1、第五节 宇宙航行练习题1.可以发射这样一颗人造地球卫星，使其圆轨道 （ ）A与地球表面上某一纬度线（非赤道）是共面同心圆B与地球表面上某一经度线所决定的圆是共面同心圆C与地球表面上的赤道线是共面同心圆，且卫星相对地球表面是静止的D与地球表面上的赤道线是共面同心圆，但卫星相对地球表面是运动的2同步通信卫星相对于地面静止不动，犹如悬在高空中，下列说法中错误的是（ ）A. 各国的同步通信卫星都在同一圆周上运行 B. 同步通信卫星的速率是唯一的C. 同步通信卫星处于平衡状态 D. 同步通信卫星加速度大小是唯一的3. 对于人造地球卫星，可以判断（ ）A根据，环绕速度随R的增大而增大B根据，当R增大到原来
2、的两倍时，卫星的角速度减小为原来的一半C根据，当R增大到原来的两倍时，卫星需要的向心力减小为原来的D根据，当R增大到原来的两倍时，卫星需要的向心力减小为原来的4地球上有两位相距非常远的观察者，都发现自己的正上方有一颗人造地球卫星，相对自己静止不动，则这两位观察者的位置以及两颗人造卫星到地球中心的距离可能是（ ）A一人在南极，一人在北极，两卫星到地球中心的距离一定相等B一人在南极，一人在北极，两卫星到地球中心的距离可以不等，但应成整数倍C两人都在赤道上，两卫星到地球中心的距离一定相等D两人都在赤道上，两卫星到地球中心的距离可以不等，但应成整数倍5火星有两颗卫星，分别是火卫一和火卫二，他们的轨道近
3、似为圆。已知火卫一的周期为7小时39分，火卫二的周期为30小时18分，则两颗卫星相比（ ）A火卫一距火星表面较近 B火卫二的角速度较大C火卫一的运动速度较大 D火卫二的加向心速度较大6关于人造卫星，下列说法中可能的是（ ）A人造卫星环绕地球运行的速率是7.9 km/sB人造卫星环绕地球运行的速率是5.0 km/s C人造卫星环绕地球运行的周期是80 min D人造卫星环绕地球运行的周期是200 min7关于我国发射的“亚洲一号”地球同步通信卫星的说法正确的是（ ）A若其质量加倍，则轨道半径也要加倍B它能用于我国的电视广播是因为它在北京上空运行 C它的运行速率比第一宇宙速度大D它运行的角速度与地
4、球自转的角速度相同8. 启动卫星的发动机使其速度加大，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轨道的卫星，该卫星后一轨道与前一轨道相比（ ）A速率增大 B周期减小 C万有引力减小 D加速度增大9. 2004年，我国和欧盟合作正式启动伽利略卫星导航定位系统计划，这将结束美国全球卫星定位系统（GPS）一统天下的局面。据悉，“伽利略”卫星定位系统将由30颗轨道卫星组成，卫星的轨道高度为2.4104 km，倾角为56，分布在3个轨道面上，每个轨道面部署9颗工作卫星和1颗在轨备份卫星，当某颗工作卫星出现故障时可及时顶替工作。若某颗替补卫星处在略低于工作卫星的轨道上，
5、则这颗卫星的周期和速度与工作卫星相比较，以下说法中正确的是（ ）A替补卫星的周期大于工作卫星的周期，速度大于工作卫星的速度B替补卫星的周期大于工作卫星的周期，速度小于工作卫星的速度C替补卫星的周期小于工作卫星的周期，速度大于工作卫星的速度D替补卫星的周期小于工作卫星的周期，速度小于工作卫星的速度10关于绕地球运转的近地卫星和同步卫星，下列说法中正确的是 ( ) A近地卫星可以通过北京地理纬度圈所决定的平面上做匀速圆周运动 B近地卫星可以在与地球赤道平面有一定倾角且经过北京上空的平面上运行 C. 近地卫星或地球同步卫星上的物体，因“完全失重”，其重力加速度为零 D地球同步卫星可以在地球赤道平面上
6、的不同高度运行1-5-111如图1-5-1所示，在同一轨道平面上的几个人造地球卫星A、B、C，在某一时刻恰好在同一直线上，下列正确说法有（ ）A根据，可知VAVBVCB根据万有引力定律，FAFBFCC向心加速度aAaBaCD运动一周后，A先回到原地点12人造卫星在太空运行中，天线偶然折断，天线将（ ）A. 继续和卫星一起沿轨道运行 B. 作平抛运动，落向地球 C. 由于惯性，沿轨道切线方向作匀速直线运动，远离地球 D. 作自由落体运动，落向地球13用m表示同步通讯卫星的质量，h表示离地面的高度，g0表示地球表面处的重力加速度，R0表示地球半径，0表示地球自转角速度，则同步卫星所受地球对它的万有
7、引力的大小为（ ）A. 等于 B. 等于 C. 等于零 D. 以上结果都不正确14同步卫星周期为T1，加速度为a1，向心力为F1；地面附近的卫星的周期为T2，加速度为a2，向心力为F2，地球赤道上物体随地球自转的周期为T3，向心加速度为a3，向心力为F3，则（ ）AT1=T3T2 BF1F2=F3 Ca1a2 Da2a315.在圆轨道上质量为m的人造地球卫星，它到地面的距离等于地球半径R，地面上的重力加速度为g，则 （ ）A.卫星运动的速度为 B.卫星运动的周期为C.卫星运动的加速度为 D. 卫星运动的加速度为16地球同步卫星到地心的距离r可由r3=求出，已知式中a的单位是m，b的单位是s，c
8、的单位是m/s2，则（ ）Aa是地球半径，b是地球自转的周期，c是地球表面处的重力加速度Ba是地球半径，b是同步卫星绕地心运动的周期，c是同步卫星的加速度Ca是赤道周长，b是地球自转周期，c是同步卫星的加速度Da是地球半径，b是同步卫星绕地心运动的周期，c是地球表面处的重力加速度17假设同步通信卫星的轨道半径是地球赤道半径的n倍，则（ ）A. 同步通信卫星的向心加速度是赤道上物体向心加速度的(n+1)倍 B. 同步通信卫星的向心加速度是赤道上物体向心加速度的n倍 C. 同步通信卫星的向心加速度是赤道上物体向心加速度的1/n2倍D. 同步通信卫星的向心加速度是赤道上物体重力加速度的n倍18气象卫
9、星是用来拍摄云层照片、观察气象资料和测量气象数据的。我国先后自行成功研制和发射了两种不同轨道的气象卫星：“风云一号”气象卫星轨道平面与赤道平面垂直，通过地球两级，每12小时巡视地球一周，称为“极地圆轨道”；“风云二号”气象卫星轨道平面在赤道平面内，称为“地球同步轨道”。则(1).“风云一号”比“风云二号”卫星的（ ）A观察区域较大 B轨道半径较大 C运行速度较大 D运行周期较大(2). 若某天上午8点“风云一号”正好通过赤道附近太平洋上一个小岛的上空，那么“风云一号”下一次通过该小岛上空将是 。191998年8月20日，中国太原卫星发射中心为美国“铱”星公司成功发射了两颗“铱”星系统的补网星.
10、1998年9月23日，“铱”卫星通讯系统正式投入商业运行，标志着一场通讯技术革命开始了.原计划的“铱”卫星通讯系统是在距地球表面780 km的太空轨道上建立一个由77颗小卫星组成的星座.这些小卫星均匀分布在覆盖全球的7条轨道上，每条轨道上有11颗卫星，由于这一方案的卫星排布像化学元素“铱”原子的核外77个电子围绕原子核运动一样，所以称为“铱”星系统.后来改为由66颗卫星，分布在6条轨道上，每条轨道上11颗卫星组成，仍称它为“铱”星系统.（1）“铱”星系统的66颗卫星，其运行轨道的共同特点是（ ） A以地轴为中心的圆形轨道B以地心为中心的圆形轨道C轨道平面必须处于赤道平面内D铱星运行轨道远低于同
11、步卫星轨道（2）上面所述的“铱”星系统的卫星运行速度约为（ ）A7.9 km/sB7.5 km/s C3.07 km/sD11.2 km/s20.某一星球的第一宇宙速度为v,质量为m的宇航员在这个星球表面受到的重力为G，由此可知这个星球的半径是_.21.在赤道上发射一颗人造地球卫星，设它的轨道是一个圆，轨道半径等于赤道半径，已知地球质量是M，地球自转周期是T，赤道半径是R，万有引力恒量是G，则这颗人造地球卫星的最小发射速度（相对地球的速度）为_。22一物体在某一行星表面上做自由落体运动，在连续的两个1s内，下降的高度分别为12m和20m，若该星球的半径为100km，则环绕该行星的卫星的最小周期
12、为多少？23中子星是恒星演变到最后的一种存在形式.(1)有一密度均匀的星球，以角速度绕自身的几何对称轴旋转.若维持其表面物质不因快速旋转而被甩掉的力只有万有引力，那么该星球的密度至少要多大?(2)蟹状星云中有一颗中子星，它每秒转30周，以此数据估算这颗中子星的最小密度.(3)若此中子星的质量约为太阳的质量(21030 kg)，试问它的最大可能半径是多大?24根据天文观测，月球半径为R=1738km，月球表面的重力加速度约为地球表面的重力加速度的1/6，月球表面在阳光照射下的温度可达127，此时水蒸气分子的平均速度达到v0=2000m/s。试分析月球表面没有水的原因。（取地球表面的重力加速度g=
13、9.8m/s2）（要求至少用两种方法说明）25火箭载着宇宙探测器飞向某行星,火箭内平台上放有测试仪器,如图所示,火箭从地面起飞时,以加速度g0/2竖直向上做匀加速直线运动（g0为地面附近的重力加速度）,已知地球半径为R.（1）升到某一高度时，测试仪器对平台的压力是刚起飞时压力的，求此时火箭离地面的高度h。（2）探测器与箭体分离后，进入行星表面附近的预定轨道，进行一系列科学实验和测量，若测得探测器环绕该行星运动的周期为T0，试问：该行星的平均密度为多少？（假定行星为球体，且已知万有引力恒量为G）（3）若已测得行星自转周期为T（TT0），行星半么恰等于地球半径,一个物体在行星极地表面上空多高H处,
14、所受引力大小与该行星赤道处对行星表面的压力大小相等？第五节宇宙航行同步检测答案1CD 2C 3C 4C 5AC 6ABD 7D 8C 9C 10B 11CD 12A 13AB 14AC 15BD 16AD 17B 18(1). AC (2). 答案：24小时后。地球转过一圈后，“风云一号”好转过2圈，回到原来的小岛上空。 19（1）BD.（2）B. 20r=mv2/G 2122500（近似认为） 23(1) (2) 1.271014 kg/m3（3）1.56105 m24方法一：假定月球表面有水，则这些水在127时达到的平均速度v0=2000m/s必须小于月球表面的第一宇宙速度，否则这些水将不会降落回月球表面，导致月球表面无水。取质量为m的某水分子，因为GMm/R2=mv12/R2，mg月=GMm/R2，g月=g/6，所以代入数据解得v1=1700m/s，v1v0，即这些水分子会象卫星一样绕月球转动而不落到月球表面，使月球表面无水。方法二：设v0=2000m/s为月球的第一宇宙速度，计算水分子绕月球的运行半径R1，如果R1R，则月球表面无水。取质量为m的某水分子，因为GMm/R12=mv02/R12，mg月=GMm/R12，g月=g/6，所以R1=v02/g月=2.449106m，R1R，即以2000m/s的速度运行的水分子不在月球表面，也即月球表面无水。25（1）（2）（3）
