高中物理人造卫星试题

我国国防科技工业局在2012年7月30日宣布，“嫦娥三号”将于2013年下半年择机发射。我国已成功发射了“嫦娥二号”探月卫星，已知该卫星在环月圆轨道绕行圈所用的时间为 ，月球半径为 ，月球表面的重力加速度为.
（1）请推导出“嫦娥二号”卫星离月球表面高度的表达式；
（2）地球和月球的半径之比为、表面重力加速度之比为，试求地球和月球的密度之比.

2013年6月13日，我国“神舟十号”与“天宫一号”成功实现交会对接，如图所示圆形轨道Ⅰ为“天宫一号”运行轨道，圆形轨道Ⅱ为“神舟十号”运行轨道，在实现交会对接前，“神舟十号”要进行多次变轨，则（   ）

A．“神舟十号”在圆形轨道Ⅱ的运行速率大于7．9km/s

B．“天宫一号”的运行速率小于“神舟十号”在轨道Ⅱ上的运行速率

C．“神舟十号”变轨前后机械能守恒

D．“天宫一号”的向心加速度大于“神舟十号” 在轨道Ⅱ上的向心加速度

将卫星发射至近地圆轨道1，然后再次点火，将卫星送入同步轨道3。轨道1、2相切于点，2、3相切于点，则当卫星分别在1、2、3轨道上正常运行时，以下说法正确的是（  ）

A．卫星在轨道3上的周期大于轨道1上的周期

B．卫星在轨道3上的速率大于在轨道1上的速率

C．卫星在轨道1上经过点时的速率小于它在轨道2上经过Q点时的速率

D．无论卫星在2轨道还是3轨道，卫星在P点加速度相等

研究表明，地球自转在逐渐改变，3亿年前地球自转的周期约为22小时。假设这种趋势会持续下去，且地球的质量、半径都不变，若干年后（）

A．近地卫星（以地球半径为轨道半径）的运行速度比现在大

B．近地卫星（以地球半径为轨道半径）的向心加速度比现在小

C．同步卫星的运行速度比现在小

D．同步卫星的向心加速度与现在相同

发射地球同步卫星时，先将卫星发射至近地圆轨道l，然后经点火，使其沿椭圆轨道2运行，最后再次点火，将卫星送人同步圆轨道3．轨道l、2相切于Q点，轨道2、3相切于P点，如图所示，则当卫星分别在1、2、3轨道上正常运行时，以下说法中正确的是（     ）

A．卫星在轨道3上的速率大于在轨道1上的速率

B．卫星在轨道3上的角速度小于在轨道l上的角速度

C．卫星在轨道l上经过Q点时的加速度大于它在轨道2上经过Q点时的加速度

D．卫星在轨道2上经过P点时的加速度等于它在轨道3上经过P点时的加速度

假设将来人类登上了火星，考察完毕后，乘坐一艘宇宙飞船从火星返回地球时，经历了如图所示的变轨过程，则有关这艘飞船的下列说法，正确的是

A．飞船在轨道I上运动时的机械能大于在轨道II上运动时的机械能

B．飞船在轨道II上运动时，经过P点时的速度大于经过Q点时的速度

C．飞船在轨道III上运动到P点时的加速度等于飞船在轨道II上运动到P点时的加速度

D．飞船绕火星在轨道I上运动的周期跟飞船返回地面的过程中绕地球以轨道I同样的轨道半径运动的周期相同

如图所示，在同一轨道平面上，绕地球做圆周运动的卫星A、B和C，某时刻恰好在同一直线上，当卫星B运转一周时，下列说法正确的有(    )

A. 因为各卫星的角速度ω_A=ω_B=ω_C，所以各卫星仍在原位置上
B. 因为各卫星运转周期T_A＜T_B＜T_C，所以卫星A超前于卫星B，卫星C滞后于卫星B
C. 因为各卫星运转频率f_A＞f_B＞f_C，所以卫星A滞后于卫星B，卫星C超前于卫星B
D. 因为各卫星的线速度v_A＜v_B＜v_C，所以卫星A超前于卫星B，卫星C滞后于卫星B

现在，人造地球卫星发挥着越来越重要的作用。马航MH370航班与地面失去联系的一年多时间里，我国共调动了21颗卫星为搜救行动提供技术支持。假设某颗做匀速圆周运动的卫星A，其轨道在赤道平面内，距离地面的高度为地球半径的2.5倍，取同步卫星B离地面高度为地球半径的6倍，则

A．卫星B的线速度小于第一宇宙速度

B．卫星B的向心加速度是地球表面重力加速度的12.25倍

C．同步卫星B的向心加速度为地球表面赤道上物体随地球自转向心加速度的6倍

D．卫星B的周期是于卫星A的周期的8倍

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的向心加速度小于重力加速度g

B．在相同时间内b转过的弧长最长

C．c在4 h内转过的圆心角是

D．d的运动周期有可能是20h

北斗卫星系统由地球同步轨道卫星与低轨道卫星两种卫星组成，这两种卫星正常运行时

A．低轨卫星和地球同步卫星的轨道平面一定重合

B．低轨卫星的环绕速率不可能大于

C．地球同步卫星比低轨卫星的转动周期大

D．低轨卫星和地球同步卫星，可能具有相同的角速度

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（   ）

A．b、c的线速度大小相等，且小于a的线速度；

B．b、c的向心加速度大小相等，且大于a的向心加速度；

C．c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；

D．a卫星的周期小于b、c的周期

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。