宇宙航行練習(xí)題

第五節(jié)宇宙航行練習(xí)題1.可以發(fā)射這樣一顆人造地球衛(wèi)星，使其圓軌道（）A．與地球表面上某一緯度線（非赤道）是共面同心圓B．與地球表面上某一經(jīng)度線所決定的圓是共面同心圓C．與地球表面上的赤道線是共面同心圓，且衛(wèi)星相對地球表面是靜止的D．與地球表面上的赤道線是共面同心圓，但衛(wèi)星相對地球表面是運(yùn)動的2．同步通信衛(wèi)星相對于地面靜止不動，猶如懸在高空中，下列說法中錯誤的是（）A.各國的同步通信衛(wèi)星都在同一圓周上運(yùn)行B.同步通信衛(wèi)星的速率是唯一的C.同步通信衛(wèi)星處于平衡狀態(tài)D.同步通信衛(wèi)星加速度大小是唯一的3.對于人造地球衛(wèi)星，可以判斷 （）A．根據(jù)，環(huán)繞速度隨R的增大而增大B．根據(jù)，當(dāng)R增大到原來的兩倍時(shí)，衛(wèi)星的角速度減小為原來的一半C．根據(jù)，當(dāng)R增大到原來的兩倍時(shí)，衛(wèi)星需要的向心力減小為原來的D．根據(jù)，當(dāng)R增大到原來的兩倍時(shí)，衛(wèi)星需要的向心力減小為原來的4．地球上有兩位相距非常遠(yuǎn)的觀察者，都發(fā)現(xiàn)自己的正上方有一顆人造地球衛(wèi)星，相對自己靜止不動，則這兩位觀察者的位置以及兩顆人造衛(wèi)星到地球中心的距離可能是（）A．一人在南極，一人在北極，兩衛(wèi)星到地球中心的距離一定相等B．一人在南極，一人在北極，兩衛(wèi)星到地球中心的距離可以不等，但應(yīng)成整數(shù)倍C．兩人都在赤道上，兩衛(wèi)星到地球中心的距離一定相等D．兩人都在赤道上，兩衛(wèi)星到地球中心的距離可以不等，但應(yīng)成整數(shù)倍5．火星有兩顆衛(wèi)星，分別是火衛(wèi)一和火衛(wèi)二，他們的軌道近似為圓。已知火衛(wèi)一的周期為7小時(shí)39分，火衛(wèi)二的周期為30小時(shí)18分，則兩顆衛(wèi)星相比（）A．火衛(wèi)一距火星表面較近B．火衛(wèi)二的角速度較大C．火衛(wèi)一的運(yùn)動速度較大D．火衛(wèi)二的加向心速度較大6．關(guān)于人造衛(wèi)星，下列說法中可能的是（）A．人造衛(wèi)星環(huán)繞地球運(yùn)行的速率是7.9B．人造衛(wèi)星環(huán)繞地球運(yùn)行的速率是5.0C．人造衛(wèi)星環(huán)繞地球運(yùn)行的周期是80minD．人造衛(wèi)星環(huán)繞地球運(yùn)行的周期是200min7．關(guān)于我國發(fā)射的“亞洲一號”地球同步通信衛(wèi)星的說法正確的是（）A．若其質(zhì)量加倍，則軌道半徑也要加倍B．它能用于我國的電視廣播是因?yàn)樗诒本┥峡者\(yùn)行C．它的運(yùn)行速率比第一宇宙速度大D．它運(yùn)行的角速度與地球自轉(zhuǎn)的角速度相同8.啟動衛(wèi)星的發(fā)動機(jī)使其速度加大，待它運(yùn)動到距離地面的高度比原來大的位置，再定位使它繞地球做勻速圓周運(yùn)動成為另一軌道的衛(wèi)星，該衛(wèi)星后一軌道與前一軌道相比（）A．速率增大B．周期減小C．萬有引力減小D．加速度增大9.2004年，我國和歐盟合作正式啟動伽利略衛(wèi)星導(dǎo)航定位系統(tǒng)計(jì)劃，這將結(jié)束美國全球衛(wèi)星定位系統(tǒng)（GPS）一統(tǒng)天下的局面。據(jù)悉，“伽利略”衛(wèi)星定位系統(tǒng)將由30顆軌道衛(wèi)星組成，衛(wèi)星的軌道高度為2.4×104km，傾角為56，分布在3個(gè)軌道面上，每個(gè)軌道面部署9顆工作衛(wèi)星和1顆在軌備份衛(wèi)星，當(dāng)某顆工作衛(wèi)星出現(xiàn)故障時(shí)可及時(shí)頂替工作。A．替補(bǔ)衛(wèi)星的周期大于工作衛(wèi)星的周期，速度大于工作衛(wèi)星的速度B．替補(bǔ)衛(wèi)星的周期大于工作衛(wèi)星的周期，速度小于工作衛(wèi)星的速度C．替補(bǔ)衛(wèi)星的周期小于工作衛(wèi)星的周期，速度大于工作衛(wèi)星的速度D．替補(bǔ)衛(wèi)星的周期小于工作衛(wèi)星的周期，速度小于工作衛(wèi)星的速度10．關(guān)于繞地球運(yùn)轉(zhuǎn)的近地衛(wèi)星和同步衛(wèi)星，下列說法中正確的是()A．近地衛(wèi)星可以通過北京地理緯度圈所決定的平面上做勻速圓周運(yùn)動B．近地衛(wèi)星可以在與地球赤道平面有一定傾角且經(jīng)過北京上空的平面上運(yùn)行C.近地衛(wèi)星或地球同步衛(wèi)星上的物體，因“完全失重”，其重力加速度為零D．地球同步衛(wèi)星可以在地球赤道平面上的不同高度運(yùn)行1-5-111．如圖1-5-1所示，在同一軌道平面上的幾個(gè)人造地球衛(wèi)星A、B、C，在某一時(shí)刻恰好在同一直線上，下列正確說法有（）1-5-1A．根據(jù)，可知VA＜VB＜VCB．根據(jù)萬有引力定律，F(xiàn)A＞FB＞FCC．向心加速度aA＞aB＞aCD．運(yùn)動一周后，A先回到原地點(diǎn)12．人造衛(wèi)星在太空運(yùn)行中，天線偶然折斷，天線將（）A.繼續(xù)和衛(wèi)星一起沿軌道運(yùn)行B.作平拋運(yùn)動，落向地球C.由于慣性，沿軌道切線方向作勻速直線運(yùn)動，遠(yuǎn)離地球D.作自由落體運(yùn)動，落向地球13．用m表示同步通訊衛(wèi)星的質(zhì)量，h表示離地面的高度，g0表示地球表面處的重力加速度，R0表示地球半徑，ω0表示地球自轉(zhuǎn)角速度，則同步衛(wèi)星所受地球?qū)λ娜f有引力的大小為（）A.等于B.等于C.等于零D.以上結(jié)果都不正確14．同步衛(wèi)星周期為T1，加速度為a1，向心力為F1；地面附近的衛(wèi)星的周期為T2，加速度為a2，向心力為F2，地球赤道上物體隨地球自轉(zhuǎn)的周期為T3，向心加速度為a3，向心力為F3，則（）A．T1=T3≥T2B．F1＜F2=F3C．a(chǎn)1＜a2D．a(chǎn)2＜a15.在圓軌道上質(zhì)量為m的人造地球衛(wèi)星，它到地面的距離等于地球半徑R，地面上的重力加速度為g，則（）A.衛(wèi)星運(yùn)動的速度為B.衛(wèi)星運(yùn)動的周期為C.衛(wèi)星運(yùn)動的加速度為D.衛(wèi)星運(yùn)動的加速度為16．地球同步衛(wèi)星到地心的距離r可由r3=求出，已知式中a的單位是m，b的單位是s，c的單位是m/s2，則（）A．a(chǎn)是地球半徑，b是地球自轉(zhuǎn)的周期，c是地球表面處的重力加速度B．a(chǎn)是地球半徑，b是同步衛(wèi)星繞地心運(yùn)動的周期，c是同步衛(wèi)星的加速度C．a(chǎn)是赤道周長，b是地球自轉(zhuǎn)周期，c是同步衛(wèi)星的加速度D．a(chǎn)是地球半徑，b是同步衛(wèi)星繞地心運(yùn)動的周期，c是地球表面處的重力加速度17．假設(shè)同步通信衛(wèi)星的軌道半徑是地球赤道半徑的n倍，則（）A.同步通信衛(wèi)星的向心加速度是赤道上物體向心加速度的(n+1)倍B.同步通信衛(wèi)星的向心加速度是赤道上物體向心加速度的n倍C.同步通信衛(wèi)星的向心加速度是赤道上物體向心加速度的1/n2倍D.同步通信衛(wèi)星的向心加速度是赤道上物體重力加速度的n倍18．氣象衛(wèi)星是用來拍攝云層照片、觀察氣象資料和測量氣象數(shù)據(jù)的。我國先后自行成功研制和發(fā)射了兩種不同軌道的氣象衛(wèi)星：“風(fēng)云一號”氣象衛(wèi)星軌道平面與赤道平面垂直，通過地球兩級，每12小時(shí)巡視地球一周，稱為“極地圓軌道”；“風(fēng)云二號”氣象衛(wèi)星軌道平面在赤道平面內(nèi)，稱為“地球同步軌道”。則(1).“風(fēng)云一號”比“風(fēng)云二號”衛(wèi)星的（）A．觀察區(qū)域較大B．軌道半徑較大C．運(yùn)行速度較大D．運(yùn)行周期較大(2).若某天上午8點(diǎn)“風(fēng)云一號”正好通過赤道附近太平洋上一個(gè)小島的上空，那么“風(fēng)云一號”下一次通過該小島上空將是。19．1998年8月20日，中國太原衛(wèi)星發(fā)射中心為美國“銥”星公司成功發(fā)射了兩顆“銥”星系統(tǒng)的補(bǔ)網(wǎng)星.1998年9月23日，“銥”衛(wèi)星通訊系統(tǒng)正式投入商業(yè)運(yùn)行，標(biāo)志著一場通訊技術(shù)革命開始了.原計(jì)劃的“銥”衛(wèi)星通訊系統(tǒng)是在距地球表面780km的太空軌道上建立一個(gè)由77顆小衛(wèi)星組成的星座.這些小衛(wèi)星均勻分布在覆蓋全球的7條軌道上，每條軌道上有11顆衛(wèi)星，由于這一方案的衛(wèi)星排布像化學(xué)元素“銥”原子的核外77個(gè)電子圍繞原子核運(yùn)動一樣，所以稱為“銥”星系統(tǒng).后來改為由66顆衛(wèi)星，分布在6條軌道上，每條軌道上11顆衛(wèi)星組成，仍稱它為“銥”星系統(tǒng).（1）“銥”星系統(tǒng)的66顆衛(wèi)星，其運(yùn)行軌道的共同特點(diǎn)是（）A．以地軸為中心的圓形軌道B．以地心為中心的圓形軌道C．軌道平面必須處于赤道平面內(nèi)D．銥星運(yùn)行軌道遠(yuǎn)低于同步衛(wèi)星軌道（2）上面所述的“銥”星系統(tǒng)的衛(wèi)星運(yùn)行速度約為（）A．7.9km/s B．7.5km/sC．3.07km/s D．11.2km/s20.某一星球的第一宇宙速度為v,質(zhì)量為m的宇航員在這個(gè)星球表面受到的重力為G，由此可知這個(gè)星球的半徑是_______.21.在赤道上發(fā)射一顆人造地球衛(wèi)星，設(shè)它的軌道是一個(gè)圓，軌道半徑等于赤道半徑，已知地球質(zhì)量是M，地球自轉(zhuǎn)周期是T，赤道半徑是R，萬有引力恒量是G，則這顆人造地球衛(wèi)星的最小發(fā)射速度（相對地球的速度）為___。22．一物體在某一行星表面上做自由落體運(yùn)動，在連續(xù)的兩個(gè)1s內(nèi)，下降的高度分別為12m和20m，若該星球的半徑為100km，則環(huán)繞該行星的衛(wèi)星的最小周期為多少？23．中子星是恒星演變到最后的一種存在形式.(1)有一密度均勻的星球，以角速度ω繞自身的幾何對稱軸旋轉(zhuǎn).若維持其表面物質(zhì)不因快速旋轉(zhuǎn)而被甩掉的力只有萬有引力，那么該星球的密度至少要多大?(2)蟹狀星云中有一顆中子星，它每秒轉(zhuǎn)30周，以此數(shù)據(jù)估算這顆中子星的最小密度.(3)若此中子星的質(zhì)量約為太陽的質(zhì)量(2×103024．根據(jù)天文觀測，月球半徑為R=1738km，月球表面的重力加速度約為地球表面的重力加速度的1/6，月球表面在陽光照射下的溫度可達(dá)127℃，此時(shí)水蒸氣分子的平均速度達(dá)到v0=2000m/s。試分析月球表面沒有水的原因。（取地球表面的重力加速度g=9.8m/s2）（要求至少用兩種方法說明）25．火箭載著宇宙探測器飛向某行星,火箭內(nèi)平臺上放有測試儀器,如圖所示,火箭從地面起飛時(shí),以加速度g0/2豎直向上做勻加速直線運(yùn)動（g0為地面附近的重力加速度）,已知地球半徑為R.（1）升到某一高度時(shí)，測試儀器對平臺的壓力是剛起飛時(shí)壓力的，求此時(shí)火箭離地面的高度h。（2）探測器與箭體分離后，進(jìn)入行星表面附近的預(yù)定軌道，進(jìn)行一系列科學(xué)實(shí)驗(yàn)和測量，若測得探測器環(huán)繞該行星運(yùn)動的周期為T0，試問：該行星的平均密度為多少？（假定行星為球體，且已知萬有引力恒量為G）（3）若已測得行星自轉(zhuǎn)周期為T（T>T0），行星半么恰等于地球半徑,一個(gè)物體在行星極地表面上空多高H處,所受引力大小與該行星赤道處對行星表面的壓力大小相等？第五節(jié)宇宙航行同步檢測答案1．CD2．C3．C4．C5．AC6．ABD7．D8．C9．C10．B11．CD12．A13．AB14．AC15．BD16．AD17．B18．(1).AC(2).答案：24小時(shí)后。地球轉(zhuǎn)過一圈后，“風(fēng)云一號”好轉(zhuǎn)過2圈，回到原來的小島上空。19．（1）BD.（2）B.20．r=mv2/G21．22．500（近似認(rèn)為）23．(1)(2)1.27×1014kg/m3（3）1.56×105m24．方法一：假定月球表面有水，則這些水在127℃時(shí)達(dá)到的平均速度v0=2000m宇宙速度，否則這些水將不會降落回月球表面，導(dǎo)致月球表面無水。取質(zhì)量為m的某水分子，因?yàn)镚Mm/R2=mv12/R2，mg月=GMm/R2，g月=g