格物学 力学万有引力定律的常见应用

天体中的相遇问题-万有引力定律的常见应用知识点月考进阶自测题解析-黑龙江省等高中物理,平均正确率42.00000000000001%

2025-09-24
天体中的相遇问题-万有引力定律的常见应用知识点月考进阶自测题解析-黑龙江省等高中物理,平均正确率42.00000000000001%
8、['环绕天体运动参量的分析与计算', '天体中的相遇问题', '卫星变轨问题']

正确率40.0%“太空涂鸦”技术的基本物理模型是:原来在较低圆轨道运行的攻击卫星在变轨后接近在较高圆轨道上运行的侦察卫星时,向其发射“漆雾”弹,“漆雾”弹在临近侦察卫星时,压爆弹囊,让“漆雾”散开并喷向侦察卫星,喷散后强力吸附在侦察卫星的侦察镜头、太阳能板、电子侦察传感器等关键设备上,使之暂时失效.关于这一过程,下列说法正确的是(

C

A.攻击卫星在原轨道上运行的周期比侦察卫星的周期大

B.攻击卫星在原轨道上运行的线速度比侦察卫星的线速度小

C.攻击卫星在原轨道需要加速才能变轨接近侦察卫星

D.攻击卫星接近侦察卫星的过程中受到地球的万有引力一直在增大

9、['天体中的相遇问题', '开普勒行星运动定律']

正确率40.0%两颗卫星在同一平面内同方向绕地球做匀速圆周运动,卫星$${{A}}$$是同步卫星,卫星$${{B}}$$的轨道半径是卫星$${{A}}$$的$${{4}}$$倍。已知地球的自转周期为$${{2}{4}{h}}$$。则卫星$${{A}}$$与卫星$${{B}}$$距离最近的相邻两次时间间隔约为(

C

A.$${{0}{.}{7}}$$天

B.$${{1}}$$天

C.$$\begin{array} {c} {\frac{8} {7}} \\ \end{array}$$天

D.$${{2}}$$天

10、['天体中的相遇问题']

正确率40.0%太阳系各行星几乎在同一平面内沿同一方向绕太阳做圆周运动。当地球恰好运行到某地外行星和太阳之间,且三者几乎排成一条直线时,天文学称这种现象为“行星冲日”。已知$${{2}{0}{2}{0}}$$年$${{7}}$$月$${{2}{1}}$$日土星冲日,土星绕太阳运动的轨道半径约为地球绕太阳运动的轨道半径的$${{9}{.}{5}}$$倍,则下一次土星冲日的时间约为$${{(}{)}}$$

A

A.$${{2}{0}{2}{1}}$$年$${{8}}$$月

B.$${{2}{0}{2}{2}}$$年$${{7}}$$月

C.$${{2}{0}{2}{3}}$$年$${{8}}$$月

D.$${{2}{0}{2}{4}}$$年$${{7}}$$月

第8题解析:

根据题意,攻击卫星在较低圆轨道,侦察卫星在较高圆轨道。

A选项:根据开普勒第三定律 $$T^2 \propto r^3$$,轨道半径越小周期越小,攻击卫星周期应小于侦察卫星周期,错误

B选项:根据 $$v = \sqrt{\frac{GM}{r}}$$,轨道半径越小线速度越大,攻击卫星线速度应大于侦察卫星线速度,错误

C选项:从低轨道变轨到高轨道需要加速做离心运动,正确

D选项:攻击卫星接近侦察卫星过程中轨道半径增大,万有引力 $$F = \frac{GMm}{r^2}$$ 随r增大而减小,错误

正确答案:C

第9题解析:

已知:卫星A为同步卫星,周期 $$T_A = 24h$$,卫星B轨道半径 $$r_B = 4r_A$$

根据开普勒第三定律:$$\frac{T_A^2}{r_A^3} = \frac{T_B^2}{r_B^3}$$

代入得:$$\frac{24^2}{r_A^3} = \frac{T_B^2}{(4r_A)^3}$$

解得:$$T_B = 24 \times 4^{3/2} = 24 \times 8 = 192h = 8天$$

两卫星相对角速度:$$\omega_{相对} = |\omega_A - \omega_B| = |\frac{2\pi}{T_A} - \frac{2\pi}{T_B}|$$

代入得:$$\omega_{相对} = 2\pi \times |\frac{1}{24} - \frac{1}{192}| = 2\pi \times \frac{7}{192}$$

相邻两次最近时间间隔:$$t = \frac{2\pi}{\omega_{相对}} = \frac{2\pi}{2\pi \times \frac{7}{192}} = \frac{192}{7}h = \frac{8}{7}天$$

正确答案:C

第10题解析:

已知:土星轨道半径 $$r_土 = 9.5r_地$$,地球公转周期 $$T_地 = 1年$$

根据开普勒第三定律:$$\frac{T_土^2}{r_土^3} = \frac{T_地^2}{r_地^3}$$

解得:$$T_土 = T_地 \times (\frac{r_土}{r_地})^{3/2} = 1 \times 9.5^{3/2} \approx 29.3年$$

行星冲日周期公式:$$T_{冲} = \frac{T_地 T_土}{|T_土 - T_地|} = \frac{1 \times 29.3}{29.3 - 1} \approx \frac{29.3}{28.3} \approx 1.035年$$

换算成月数:$$1.035 \times 12 \approx 12.42月$$,即约1年12.5天

2020年7月21日 + 1年12.5天 ≈ 2021年8月2日左右

正确答案:A

题目来源于各渠道收集,若侵权请联系下方邮箱
高中知识点
其他知识点