格物学 力学万有引力定律的常见应用

人造卫星的运行规律-万有引力定律的常见应用知识点考前进阶选择题自测题解析-西藏自治区等高中物理,平均正确率48.0%

2025-07-02
人造卫星的运行规律-万有引力定律的常见应用知识点考前进阶选择题自测题解析-西藏自治区等高中物理,平均正确率48.0%
1、['环绕天体运动参量的分析与计算', '万有引力定律的简单计算', '人造卫星的运行规律']

正确率40.0%svg异常

C

A.$$\omega_{A} \! > \! \omega_{B} \! > \! \omega_{C}$$

B.$$T_{A} \! < \! T_{B} \! < \! T_{c}$$

C.$$v_{A} \! < \! v_{C} \! < \! v_{B} \! < \! v$$

D.$$a_{A} \! < \! a_{B} \! < \! a_{C}$$

2、['环绕天体运动参量的分析与计算', '万有引力定律的简单计算', '人造卫星的运行规律']

正确率40.0%svg异常

B

A.卫星$${{A}{、}{B}}$$的线速度大小都是$$1 1. 2 k m / s$$

B.卫星$${{A}{、}{B}}$$的运行轨道一定都在赤道正上空

C.卫星$${{A}{、}{B}}$$到的万有引力大小相等

D.卫星$${{A}{、}{B}}$$的周期与地球绕太阳公转周期相同

3、['动量与能量的其他综合应用', '人造卫星的运行规律']

正确率40.0%假设一小型宇宙飞船沿人造卫星的轨道在高空中做匀速圆周运动,如果飞船沿与其速度相反的方向抛出一个物体$${{A}}$$,则下列说法中错误的是(

B

A.物体$${{A}}$$与飞船都可能在原轨道上运动

B.物体$${{A}}$$与飞船不可能都在原轨道上运动

C.物体$${{A}}$$运动的轨道半径若减小,则飞船运动的轨道半径一定增加

D.物体$${{A}}$$可能沿地球半径方向竖直下落,而飞船运动的轨道半径将增大

4、['人造卫星的运行规律', '万有引力和重力的关系', '开普勒行星运动定律']

正确率40.0%svg异常

B

A.$${{a}}$$的向心加速度等于重力加速度$${{g}}$$

B.相同时间内$${{b}}$$转过的角度最大

C.$${{c}}$$相对于$${{b}}$$静止

D.$${{d}}$$的运动周期可能是$${{2}{0}}$$小时

5、['人造卫星的运行规律']

正确率60.0%设飞船绕地球沿圆轨道飞行,则飞船轨道半径减小时

A

A.速率变大,周期变小

B.速率变小,周期变大

C.速率变大,周期变大

D.速率变小,周期变小

6、['人造卫星的运行规律']

正确率60.0%我国将于$${{2}{0}{2}{0}}$$年建成完整的$${{“}}$$北斗二号$${{”}}$$导航系统,该系统由$${{5}}$$颗地球同步卫星和$${{3}{0}}$$颗其他卫星组成.则地球同步卫星$${{(}{)}}$$

B

A.绕地球运行的轨道为椭圆

B.运行周期与地球自转周期相同

C.可静止在南通上空

D.运行方向与地球自转方向相反

7、['环绕天体运动参量的分析与计算', '万有引力定律的发现、内容及适用范围', '人造卫星的运行规律', '卫星变轨问题', '牛顿第二定律的简单应用']

正确率40.0%svg异常

A

A.在$${{P}}$$点需要点火使飞船加速

B.飞船在轨道$${{2}}$$经过$${{P}}$$点时的加速度小于 在轨道 $${{3}}$$ 上经过 $${{P}}$$ 点的加速度

C.飞船在轨道$${{2}}$$经过$${{P}}$$点时的速度大于它 在轨道 $${{3}}$$ 上经过 $${{P}}$$ 点的速度

D.飞船在轨道$${{2}}$$运动到$${{Q}}$$点时的速度小于在轨道$${{2}}$$上经过$${{P}}$$点的速度

8、['环绕天体运动参量的分析与计算', '万有引力定律的简单计算', '人造卫星的运行规律']

正确率40.0%svg异常

C

A.卫星$${{A}}$$与卫星$${{C}}$$的线速度一定相同

B.卫星$${{A}}$$与卫星$${{C}}$$的受到地球引力大小一定相同

C.卫星$${{B}}$$与卫星$${{C}}$$的向心加速度之比为$${\frac{a_{2}} {a_{3}}}={\frac{( R+h_{1} )^{2}} {( R+h_{2} )^{2}}}$$

D.卫星$${{A}}$$与卫星$${{B}}$$的周期之比为$${\frac{T_{1}} {T_{2}}}={\frac{\sqrt{h_{1}^{3}}} {\sqrt{h_{2}^{3}}}}$$

9、['环绕天体运动参量的分析与计算', '第一宇宙速度', '功能关系的应用', '人造卫星的运行规律', '卫星变轨问题']

正确率40.0%北京时间$${{2}{0}{2}{1}}$$年$${{6}}$$月$${{1}{7}}$$日$${{9}}$$时$${{2}{2}}$$分,搭载神舟十二号载人飞船的长征二号$${{F}}$$遥十二运载火箭,在酒泉卫星发射中心点火发射。此后,神舟十二号载人飞船与火箭成功分离,进入预定轨道,顺利将聂海胜、刘伯明、汤洪波$${{3}}$$名航天员送入太空,发射取得圆满成功。北京时间$${{2}{0}{2}{1}}$$年$${{6}}$$月$${{1}{7}}$$日$${{1}{5}}$$时$${{5}{4}}$$分,神舟十二号载人飞船入轨后顺利完成入轨状态设置,采用自主快速交会对接模式成功对接于天和核心舱前向端口,与此前已对接的天舟二号货运飞船一起构成三舱(船)组合体,整个交会对接过程历时约$${{6}{.}{5}}$$小时。这是天和核心舱发射入轨后,首次与载人飞船进行的交会对接。三名航天员随从神舟十二号载人飞船进入天和核心舱(距地面$${{h}{=}{{4}{0}{0}}{{k}{m}}}$$)。我们假设神舟十二号的质量为$${{m}}$$,宇航员的总质量为$${{Δ}{m}}$$,三船组合体的总质量为$${{M}_{0}}$$,地球质量为$${{M}}$$,地球半径为$${{R}}$$,地球表面重力加速度为$${{g}}$$,无穷远处引力势能为零,则(  )

D

A.不考虑空气阻力和对接时可能的机械能的损失,火箭和飞船发动机对神州十二号所做的总功为$$\frac1 2 \frac{( m+\Delta m ) g R^{2}} {R+h}$$

B.对接前,先让神舟十二号在天和核心舱所在轨道$${的}$$后面与天和核心舱一起绕地球运动,稳定后加速追上去就可完成对接

C.天和核心舱环绕地球的运行速度一定大于$$9. 8 ~ \mathrm{k m / s}$$

D.天和核心舱环绕地球的周期为$$\frac{2 \pi} {R} \sqrt{\frac{( R+h )^{3}} {g}}$$

10、['人造卫星的运行规律']

正确率80.0%万有引力定律首次揭示了自然界中物体间一种基本相互作用的规律,以下说法正确的是$${{(}{)}}$$

A.人造地球卫星绕地球运动的向心力由地球对它的万有引力提供

B.物体的重力不是地球对物体的万有引力引起的

C.人造地球卫星离地球越远,受到地球的万有引力越大

D.宇宙飞船内的宇航员处于失重状态是由于没有受到万有引力的作用

1. 解析:

题目描述不完整,但根据选项推断为卫星运动参数比较。由开普勒第三定律和向心力公式可知:

$$ \omega = \sqrt{\frac{GM}{r^3}}, \quad T = 2\pi \sqrt{\frac{r^3}{GM}}, \quad v = \sqrt{\frac{GM}{r}}, \quad a = \frac{GM}{r^2} $$

若轨道半径满足 $$ r_A < r_B < r_C $$,则角速度、周期、线速度和向心加速度的大小关系可直接推出。选项C的线速度排序与其他参数矛盾,可能为正确答案。

2. 解析:

地球同步卫星的特性:

A. 线速度 $$ v = \sqrt{\frac{GM}{r}} $$,若半径相同则速度相同,但未说明轨道高度,不一定为11.2 km/s(第二宇宙速度)。

B. 同步卫星轨道必须在赤道平面以保持相对地面静止。

C. 万有引力与卫星质量相关,未说明质量是否相等。

D. 同步卫星周期为24小时,与地球公转周期(365天)无关。

选项B正确。

3. 解析:

飞船抛物体A时动量守恒,总机械能可能变化:

A. 若抛出速度极小,两者轨道可能不变(实际几乎不可能)。

B. 通常抛出后两者轨道半径会变化,不可能均保持原轨道。

C. 若A的轨道半径减小,飞船速度增加,轨道半径必增大(动量守恒与能量守恒)。

D. A竖直下落需速度为0,飞船速度增加,轨道半径增大。

选项A错误,B正确(题目要求选错误说法,故A为答案)。

4. 解析:

比较不同轨道卫星参数:

A. 近地卫星(如a)的向心加速度 $$ a = g $$。

B. 角速度 $$ \omega \propto r^{-3/2} $$,低轨道b角度变化最快。

C. 若c为同步卫星,与b(非同步)相对运动。

D. d的周期可能为20小时(低于同步卫星24小时)。

选项C错误。

5. 解析:

由轨道半径 $$ r $$ 与速度 $$ v $$、周期 $$ T $$ 的关系:

$$ v = \sqrt{\frac{GM}{r}}, \quad T = 2\pi \sqrt{\frac{r^3}{GM}} $$

半径减小时,$$ v $$ 增大,$$ T $$ 减小。选项A正确。

6. 解析:

同步卫星特性:

A. 轨道为圆形(近似)。

B. 周期与地球自转相同(24小时)。

C. 必须在赤道上空,无法静止于南通(非赤道)。

D. 运行方向与地球自转相同。

选项B正确。

7. 解析:

轨道变轨分析:

A. 从低轨道2到高轨道3需在P点加速。

B. 同一点加速度仅由 $$ \frac{GM}{r^2} $$ 决定,与轨道无关。

C. 轨道2的P点速度小于轨道3(需加速才能跃迁)。

D. 轨道2上Q点速度小于P点(远地点速度最小)。

选项B错误(题目可能要求选错误选项)。

8. 解析:

卫星参数比较:

A. 线速度 $$ v = \sqrt{\frac{GM}{r}} $$,半径相同则速度相同。

B. 引力大小需质量相同,未说明。

C. 向心加速度 $$ a \propto r^{-2} $$,比例式正确。

D. 周期 $$ T \propto \sqrt{r^3} $$,比例式正确。

选项A、C、D可能正确,B需额外条件。

9. 解析:

A. 发动机做功至少等于机械能增量: $$ W = \frac{GM(m+\Delta m)}{2(R+h)} - (-\frac{GM(m+\Delta m)}{R}) $$,化简后与选项不符。

B. 加速会进入更高轨道,无法直接对接。

C. 第一宇宙速度为7.9 km/s,核心舱速度更低。

D. 周期公式 $$ T = 2\pi \sqrt{\frac{(R+h)^3}{GM}} $$,用 $$ g = \frac{GM}{R^2} $$ 替换后正确。

选项D正确。

10. 解析:

A. 正确,万有引力提供向心力。

B. 重力是万有引力的分力(忽略自转时为同一力)。

C. 引力随距离增大而减小。

D. 失重是因引力全部用于提供向心力。

选项A正确。

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