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高一级物理人造卫星宇宙速度练习

2014-5-11 0:28:13下载本试卷

《人造卫星、宇宙速度》测验题A

一、选择题(每小题中至少有一个选项是正确的)

1.人造地球卫星在圆形轨道上环绕地球运行时有:                   (  )

   A.轨道半径越大,速度越小,周期越长  B.轨道半径越大,速度越大,周期越短

   C.轨道半径越大,速度越大,周期越长  D.轨道半径越小,速度越小,周期越长

2.有关人造地球卫星的说法中正确的是:                          (  )

   A.第一宇宙速度是卫星绕地球运行的最小速度

   B.第一宇宙速度是近地圆轨道上人造卫星运行速度

   C.第一宇宙速度是能使卫星进入近地圆形轨道的最小发射速度

   D.卫星环绕地球的角速度与地球半径R成反比

3.某行星质量为地球质量的1/3,半径为地球半径的3倍,则此行星的第一宇宙速度约为地球第一宇宙速度的                          (   ) 

   A.9倍    B.1/3       C.3倍      D.1/9

4.如图4-1所示,卫星A,B,C在相隔不远的不同轨道上,以地球为中心做匀速圆周运动,且运动方向相同。若在某时刻恰好在同一直线上,则当卫星B经过一个周期时,下列关于三个卫星的位置说法中正确的是       (  )

A.三个卫星的位置仍在一条直线上

B.卫星A位置超前于B,卫星C位置滞后于B

C.卫星A位置滞后于B,卫星C位置超前于B

D.由于缺少条件,无法比较它们的位置

5.我国发射的“亚洲一号”地球同步通信卫星的质量为1.24 t,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2.48 t的地球同步通讯卫星,则该卫星的轨道半径将比“亚洲一号”卫星轨道半径大

    D.要发射一颗质量为2.48 t的地球同步卫星,则该卫星的轨道半径将比“亚洲一号”卫星轨道半径小

6.一艘宇宙飞船贴近一恒星表面飞行,测得它匀速圆周运动的周期为T,设万有引力常数G,则此恒星的平均密度为:         (   )

   A.GT2/3π      B.3π/GT2      C.GT2/4π      D.4π/ GT2

7.为了计算某一个天体的质量,需要知道绕该天体作匀速圆周运动的另一个星球的条件是

A、质量和周期           B、运转周期和轨道半径    (   )  

C、轨道半径和线速度        D、转速和质量

8.已知地球半径R=6.4×103km,地球质量M=6.0×1024kg,引力常量G=6.67×10-11Nm2/kg2。假定“神舟二号”无人飞船在离地面高h=300 km的轨道上做匀速圆周运动。则“神舟二号”无人飞船运行的周期和飞行速度分别约为: (  )

A.80min 7.7×103m/s              B.90min 7.7×103m/s

C.85min 7.9×103m/s              D.24h 7.9×103m/s

9.上题中,由于空气阻力的作用,“神舟二号”无人飞船的返回舱在将要着陆之前,有一段匀速下落的过程。设返回舱所受空气阻力f与其速度v的平方成正比,与其迎风面的截面积S成正比,比例系数为k,返回舱的质量为m,则在返回舱匀速下落的过程中所受空气阻力f和速度v分别为:                     (  )

    A.           B.

    C.            D.

二、填空题

10.一颗以华人物理学家“吴健雄”命名的小行星,半径约为16 km,密度与地球相近。若在此小行星上发射一颗绕其表面运行的人造卫星,它的发射速度约为___________.(已知地球的半径R=6.4×103 km,取g=10 m/s2

11.两颗靠得很近的天体称为双星,它们以两者连线上某点为圆心作匀速圆周运动,这样就不至于由于万有引力而吸引在一起,设两双星质量分别为m和M,M=3m。两星间距为L,在相互万有引力的作用下,绕它们连线上某点O转动,则:OM间距为       ,它们运动的周期为        

三、计算题

12.“神舟号”飞船于1999年11月20日6时30分在西泉卫星发射中心用新型长征运载火箭发射升空,起飞约10min,飞船与火箭分离,进入预定轨道,遨游太空21h,环绕地球14圈,完成空间飞行试验后,在内蒙古自治区中部地区成功着陆,请估算一下。

(1)飞船环绕地球运行的周期T

(2)飞船运行的轨道半径(已知R地=6400km,g=10m/s2

13.同步卫星离地心高度为r,运行速率为V1,加速度为a1,地球赤道上物体物体随地球自转的向心加速度为a2,第一宇宙速度为V2,地球半径为R。则a1 /a2为多少?V1 /V2为多少?

14.两颗卫星在同一轨道平面绕地球做匀速圆周运动,地球半径为R,a卫星离地面的高度等于R,b卫星离地面高度为3R,则

(1)a、b两卫星周期之比Ta∶Tb是多少?

(2)若某时刻两卫星正好同时通过地面同一点的正上方,则a至少经过多少个周期两卫星相距最远?

15.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ω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(2×1030 kg),试问它的最大可能半径是多大?

 

《人造卫星、宇宙速度》测验题A参考答案

一、选择题

1、A 2、BC 3、B 4、B 5、B  6、B  7、BC  8、B 9、B

二、填空题

10、20 m/s  11、mL/(M+m),2π  

三、计算题

12、①T==1.5h(或5400s);

②G算得r=6.7×106m。

13、r:R 

14、(1)Ta∶Tb=1∶2 ,(2)t=0.77Ta

15、(1)=mRω2M=ρπR3,带入得:ρ=

(2)ρ==kg/m3=1.27×1014 kg/m3

(3)M=ρπR3,所以R=m=1.56×105 m