格物学 力学万有引力定律的常见应用

环绕天体运动参量的分析与计算-万有引力定律的常见应用知识点月考进阶单选题自测题答案-湖北省等高中物理,平均正确率42.00000000000001%

2025-07-21
环绕天体运动参量的分析与计算-万有引力定律的常见应用知识点月考进阶单选题自测题答案-湖北省等高中物理,平均正确率42.00000000000001%
1、['环绕天体运动参量的分析与计算', '开普勒行星运动定律']

正确率40.0%svg异常

B

A.火星的公转周期大约是地球的$$\sqrt{\frac{2 7} {8}}$$倍

B.在冲日处,地球上的观测者观测到火星的运动为顺行

C.在冲日处,地球上的观测者观测到火星的运动为逆行

D.在冲日处,火星相对于地球的速度最小

2、['环绕天体运动参量的分析与计算']

正确率40.0%svg异常

B

A.天宫一号的速率大于神舟九号飞船的速率

B.天宫一号的周期大于神舟九号飞船的周期

C.天宫一号的加速度大于神舟九号飞船的加速度

D.天宫一号的机械能一定小于神舟九号飞船的机械能

3、['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', '向心力']

正确率40.0%$${{A}{、}{B}}$$两颗人造卫星绕地球做匀速圆周运动,$${{A}}$$的运行周期大于$${{B}}$$的运行周期,则(

C

A.$${{A}}$$距离地面的高度一定比$${{B}}$$的小

B.$${{A}}$$的运行速率一定比$${{B}}$$的大

C.$${{A}}$$的向心加速度一定比$${{B}}$$的小

D.$${{A}}$$的向心力一定比$${{B}}$$的大

4、['环绕天体运动参量的分析与计算']

正确率40.0%据报道,嫦娥一号卫星绕月工作轨道为圆轨道,轨道高度为$$2 0 0 k m$$,运动周期为$${1 2 7 m i n}$$,若还知道引力常数$${{G}}$$和月球的平均半径$$1 7 3 8. 2 k m$$,仅利用以上条件不能求出的是(

C

A.月球表面的重力加速度

B.嫦娥一号卫星绕月球运行的线速度

C.月球对嫦娥一号卫星的引力

D.嫦娥一号卫星绕月球运动的加速度

5、['环绕天体运动参量的分析与计算', '竖直上抛运动']

正确率40.0%在不远的将来,中国宇航员将登上月球,某同学为宇航员设计了测量一颗绕月卫星做匀速圆周运动最小周期的方法.在月球表面上以不太大的初速度$${{v}_{0}}$$竖直向上抛出一个物体,物体上升的最大高度为$${{h}}$$.已知月球半径为$${{R}}$$,则如果发射一颗绕月运行的卫星,其做匀速圆周运动的最小周期为(

B

A.$$\frac{\pi} {v_{0}} \sqrt{2 R h}$$

B.$$\frac{2 \pi} {v_{0}} \sqrt{2 R h}$$

C.$$\frac{\pi} {v_{0}} \sqrt{\frac{2 R} {h}}$$

D.$$\frac{2 \pi} {v_{0}} \sqrt{\frac{2 R} {h}}$$

6、['天体质量和密度的计算', '环绕天体运动参量的分析与计算']

正确率40.0%$${{“}}$$天宫一号$${{”}}$$在离地面$$3 4 3 k m$$的圆形轨道上飞行;$${{“}}$$嫦娥一号$${{”}}$$在距月球表面高度为$$2 0 0 k m$$的圆形轨道上飞行;$${{“}}$$北斗$${{”}}$$卫星导航系统由$${{“}}$$同步卫星$${{”}{(}}$$地球静止轨道卫星,在赤道平面,距赤道的高度约为$$3 6 0 0 0$$千米)和$${{“}}$$倾斜同步卫星$${{”}{(}}$$周期与地球自转周期相等,但不定点于某地上空)等组成。则以下正确的是$${{(}{)}}$$

C

A.设$${{“}}$$天宫一号$${{”}}$$绕地球运动的周期为$${{T}}$$,用$${{G}}$$表示引力常量,则用表达式$$\frac{3 \pi} {G T^{2}}$$求得的地 球平均密度比真实值要大

B.$${{“}}$$天宫一号$${{”}}$$的飞行速度比$${{“}}$$同步卫星$${{”}}$$的飞行速度要小

C.$${{“}}$$同步卫星$${{”}}$$和$${{“}}$$倾斜同步卫星$${{”}}$$同周期$${、}$$同轨道半径,但两者的轨道平面不在同一平面内

D.$${{“}}$$嫦娥一号$${{”}}$$与地球的距离比$${{“}}$$同步卫星$${{”}}$$与地球的距离小

7、['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', '线速度、角速度和周期、转速']

正确率40.0%svg异常

D

A.若$${{v}}$$与$${{R}^{2}}$$成正比,则该层是土星的一部分

B.若$${{v}^{2}}$$与$${{R}}$$成正比,则该层是土星的卫星群

C.若$${{v}}$$与$${{R}}$$成反比,则该层是土星的一部分

D.若$${{v}^{2}}$$与$${{R}}$$成反比,则该层是土星的卫星群

8、['天体质量和密度的计算', '环绕天体运动参量的分析与计算', '向心加速度']

正确率40.0%$${{2}{0}{1}{8}}$$年$${{2}}$$月$${{1}{2}}$$日$${{1}{3}}$$时$${{0}{3}}$$分,我国在西晶卫星发射中心成功发射第五$${、}$$第六颗北斗三号全球组网卫星,北斗导航系统中,某颗卫星绕地球做圆周运动,其向心加速度大小为$${{a}}$$,线度大小为$${{v}}$$,引力常量为$${{G}}$$,由以上数据可知(

B

A.该卫星的轨道半径为$$\frac{a} {v^{2}}$$

B.该卫星的角速度大小为$$\frac{a} {v}$$

C.该卫星的周期为$$\frac{2 a \pi} {v}$$

D.该卫星的质量为$$\frac{v^{4}} {G a}$$

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']

正确率60.0%下列关于地球的同步卫星和月球的说法正确的是(

B

A.同步卫星离地面高度大于月球离地面高度

B.同步卫星的运行速度大于月球绕地球的运行速度

C.同步卫星的运行周期大于月球绕地球的运行周期

D.同步卫星的向心加速度小于月球绕地球运行向心加速度

1. 火星运动分析

根据开普勒第三定律,行星公转周期的平方与轨道半长轴的立方成正比。设地球公转周期为$$T$$,火星公转周期为$$T'$$,则:

$$\left(\frac{T'}{T}\right)^2 = \left(\frac{a'}{a}\right)^3$$

题目给出$$T' = T \sqrt{\frac{27}{8}}$$,代入可得$$\frac{a'}{a} = \frac{3}{2}$$(A选项正确)。冲日时,地球与火星同侧,火星视运动为逆行(C选项正确),且此时两者相对速度最小(D选项正确)。B选项错误。

2. 天宫一号与神舟九号比较

天宫一号轨道高于神舟九号,由$$v = \sqrt{\frac{GM}{r}}$$知速率更小(A错误),周期更大(B正确)。向心加速度$$a = \frac{GM}{r^2}$$更小(C错误)。机械能$$E = -\frac{GMm}{2r}$$与质量相关,无法直接比较(D错误)。

3. 卫星A与B的比较

由$$T = 2\pi \sqrt{\frac{r^3}{GM}}$$,周期大的卫星轨道半径大(A错误)。速率$$v = \sqrt{\frac{GM}{r}}$$更小(B错误)。向心加速度$$a = \frac{GM}{r^2}$$更小(C正确)。向心力取决于未知质量(D无法确定)。

4. 嫦娥一号参数求解

已知轨道高度和周期,可求月球质量$$M$$,进而通过$$g = \frac{GM}{R^2}$$求表面重力加速度(A可求)。线速度$$v = \frac{2\pi r}{T}$$(B可求)。加速度$$a = \frac{v^2}{r}$$(D可求)。引力需卫星质量(C不可求)。

5. 绕月卫星最小周期

由竖直上抛得月球重力加速度$$g = \frac{v_0^2}{2h}$$。最小周期对应近月轨道,向心力由重力提供:

$$\frac{4\pi^2 R}{T^2} = g \Rightarrow T = 2\pi \sqrt{\frac{R}{g}} = \frac{2\pi}{v_0} \sqrt{2Rh}$$(B正确)。

6. 航天器轨道分析

A选项密度公式忽略地球半径,导致偏大(正确)。天宫一号轨道低于同步卫星,速度更大(B错误)。倾斜同步卫星轨道平面不同(C正确)。嫦娥一号地月距离大于同步卫星轨道半径(D错误)。

7. 土星环与卫星运动

若为土星部分(刚体),$$v \propto R$$(C正确);若为卫星群(开普勒运动),$$v^2 \propto \frac{1}{R}$$(D正确)。A、B不符合动力学规律。

8. 卫星参数推导

由$$a = \frac{v^2}{r}$$得$$r = \frac{v^2}{a}$$(A错误)。角速度$$\omega = \frac{v}{r} = \frac{a}{v}$$(B正确)。周期$$T = \frac{2\pi}{\omega} = \frac{2\pi v}{a}$$(C错误)。卫星质量不可求(D错误)。

9. 飞船轨道转移

低轨道速度更大(A正确)。重力加速度$$g = \frac{GM}{r^2}$$随高度减小而增大(B错误)。飞船内物体受重力提供向心力(C错误)。第一宇宙速度为最大环绕速度(D正确)。

10. 同步卫星与月球比较

同步卫星轨道半径约3.6万公里,小于月地距离(A错误)。由$$v = \sqrt{\frac{GM}{r}}$$知同步卫星速度更大(B正确)。周期24小时小于月球周期(C错误)。向心加速度$$a = \frac{GM}{r^2}$$更大(D错误)。

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