正确率60.0%$${{2}{0}{1}{7}}$$年$${{9}}$$月,我国控制“天舟一号”飞船离轨,使它进入大气层烧毁,残骸坠入南太平洋一处号称“航天器坟场”的远离大陆的深海区.在受控坠落前,“天舟一号”在距离地面$${{3}{8}{0}{{k}{m}}}$$的圆轨道上飞行,则下列说法中正确的是()
C
A.在轨运行时,“天舟一号”的线速度大于第一宇宙速度
B.在轨运行时,“天舟一号”的角速度小于同步卫星的角速度
C.受控坠落时,应通过“反推”实现制动离轨
D.“天舟一号”离轨后,在进入大气层前,运行速度不断减小
3、['天体质量和密度的计算', '第一宇宙速度', '星球表面的抛体问题', '万有引力和重力的关系']正确率40.0%美国宇航局$$( \: N A S A )$$于北京时间$${{2}{0}{1}{5}}$$年$${{9}}$$月$${{2}{8}}$$日晚间$${{2}{3}}$$时$${{3}{0}}$$分宣布有关火星探索的重要科学发现$${{−}}$$火星上存在液态水的$${{“}}$$强有力$${{”}}$$证据,荷兰一家名为$${{“}}$$火星一号$${{”}}$$的公司计划在$${{2}{0}{2}{3}}$$年把$${{4}}$$名宇航员送上火星.假设宇航员登录火星后,测得火星的半径是地球半径的$$\frac{1} {2},$$火星质量是地球质量的$$\frac{1} {9},$$已知地球表面的重力加速的为$${{g}}$$,地球半径为$${{R}}$$,宇航员在地面上能向上跳起的最大高度为$${{h}}$$,忽略自转的影响,下列说法正确的是()
A
A.火星的密度是$$\frac{2 g} {3 \pi G R}$$
B.火星表面的重力加速度为$$\frac{2 g} {9}$$
C.火星的第一宇宙速度与地球的第一宇宙速度的比值为$$\begin{array} {l l} {\frac{2} {3}} \\ \end{array}$$
D.宇航员在火星上跳起后,能达到的最大高度为$$\frac{9} {8} h$$
5、['第一宇宙速度', '第二宇宙速度和第三宇宙速度', '物理学史、物理常识、研究方法']正确率40.0%下列说法正确的是:
D
A.月球的第一宇宙速度是$$7. 9 k m / s$$
B.同步卫星的线速度介于第一和第二宇宙速度之间
C.牛顿通过实验测出了万有引力恒量,验证了万有引力定律
D.卡文迪许在实验室测出了万有引力恒量的数值,并验证了万有引力定律
6、['环绕天体运动参量的分析与计算', '动能的定义及表达式', '第一宇宙速度', '第二宇宙速度和第三宇宙速度']正确率40.0%我国北斗导航卫星计划在$${{2}{0}{2}{0}}$$年前形成全球性的定位导航系统,其中$${{5}}$$颗是相对地面静止的高轨道卫星(以下简称$${{“}}$$静卫$${{”}{)}}$$,其它的$${{2}{7}}$$颗中轨道卫星(以下简称$${{“}}$$中卫$${{”}{)}}$$轨道半径为静卫$${{”}}$$轨道半径的$$\frac{3} {5}.$$下列说法正确的是()
B
A.$${{“}}$$中卫$${{”}}$$的线速度介于$$7. 9 k m / s$$和$$1 1. 2 k m / s$$之间
B.$${{“}}$$静卫$${{”}}$$的轨道必须是在赤道上空
C.$${{“}}$$静卫$${{”}}$$与$${{“}}$$中卫$${{”}}$$的动能之比为$${{3}{:}{5}}$$
D.$${{“}}$$静卫$${{”}}$$的运行周期小于$${{“}}$$中卫$${{”}}$$的运行周期
9、['环绕天体运动参量的分析与计算', '第一宇宙速度', '重力的概念']正确率40.0%我国发射的神舟号宇宙飞船在返回地面的过程中先要由距地面较高的轨道$${{A}}$$转移到距地面较低的轨道$${{B}{(}}$$设两种轨道均为圆形轨道$${{)}}$$,则在此两轨道上,关于宇宙飞船下列说法中正确的是
A
A.在$${{A}}$$轨道上运动的速度比在$${{B}}$$轨道上运动的速度小
B.$${{A}}$$轨道处的重力加速度比$${{B}}$$轨道处的重力加速度大
C.宇宙飞船内的物体处于完全失重状态,不受重力作用
D.宇宙飞船的飞行速度大于第一宇宙速度
10、['环绕天体运动参量的分析与计算', '第一宇宙速度', '机械能的概念及计算', '人造卫星的运行规律', '超重与失重问题']正确率60.0%下列关于人造卫星的叙述,正确的是()
D
A.做匀速圆周运动的人造卫星无论离地球远近,卫星内物体均处于失重状态,所以卫星不受地球作用
B.发射速度大于$$7. 9 k m / s$$的人造地球卫星进入轨道后的线速度一定大于$$7. 9 k m / s$$
C.同一卫星的轨道半径越大,其动能越小,所以机械能也越小
D.所有同步卫星的高度是相同的,线速度的大小也是相同的,与地球的自转方向相同,但质量不一定相同
2、解析:
A. 第一宇宙速度是卫星在地球表面附近做匀速圆周运动的速度,约为 $$7.9\,km/s$$。天舟一号在 $$380\,km$$ 的轨道上,轨道半径更大,线速度更小,因此错误。
B. 同步卫星的轨道高度约为 $$36000\,km$$,角速度与地球自转相同($$ \omega = \frac{2\pi}{24\times3600}\,rad/s $$)。天舟一号的轨道半径更小,角速度更大,因此错误。
C. 受控坠落需要通过反推减速,降低轨道高度,从而进入大气层烧毁,因此正确。
D. 离轨后,天舟一号在进入大气层前轨道高度逐渐降低,地球引力做功使其速度增大,因此错误。
正确答案:C
3、解析:
A. 火星密度计算:
火星质量 $$M_m = \frac{1}{9}M_e$$,半径 $$R_m = \frac{1}{2}R_e$$,密度 $$\rho_m = \frac{M_m}{\frac{4}{3}\pi R_m^3} = \frac{\frac{1}{9}M_e}{\frac{4}{3}\pi \left(\frac{R_e}{2}\right)^3} = \frac{8}{9}\rho_e$$。
地球密度 $$\rho_e = \frac{M_e}{\frac{4}{3}\pi R_e^3}$$,地表重力加速度 $$g = \frac{GM_e}{R_e^2}$$,代入得 $$\rho_e = \frac{3g}{4\pi G R_e}$$,因此 $$\rho_m = \frac{8}{9} \cdot \frac{3g}{4\pi G R_e} = \frac{2g}{3\pi G R_e}$$,正确。
B. 火星表面重力加速度:
$$g_m = \frac{GM_m}{R_m^2} = \frac{G \cdot \frac{1}{9}M_e}{\left(\frac{1}{2}R_e\right)^2} = \frac{4}{9}g$$,题目中为 $$\frac{2}{9}g$$,错误。
C. 第一宇宙速度公式 $$v = \sqrt{\frac{GM}{R}}$$,火星与地球的比值为 $$\sqrt{\frac{\frac{1}{9}}{\frac{1}{2}}} = \sqrt{\frac{2}{9}} = \frac{\sqrt{2}}{3}$$,题目中为 $$\frac{2}{3}$$,错误。
D. 宇航员起跳初动能相同,最大高度与重力加速度成反比,因此火星上最大高度为 $$\frac{g}{g_m}h = \frac{9}{4}h$$,题目中为 $$\frac{9}{8}h$$,错误。
正确答案:A
5、解析:
A. 月球的第一宇宙速度小于地球的第一宇宙速度($$7.9\,km/s$$),因为月球质量更小,错误。
B. 同步卫星的线速度约为 $$3.07\,km/s$$,小于第一宇宙速度,错误。
C. 牛顿提出了万有引力定律,但未通过实验测出万有引力恒量,错误。
D. 卡文迪许通过扭秤实验测出了万有引力恒量 $$G$$,并验证了万有引力定律,正确。
正确答案:D
6、解析:
A. 中卫轨道半径小于静卫(地球同步卫星),其线速度大于静卫(约 $$3.07\,km/s$$),但仍小于第一宇宙速度($$7.9\,km/s$$),错误。
B. 静卫(同步卫星)必须位于赤道上空以保持与地球自转同步,正确。
C. 动能公式 $$E_k = \frac{1}{2}mv^2$$,由 $$v = \sqrt{\frac{GM}{r}}$$ 得动能比与轨道半径成反比,静卫与中卫的动能比为 $$\frac{5}{3}$$,题目中为 $$3:5$$,错误。
D. 静卫的轨道半径更大,周期($$T = 2\pi \sqrt{\frac{r^3}{GM}}$$)更大,错误。
正确答案:B
9、解析:
A. 轨道半径越小,线速度越大,因此 $$B$$ 轨道速度更大,正确。
B. 重力加速度 $$g = \frac{GM}{r^2}$$,$$B$$ 轨道半径更小,重力加速度更大,错误。
C. 宇宙飞船内物体处于失重状态,但仍受重力作用(重力提供向心力),错误。
D. 第一宇宙速度是近地轨道速度,$$A$$ 和 $$B$$ 轨道的速度均小于 $$7.9\,km/s$$,错误。
正确答案:A
10、解析:
A. 卫星受地球引力作用(提供向心力),错误。
B. 发射速度大于 $$7.9\,km/s$$ 可能进入椭圆轨道,实际运行线速度可能小于 $$7.9\,km/s$$,错误。
C. 同一卫星轨道半径越大,动能越小,但势能增大,机械能增大,错误。
D. 同步卫星高度、线速度、方向必须相同,但质量可以不同,正确。
正确答案:D