1、宇宙航行一选择题1关于天体运动的说法，下列正确的是( )A牛顿思考了苹果落地的问题，发现了万有引力定律，并用扭秤测出引力常量B卡文迪许做了著名的“月-地”检验，验证地面上物体的重力与地球吸引月球、太阳吸引行星的力是同种性质的力C万有引力定律的发现预言了彗星回归，预言了未知星体海王星和冥王星D使卫星环绕地球运行的最小的发射速度称第一宇宙速度；高轨道卫星环绕速度较小，所以发射更容易些2地面上发射人造卫星，不同发射速度会产生不同的结果，下列说法正确的是（ ）A要使卫星绕地球运动，发射速度至少要达到11.2 km/sB要使卫星飞出太阳系，发射速度至少要达到16.7 km/sC发射速度介于7.9 km/
2、s和11.2 km/s之间，卫星能绕太阳运动D发射速度小于7.9 km/s，卫星能在地面附近绕地球做匀速圆周运动3一位同学为了测算卫星在月球表面附近做匀速圆周运动的环绕速度，提出了如下实验方案：在月球表面以初速度v0竖直上抛一个物体，测出物体上升的最大高度h，已知月球的半径为R，便可测算出绕月卫星的环绕速度。按此方案，绕月卫星的环绕速度为（ ）A. B. C. D.4据报道我国数据中继卫星“天链一号01星”于2008 年4 月25日在西昌卫星发射中心发射升空，经过4次变轨控制后，于5月l日成功定点在东经77赤道上空的同步轨道。关于成功定点后的“天链一号01卫星”，下列说法正确的是（ ）A离地面
3、高度一定，相对地面运动B绕地球运行的角速度比月球绕地球运行的角速度大C向心加速度与静止在赤道上物体的向心加速度大小相等D运行速度大于7.9km/s5假设地球同步卫星的轨道半径是地球半径的n倍，则（ ）A同步卫星的运行速度是第一宇宙速度的B同步卫星的运行速度是第一宇宙速度的C同步卫星的运行速度是地球赤道上的物体随地球自转速度的倍D同步卫星的向心加速度是地球表面重力加速度的6气象卫星是用来拍摄云层照片，观测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“风云一号”和“风云二号”两颗气象卫星。“风云一号”卫星轨道与赤道平面垂直，通过两极，每12小时巡视地球一周，称为“极地圆轨道”。“风云二号
4、”气象卫星轨道平面在赤道平面内称为“地球同步轨道”，则“风云一号”卫星比“风云二号”卫星（ ）A.运行角速度小 B.运行线速度小C.覆盖范围广 D.向心加速度小7亚洲号卫星是我国发射的通讯卫星，它是地球同步卫星，设地球自转角速度一定，下面关于亚洲号卫星的说法正确的是( )A它绕地球运动的角速度等于地球自转的角速度B它沿着与赤道成一定角度的轨道运动C运行的轨道半径可以有不同的取值D如果需要可以发射到北京上空8同步卫星是指相对于地面不动的人造卫星。关于各国发射的地球同步卫星，下列表述正确的是（ ）A运行的速度都大于7.9km/sB所受的万有引力大小都相等C都处于平衡状态D离地面的高度都相同9研究表
5、明，地球自转在逐渐变慢，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，地球的其它条件都不变，则未来与现在相比( )A地球的第一宇宙速度变小B地球赤道处的重力加速度变小C地球同步卫星距地面的高度变小D地球同步卫星的线速度变小10如图为“高分一号”卫星与北斗导航系统中的“G1”卫星，在空中某一平面内绕地心O做匀速圆周运动的示意图。已知卫星“G1”的轨道半径为r，地球表面的重力加速度为g，地球半径为R，万有引力常量为G。则（ ）A“高分一号”的加速度小于卫星“G1”的加速度B“高分一号”的运行速度大于第一宇宙速度C地球的质量为D卫星“G1”的周期为11某人造卫星绕地球做匀速圆周运动，已
6、知卫星距离地面高度等于地球半径，地球表面的重力加速度为g，则卫星的向心加速度为（ ）Ag B C D12如图，地球赤道正上空有两颗卫星，其中a为地球同步卫星，轨道半径为r，b为另一颗卫星，轨道半径为同步卫星轨道半径的。从图示时刻开始计时，在一昼夜内，两颗卫星共“相遇”的次数为（所谓相遇，是指两颗卫星距离最近）（ ）A2次 B3次 C4次 D 5次13如图所示，极地卫星的运行轨道平面通过地球的南、北两极（轨道可视为圆轨道，图中外围虚线），若测得一个极地卫星从北纬30的正上方，按图示方向（图中逆时针方向）第一次运行至南纬60正上方时所用时间为t，已知：地球半径为R（地球可看做球体），地球表面的重力
7、加速度为g，引力常量为G，由以上条件可以求出（ ）A卫星运动的线速度 B卫星距地面的高度C卫星质量 D卫星所受的向心力14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gB在相同时间内b转过的弧长最长Cc在4小时内转过的圆心角是Dd的运动周期有可能是20小时15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运行，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，如图所示
8、。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上的角速度大于在轨道1上的角速度。C卫星在轨道1上运动一周的时间大于它在轨道2上运动一周的时间。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。二填空题16某星球半径为R，一物体在该星球表面附近自由下落，若在连续两个T时间内下落的高度依次为h1、h2，则该星球的第一宇宙速度为 17设地球的质量为M，半径为R，则环绕地球飞行的第一宇宙速度v的表达式为_；某行星的质量约为地球质量的1/4，半径约为地球半径的1/2，那么在此行星上的“第一宇宙速度”与地球上的第
9、一宇宙速度之比为_（已知万有引力常量为G）。18地球半径为R，卫星A、B均环绕地球做匀速圆周运动，其中卫星A以第一宇宙速度环绕地球运动，卫星B的环绕半径为4R，则卫星A与卫星B的速度大小之比为_；周期之比为_。19两个靠得很近的天体，离其它天体非常遥远，它们以其连线上某一点O为圆心各自做匀速圆周运动，两者的距离保持不变，科学家把这样的两个天体称为“双星”，如图所示。已知双星的质量为和，它们之间的距离为，引力常量为G，双星中质量为的天体运行轨道半径=_,运行的周期=_。20两个星球组成双星，它们在相互之间的万有引力作用下，绕连线上某点做周期相同的匀速圆周运动现测得两星中心距离为R，其运动周期为T
10、，则两星的总质量为_三计算题21两颗靠的较近的天体称为双星，它们以两者的连线上某点为圆心做匀速圆周运动，而不会由于万有引力作用，使它们吸在一起（不考虑其他天体对它们的影响），已知两天体质量分别为m1和m2，相距为L，求它们运转的角速度。22天文学家将相距较近、仅在彼此的引力作用下运行的两颗恒星称为双星。双星系统在银河系中很普遍。经观测某双星系统中两颗恒星A、B围绕它们连线上的某一固定点分别做匀速圆周运动，周期均为T 。已知恒星A、B之间的距离为L，A、B的质量之比2 ：1，万有引力常量为G，求：（1）恒星A做匀速圆周运动的轨道半径RA；（2）双星的总质量M 。23在半径R=4000km的某星球
11、表面，宇航员做了如下实验，实验装置如图甲所示，竖直平面内的光滑轨道由轨道AB和圆弧轨道BC组成，将质量m=0.2kg的小球从轨道上高H处的某点由静止滑下，用力传感器测出小球经过C点时对轨道的压力F，改变H的大小，可测出相应的F大小，F随H的变化关系如图乙所示，忽略星球自转。求：(1)圆弧轨道BC的半径；(2)该星球的第一宇宙速度。24我国自主研制的北斗卫星导航系统包括5颗静止轨道卫星（同步卫星）和30颗非静止轨道卫星，将为全球用户提供高精度、高可靠性的定位、导航服务。A为地球同步卫星，质量为m1；B为绕地球做圆周运动的非静止轨道卫星，质量为m2，离地面高度为h.已知地球半径为R，地球自转周期为
12、T0，地球表面的重力加速度为g。 求：(1)卫星A运行的角速度； (2)卫星B运行的线速度。252014年10月8日，月全食带来的“红月亮”亮相天空，引起人们对月球的关注。我国发射的“嫦娥三号”探月卫星在环月圆轨道绕行n圈所用时间为t，如图所示。已知月球半径为R，月球表面处重力加速度为g月，引力常量为G试求：（1）月球的质量M；（2）月球的第一宇宙速度v1；（3）“嫦娥三号”卫星离月球表面高度h参考答案：1 C2 B3 D4 B5 B6 C7 A8 D9 D10 D11 C12 B13 B14 B15 D16 17 v= ， 1:18 21；1819 20 21他们之间的相互作用力充当向心力，
13、所以有：m12r1=Gm1m2/L2 m22r2=Gm1m2/L2 r1+ r2= L 联立三式可得=G(m1+m2)/L322设两颗恒星的质量分别为，做圆周运动的半径分别为，角速度分别为根据题意有: 根据万有引力定律和牛顿定律，有 联立以上各式解得 根据解速度与周期的关系知 联立式解得 23 (1)小球由A到C的过程中，由动机械能守恒定律得： 小球在C点时，由牛顿第二定律和圆周运动的知识得 联立以上两式可得： 由图像可得H = 0.4m , F = 0N ; H = 1.0m，F = 6 N 代入可得： r = 0.16 m （2）由上面可解得 = 4 m/s2 卫星在绕星球表面做圆周运动时，重力提供向心力 解得: = 4103 m/s 24(1)同步卫星A的周期与地球自转周期相等，所以卫星A运行的角速度.(2)卫星B绕地球做匀速圆周运动，设地球质量为M，根据万有引力定律和牛顿运动定律，有：在地球表面有：联立解得：25（1）表面处引力等于重力，得（2）第一宇宙速度为近地卫星运行速度，由万有引力提供向心力得所以月球第一宇宙速度（3）卫星做圆周运动，由万有引力提供向心力得，卫星周期轨道半径r=R+h，解得
