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1、万有引力与航天(A)一、选择题1、我国发射的“亚洲一号”地球同步通讯卫星的质量为1.24t,在某一确定的轨道上运行。下列说法中正确的是( ) A它定点在北京正上方太空,所以我国可以利用它进行电视转播 B它的轨道平面一定与赤道平面重合 C若要发射一颗质量为2.48t的地球同步通讯卫星,则卫星的轨道半径将比“亚洲一号”卫星的轨道半径大D若要发射一颗质量为2.48t的地球同步通讯卫星,则卫星的轨道半径将比“亚洲一号”卫星的轨道半径小2、发射地球同步卫星时,先将卫星发射至近地圆轨道1,然后经点火,使其沿椭圆轨道2运动,最后再次点火,将卫星送入同步圆轨道3。轨道1、2相切于Q点,轨道2、3相切于P点,如
2、图,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1上的角速度 C卫星在轨道1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3、天文学家发现了某恒星有一颗行星在圆形轨道上绕其运动,并测出了行星的轨道半径和运行周期.由此可推算出( )A.行星的质量B.行星的半径C.恒星的质量D.恒星的半径4、目前,在地球周围有许多人造地球卫星绕着它运转,其中一些卫星的轨道可近似为圆,且轨道半径逐渐变小若卫星在轨道半径逐渐变小的过程中,只受到
3、地球引力和稀薄气体阻力的作用,则下列判断正确的是()A卫星的动能逐渐减小B由于地球引力做正功,引力势能一定减小C于气体阻力做负功,地球引力做正功,机械能保持不变D卫星克服气体阻力做的功小于引力势能的减小5、地球同步卫星距地面高度为h,地球表面的重力加速度为g,地球半径为R,地球自转的角速度为,那么同步卫星绕地球转动的线速度为( ) A B C D6、理论研究表明第二宇宙速度是第一宇宙速度的倍。火星探测器悬停在距火星表面高度为h处时关闭发动机,做自由落体运动,经时间t落到火星表面。已知引力常量为G,火星的半径为R。若不考虑火星自转的影响,要使探测器脱离火星飞回地球,则探测器从火星表面的起飞速度至
4、少为12345678910111213A B C11.2km/s D7.9km/s7、质量为m的人造地球卫星,在距离地面高h处做匀速圆周运动,速度大小为v,角速度大小为,已知地球半径为R,地面处重力加速度为g,则该卫星受到的地球的引力大小为( )A B C D8、双星系统由两颗恒星组成,两恒星在相互引力的作用下,分别围绕其连线上的某一点做周期相同的匀速圆周运动。研究发现,双星系统演化过程中,两星的总质量、距离和周期均可能发生变化。若某双星系统中两星做圆周运动的周期为T,,经过一段时间演化后,两星总质量变为原来的k倍,两星之间的距离变为原来的n倍,则此时圆周运动的周期为( )AT BT C T
5、D T 二、填空题9、在地球表面发射一颗近地人造卫星,发射速度至少要_m/s,在月球上发射一颗近“月球卫星”,发射速度至少要_m/s。已知地球质量是月球质量的81倍,地球直径是月球直径的3.8倍。10、已知地球半径为R,地面的重力加速度g,万有引力恒量为G,如果不考虑地球自转,那么地球的平均密度的表达式=_。11、同步卫星离地心距离为r,运行速率为v1,加速度为a1,地球赤道上物体随地球自转的线速度为v2,向心加速度为a2。第一宇宙速度为v3,地球半径为R,则a1/ a2=_,v1/ v2=_,v1/ v3=_。(用半径r、R表示)12、假设地球可视为质量均匀分布的球体。已知地球表面重力加速度
6、在两极的大小为g;在赤道的大小为g;地球自转的周期为T;引力常量为G。地球的密度为 13、A、B两行星绕太阳的运动可以看成是在同一平面内的圆周运动,某时刻A、B相距最近如图所示。若A、B两行星的运行周期分别为T1和T2,则从此刻到第一次相距最远所用的时间t=_;相邻两次相距最近的时刻间隔t=_。三、计算题14、在勇气号火星探测器着陆的最后阶段,着陆器降落到火星表面上,在经过多次弹跳才停下来。假设着陆器第一次落到火星表面弹起后,到达最高点时高度为h,速度方向是水平的,速度大小为v0,求它第二次落到火星表面时速度的大小,计算时不计大气阻力。已知火星的一个卫星的圆轨道的半径为r,周期为T0,火星可视
7、为半径为r0的均匀球体。15、中国计划在2017年实现返回式月球软着陆器对月球进行科学探测,如图所示,届时发射一颗运动半径为r的绕月卫星,登月着陆器从绕月卫星出发,沿椭圆轨道降落到月球的表面上,与月球表面经多次碰撞和弹跳才停下来,假设着陆器第一次弹起的最大高度为h,水平速度为,第二次着陆时速度为,已知月球半径为R,着陆器质量为m,不计一切阻力和月球的自转。求:(1)月球表面的重力加速度。(2)在月球表面发射一颗月球卫星的最小发射速度是多大?1234567891011121316、2000年1月26日我国发射了一颗同步卫星,其定点位置与东经98的经线在同一平面内,若把甘肃省嘉峪关处的经度和纬度近似取为东经98和北纬40,已知地球半径R、地球自转周期为T、地球表面重力加速度为g(视为常量)和光速c。试求该同步卫星发出的微波信号传到嘉峪关处的接收站所需的时间(要求用题给的已知量符号表示)。17、中子星是恒星演化过程的一种可能结果,它的密度很大。现有一中子星,观测到它的自转周期为。求该中子星的最小密度应是多少才能维持该星体的稳定,不至因自转而瓦解。计算时星体可视为均匀球体。(引力常数G=6.6710-11m3/kgs2)万有引力与航天 A- 4 -
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