测器携“玉兔号”奔月过程中某阶段运动示意图，关闭动力的嫦娥三号探测器在月球引力作用下向月球靠近，并将沿椭圆轨道在B处变轨进入圆轨道，已知探测器绕月做圆周运动轨道半径为r，周期为T，引力常量为G，下列说法中正确的是

A．图中嫦娥三号探测器正减速飞向B处

B．嫦娥三号在B处由椭圆轨道进入圆轨道必须点火加速

C．根据题中条件可以算出月球质量

D．根据题中条件可以算出嫦娥三号受到月球引力的大小

两颗人造地球卫星运行的角速度之比为ω₁:ω₂＝1:2，则它们的轨道半径之比R₁:R₂＝        。若其中一颗卫星由于受到微小的阻力，轨道半径缓慢减小，则该卫星的向心加速度将         （填“减小”或“增大”）。

如图所示是“嫦娥三号”环月变轨的示意图。在I圆轨道运行的“嫦娥三号”通过变轨后绕II圆轨道运行，则下列说法中正确的是

A．“嫦娥三号”在I轨道的线速度大于在II轨道的线速度

B．“嫦娥三号”在I轨道的角速度大于在II轨道的角速度

C．“嫦娥三号”在I轨道的运行周期大于在II轨道的运行周期

D．“嫦娥三号”由I轨道通过加速才能变轨到II轨道

如图A为静止于地球赤道上的物体、B为近地卫星、C为地球同步卫星，地球表面的重力加速度为，关于它们运行线速度、角速度、周期和加速度的比较正确的是

A．	B．
C．	D．

经国际小行星命名委员会命名的“神舟星”和“杨利伟星”的轨道均处在火星和木星轨道之间，它们绕太阳沿椭圆轨道运行，其轨道参数如下表．

	远日点	近日点
神舟星	3.575AU	2.794AU
杨利伟星	2.197AU	1.649AU

注：AU是天文学中的长度单位，1AU=149597870700m（大约是地球到太阳的平均距离）．“神舟星”和“杨利伟星”绕太阳运行的周期分别为T₁和T₂，它们在近日点的加速度分别为a₁和a₂．则下列说法正确的是（　　）
A.T₁＞T₂，a₁＜a₂      B．T₁＜T₂，a₁＜a₂
C．T₁＞T₂，a₁＞a₂      D．T₁＜T₂，a₁＞a₂

我国已成功发射多颗卫星，为实现国人的飞天梦想提供了大量的信息、科技支持。嫦娥一号的成功发射，标志着我国新的航天时代的到来。已知发射的卫星中，卫星A是极地圆形轨道卫星，卫星B是地球同步卫星，二者质量相同，且卫星A的运行周期是卫星B的一半。根据以上相关信息，比较这两颗卫星，下列说法中正确的是

A．卫星B离地面较近，卫星A离地面较远

B．正常运行时卫星A的线速率比卫星B的线速率大

C．卫星A和卫星B由西昌卫星发射中心发射时卫星A比卫星B的发射难度大

D．卫星A对地球的观测范围比卫星B的观测范围大

如图所示，A为静止于地球赤道上的物体，B为绕地球沿椭圆轨道运行的卫星，C为绕地球做圆周运动的卫星，P为B、C两卫星轨道的交点．已知A、B、C绕地心运动的周期相同，相对于地心，下列说法中正确的是(　　　)

A．物体A和卫星C具有相同大小的线速度
B．物体A和卫星C具有相同大小的加速度
C．卫星B在P点的加速度与卫星C在该点的加速度一定相同
D．卫星B在P点的线速度与卫星C在该点的线速度一定相同

“嫦娥一号”探月卫星绕地运行一段时间后，离开地球飞向月球．如图所示是绕地飞行的三条轨道，1轨道是近地圆形轨道，2和3是变轨后的椭圆轨道．A点是2轨道的近地点，B点是2轨道的远地点，卫星在轨道1的运行速率为7.7 km/s，则下列说法中正确的是

A．卫星在2轨道经过A点时的速率一定大于7.7 km/s

B．卫星在2轨道经过B点时的速率一定大于7.7 km/s

C．卫星在3轨道所具有的机械能小于在2轨道所具有的机械能

D．卫星在3轨道所具有的最大速率小于在2轨道所具有的最大速率

“嫦娥三号”探测器于2013年12月2日凌晨在西昌发射中心发射成功。“嫦娥三号”经过几次成功变轨以后，探测器状态极其良好，成功进入绕月轨道。12月14日21时11分，“嫦娥三号”探测器在月球表面预选着陆区域成功着陆，标志我国已成为世界上第三个实现地外天体软着陆的国家。 设“嫦娥三号”探测器环绕月球的运动为匀速圆周运动,它距月球表面的高度为h,已知月球表面的重力加速度为g、月球半径为R,引力常量为G,则
（1）探测器绕月球运动的向心加速度为多大；
（2）探测器绕月球运动的周期为多大。

“嫦娥二号”探月卫星绕地运行一段时间后，离开地球飞向月球。如图所示是绕地飞行的三条轨道，轨道1是近地圆形轨道，2和3是变轨后的椭圆轨道。A点是2轨道的近地点，B点是2轨道的远地点，卫星在轨道1的运行速率为7.7 km/s，则下列说法中正确的是

A．卫星在2轨道经过A点时的速率一定小于7.7 km/s

B．卫星在2轨道经过B点时的速率一定小于7.7 km/s

C．卫星在3轨道所具有的机械能小于2轨道所具有的机械能

D．卫星在3轨道所具有的最大速率小于2轨道所具有的最大速率

2011年12月22日11时26分，我国在太原卫星发射中心用长征四号乙运载火箭，成功将“资源一号”02C卫星送入太空。至此，2011年共实施了19次航天发射任务。火箭点火起飞约13分钟后，西安卫星测控中心传来的数据表明，星箭分离，卫星成功进入离地高度约770 km的圆轨道，绕地球做匀速圆周运动。已知地球半径约为6400 km。关于“资源一号”02C卫星，下列说法正确的是

A．它的运行速度比第一宇宙速度更大

B．它的加速度比地球表面的重力加速度更小

C．它的运行周期应该小于24小时

D．它离地的高度比地球同步卫星更大些

2013年6月13日，神舟十号与天宫一号成功实现自动交会对接。假设神舟十号与天宫一号都在各自的轨道做匀速圆周运动。已知引力常量G，下列说法正确的是  (     )

A．由神舟十号运行的周期和轨道半径可以求出地球的质量

B．由神舟十号运行的周期可以求出它离地面的高度

C．若神舟十号的轨道半径比天宫一号大，则神舟十号的周期比天宫一号小

D．漂浮在天宫一号内的宇航员处于平衡状态

有a、b、c、d四颗地球卫星，a还未发射，在赤道表面上随地球一起转动，b是近地轨道卫星，c是地球同步卫星，d是高空探测卫星，它们均做匀速圆周运动，各卫星排列位置如图所示，则  (    )

A．a的向心加速度等于重力加速度g

B．在相同时间内b转过的弧长最长

C．c在4小时内转过的圆心角是

D．d的运动周期有可能是20小时

如图所示，A是地球的同步卫星，另一卫星B的圆形轨道位于赤道平面内，离地面高度为h，已知地球半径为R，地球自转角速度为ω₀，地球表面的重力加速度为g，O为地球中心。求：

（1）卫星B的运行周期；
（2）若卫星B绕行方向与地球自转方向相同，某时刻A、B两 卫星相距最近（O、B、A在同一直线上），则至少经过多长时间，他们再一次相距最近？

已知一颗人造卫星在半径为R的某行星上空绕该行星做匀速圆周运动，经过时间t，卫星运动的弧长为s，卫星与行星的中心连线扫过的角度是θ弧度。（已知万有引力常量为G）求：
（1）人造卫星距该行量表面的高度h；
（2）该行量的质量M；
（3）该行量的第一宇宙速度v₁。