万有引力与航天卫星学生版

万有引力与航天卫星1.某月球探测卫星先贴近地球表面绕地球做匀速圆周运动，此时其动能为1kE,周期为1T；再控制它进行一系列变轨，最终进入贴近月球表面的圆轨道做匀速圆周运动，此时其动能为2kE，周期为2T，已知地球的质量为1M，月球的质量为2M，则21MM为（）A．1221KKEETTB．31221KKEETTC．32121KKEETTD．2121KKEETT2.设地球是一质量分布均匀的球体，0为地心。已知质量分布均匀的球壳对壳内物体的引力为零。在下列四幅图中，能大致描述z轴上各点的重力加速度g的分布情况的是（）3.北京时间2013年2月16日凌晨，直径约45米、质量约13万吨的小行星“2012DA14”，以大约每小时2．8万公里的速度由印度洋苏门答腊岛上空掠过。与地球表面最近距离约为2．7万公里，这一距离已经低于地球同步卫星的轨道，但对地球的同步卫星几乎没有影响，只是划过了地球上空。这颗小行星围绕太阳飞行，其运行轨道与地球非常相似，根据天文学家的估算，它下一次接近地球大约是在2046年。假设图中的P、Q是地球与小行星最近时的位置，下列说法正确的是（已知日地平均距离约为15000万公里）A．小行星对地球的轨道没有造成影响，地球对小行星的轨道也没有任何影响B．只考虑太阳的引力，地球在P点的线速度大于小行星通过Q点的速度C．只考虑地球的引力，小行星在Q点的加速度大于同步卫星在轨道上的加速度D．小行星在Q点没有被地球俘获变成地球的卫星，是因为它在Q点的速率大于第二宇宙速度4.欧洲天文学家发现了可能适合人类居住的行星“格里斯581c”．该行星的质量是地球的m倍，直径是地球的n倍．设在该行星表面及地球表面发射人造卫星的最小发射速度分别为12vv、，则12vv的比值为（）A.3mnB.mnC.3mnD.mn5.在地球大气层外有大量的太空垃圾。在太阳活动期，地球大气会受太阳风的影响而扩张，使一些原本在大气层外绕地球飞行的太空垃圾被大气包围，从而逐渐降低轨道。大部分太空垃圾在落地前已经燃烧成灰烬，但体积较大的太空垃圾仍会落到地面上，对人类造成危害。以下关于太空垃圾正确的说法是（）A．大气的扩张使垃圾受到的万有引力增大而导致轨道降低B．太空垃圾在与大气摩擦过程中机械能不断减小，进而导致轨道降低C．太空垃圾在轨道缓慢降低的过程中，由于与大气的摩擦，速度不断减小D．太空垃圾在轨道缓慢降低的过程中，向心加速度不断增大而周期不断减小6.如图所示，A为置于地球赤道上的物体，B为绕地球做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．卫星C的运行速度小于物体A的速度B．物体A和卫星C具有相同大小的加速度C．卫星B运动轨迹的半长轴与卫星C运动轨迹的半径相等D．卫星B在P点的加速度大小与卫星C在该点加速度大小不相等7.“嫦娥三号”于2013年12月14日21时11分降落在距离地球38万公里的月球上，中国成为继苏联、美国之后的第三个在月球成功实现探测器软着陆的国家．着陆前“嫦娥三号”曾在离月面100ｍ处悬停避障，然后缓速下降，离月面4ｍ时，7500Ｎ变推力发动机关机，“嫦娥三号”做自由落体运动降落在月球虹湾以东地区（19.51Ｗ，44.12Ｎ），已知月表重力加速度约为地表重力加速度的六分之一，下列说法正确的是（ｇ取9.8ｍ/ｓ２）（）Ａ．若悬停时“嫦娥三号”的总质量为kg，则变推力发动机的推力约为2450NＢ．“嫦娥三号”落月点的北边十几米处有一个大撞击坑，假如悬停时“嫦娥三号”在撞击坑的正上方，为避障姿态控制发动机应先向南喷气，后向北喷气可再次悬停在了落月点正上方Ｃ．变推力发动机关机后，同样的着陆速度相当于从离地球表面处落下Ｄ．变推力发动机关机后，同样的着陆速度相当于从离地球表面处落下8.2013年12月11日，“嫦娥三号”从距月面高度为100km的环月圆轨道Ⅰ上的P点实施变轨，进入近月点为15km的椭圆轨道Ⅱ，由近月点Q成功落月，如图所示。关于“嫦娥三号”，下列说法正确的是（）A．沿轨道Ⅰ运动至P时，需制动减速才能进入轨道ⅡB．沿轨道Ⅱ运行的周期大于沿轨道Ⅰ运行的周期C．沿轨道Ⅱ运行时，在P点的加速度大于在Q点的加速度D．在轨道Ⅱ上由P点运行到Q点的过程中，万有引力对其做负功9.我国在轨运行的气象卫星有两类，一类是极地轨道卫星—风云1号，绕地球做匀速圆周运动的周期为12h，另一类是地球同步轨道卫星—风云2号，运行周期为24h．下列说法正确的是（）A．风云1号的线速度小于风云2号的线速度B．风云1号的向心加速度大于风云2号的向心加速度*考*C．风云1号的发射速度大于风云2号的发射速度D．风云1号、风云2号相对地面均静止10.火星表面特征非常接近地球，适合人类居住．近期，我国宇航员王跃正与俄罗斯宇航员一起进行“模拟登火星”实验活动．已知火星半径是地球半径的1/2，质量是地球质量的1/9．地球表面重力加速度是ｇ,若王跃在地面上能向上跳起的最大高度是h，在忽略地球、火星自转影响的条件下，下述分析正确的是（）A．王跃在火星表面受到的万有引力是在地球表面受到的万有引力的2/9倍；B．火星表面的重力加速度是4g/9；C．火星的第一宇宙速度是地球第一宇宙速度的2/9倍；D．王跃以相同的初速度在火星上起跳时，可跳的最大高度是9h/4。11.某同学在物理学习中记录了一些与地球、月球有关的数据资料如下：地球半径R＝6400km，月球半径r＝1740km，地球表面重力加速度g0＝9.80m／s2，月球表面重力加速度g′＝1.56m／s2，月球绕地球中心转动的线速度v＝lkm／s，月球绕地球转动一周时间为T＝27.3天，光速c＝2.998×105km／s.1969年8月1日第一次用激光器向位于头顶的月球表面发射出激光光束，经过约t=2.565s接收到从月球表面反射回来的激光信号，利用上述数据可估算出地球表面与月球表面之间的距离s，则下列方法正确的是（）A．利用激光束的反射s＝c·2t来算B．利用v＝TrRs)(2来算C．利用m月g0＝m月)(2rRsv来算D．利用mg月＝m月224T（s＋R＋r）来算12.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（）风云1号风云2号地球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C．飞船在轨道III上运动到P点时的加速度大于飞船在轨道II上运动到P点时的加速度D．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13.“嫦娥三号”卫星在距月球100公里的圆形轨道上开展科学探测，其飞行的周期为118分钟。若已知月球半径和万有引力常量，由此可推算（）A．“嫦娥三号”卫星绕月运行的速度B．“嫦娥三号”卫星的质量C．月球对“嫦娥三号”卫星的吸引力D．月球的质量14.2014年3月8日凌晨马航客机失联后，西安卫星测控中心紧急调动海洋、风云、高分、遥感4个型号近10颗卫星，为地面搜救提供技术支持。特别是“高分一号”突破了空间分辨率、多光谱与大覆盖面积相结合的大量关键技术。如图为“高分一号”与北斗导航系统两颗卫星在空中某一面内运动的示意图。“北斗”系统中两颗卫星“G1”和“G3”以及“高分一号”均可认为绕地心O做匀速圆周运动。卫星“G1”和“G3”的轨道半径为r，某时刻两颗工作卫星分别位于轨道上的A、B两位置，“高分一号”在C位置。若卫星均顺时针运行，地球表面处的重力加速度为g，地球半径为R，不计卫星间的相互作用力。则以下说法正确的是A．卫星“G1”和“G3”的加速度大小相等均为grRB．如果调动“高分一号”卫星快速到达B位置的下方，必须对其加速C．卫星“G1”由位置A运动到位置B所需的时间为gr3RrD．“高分一号”是低轨道卫星，其所在高度有稀薄气体，运行一段时间后，高度会降低，速度增大，机械能会增大15.为了探测X星球，载着登陆舱的探测飞船在以该星球中心为圆心，半径为r1的圆轨道上运动，周期为T1，总质量为m1.随后登陆舱脱离飞船，变轨到离星球更近的半径为r2的圆轨道上运动，此时登陆舱的质量为m2，则（）A．X星球的质量为M＝4π2r31GT21B．X星球表面的重力加速度为gX＝4π2r1T21C．登陆舱在r1与r2轨道上运动时的速度大小之比为v1v2＝m1r2m2r1D．登陆舱在半径为r2轨道上做圆周运动的周期为T2＝T1r32r3116.卡文迪许利用如图所示的扭秤实验装置测量了引力常量G。⑴为了测量石英丝极微小的扭转角，该实验装置中采取使“微小量放大”的主要措施是（）A．减小石英丝的直径B．减小T型架横梁的长度C．利用平面镜对光线的反射D．增大刻度尺与平面镜的距离17.我国的神州九号飞船绕地球作圆周运动。其运动周期为T，线速度为v，引力常量为G，则（）A．飞船运动的轨道半径为2vTB．飞船运动的加速度为2TC．地球的质量为32vTGD．飞船的质量为2324vGT18.2013年6月13日，北京时间6月13日13时18分，天宫一号目标飞行器与神十飞船在离地面343Km的近圆轨道上进行了我国第5次载入空间交会对接。神舟十号航天员成功开启天宫一号目标飞行器舱门，聂海胜、张晓光、王亚平以漂浮姿态进入天宫一号。下列说法正确的是（）A、航天员以漂浮姿态进入天宫一号，说明航天员不受地球引力作用B、完成对接组合体的运行速度小于7.9Km/sC、王亚平在天宫一号中讲课时可以用弹簧秤悬挂测一杯水的重力D、完成对接后的组合体运行的加速度大于2/8.9sm19.“嫦娥三号”任务是我国探月工程“绕、落、回”三步走中的第二步，“嫦娥三号”分三步实现了在月球表面平稳着陆。一、从100公里×100公里的绕月圆轨道上，通过变轨进入100公里×15公里的绕月椭圆轨道；二、着陆器在15公里高度开启发动机反推减速，进入缓慢的下降状态，到100米左右着陆器悬停，着陆器自动判断合适的着陆点；三、缓慢下降到距离月面4米高度时无初速自由下落着陆。下图是“嫦娥三号”飞行轨道示意图（悬停阶段示意图未画出）。下列说法正确的是（）A．“嫦娥三号”在椭圆轨道上的周期小于圆轨道上的周期B．“嫦娥三号”在圆轨道和椭圆轨道经过相切点时的加速度不相等C．着陆器在100米左右悬停时处于失重状态D．着陆瞬间的速度一定小于9m/s20.已成为我国首个人造太阳系小行星的嫦娥二号卫星，2014年2月再次刷新我国深空探测最远距离纪录，超过7000万公里。嫦娥二号是我国探月工程二期的先导星，它先在距月球表面高度为h的轨道上做匀速圆周运动，运行周期为T．若以R表示月球的半径，引力常量为G，则下列表述正确的是（）A．嫦娥二号卫星绕月运行时的线速度为2RTB．月球的质量为2324()RhGTC．物体在月球表面自由下落的加速度为224RTD．嫦娥二号卫星在月球轨道经过加速才能降落到月球表面21.“玉兔号”登月车在月球表面接触的第一步实现了中国人“奔月”的伟大梦想。机器人“玉兔号”在月球表面做了一个自由下落试验，测得物体从静止自由下落h高度的时间t，已知月球半径为R，自转周期为T，引力常量为G。则（）A.月球表面重力加速度为ht22B.月球第一宇宙速度为tRhC.月球质量为22GthRD.月球同步卫星离月球表面高度RtThR32222222.如图所示，a，b两颗质量相同的人造地球卫星分别在半径不同的轨道上绕地球作匀速圆周运动，则（）A.卫星a的周期大于卫星b的周期B.卫星a的动能大于卫星b的动能C.卫星a的势能大于卫星b的势能D.卫星a的加速度大于卫星b的加速度23.我国发射的“嫦娥三号”登月探测器靠近月球后，现在月球表面的附近近似圆轨道上绕月运行；然后经过一系列过程，再离月面4m高处做一次悬停（可认为是相对于月球静止）；最后关闭发动机，探测器自由下