1、选择题 由于通讯和广播等方面的需要,许多国家发射了地球同步轨道卫星,这些卫星的
A.地球对卫星的引力可以不同
B.轨道半径可以不同
C.轨道平面可以不同
D.速率可以不同
参考答案:A
本题解析:地球同步卫星的运转周期与地球的自转周期相同且与地球自转“同步”,所以它们的轨道平面都必须在赤道平面内,故C项错误;由
可得
,由此可知所有地球同步卫星的轨道半径都相同,故B项错误,由v=rω,
,可得v=R
,可知同步卫星的运转速率都相同,故D项错误;而卫星的质量不影响运转周期,地球对卫星的引力可以不同,故选A
点评:地球同步卫星的轨道平面都必须在赤道平面内,由
可得
,由此可知所有地球同步卫星的轨道半径都相同,由v=rω,
,可得v=R
,可知同步卫星的运转速率都相同,而卫星的质量不影响运转周期
本题难度:一般
2、填空题 如图所示,A为静止于地球赤道上的物体,B为绕地球做椭圆轨道运行的卫星,C为绕地球做圆周运动的卫星,P为B、C两卫星轨道的交点。已知A、B、C绕地心运动的周期相同,相对于地心,卫星C的运行速度___________物体A的速度,卫星B在P点的运行加速度大小___________卫星C在该点运行加速度。(填大于、小于或等于)

参考答案:大于,等于
本题解析:
本题难度:一般
3、简答题 “神州”六号飞船在预定轨道上飞行,每绕地球一圈需要时间90min,每圈飞行路程约为L=4.2×104km。
(1)试根据以上数据估算地球的质量和密度。(地球的半径R约为6.37×103km,万有引力常量G取6.67×10-11N·m2/kg2)
(2)假设飞船沿赤道平面自西向东飞行,飞行员会看到太阳从东边还是西边出来?如果太阳直射赤道,试估算飞行员每天能看到多少次日出日落?飞船每转一圈飞行员看不见太阳的时间有多长?(已知cos 18.2
=0.95)
参考答案:(1) 5.6
103kg/m3 (2) 36m in
本题解析:
(1)由L=2
r可得? r=
=6.68
km,
根据G
=mr
得
M=
r3=6.0
1024kg ,
又
=
,
=

,
=
=5.6
103kg/m3。
(2)地球自西向东旋转,飞船沿赤道平面自西向东飞行的速度大于地球旋转速度,飞行员会看到太阳从东边出来。地球自转的周期为24h,地球自转一周,飞船运转24
60/90=16圈,飞船运转一圈能看到一次日出日落,所以飞行员每天能看到16次日出日落。飞船转到地球的背影区飞行员就看不到太阳(如上图所示)。由图可知sin
=
=0.95,
则
=71.80
飞行员每转一圈看不见日出的时间为t=
min
36min
本题难度:一般
4、简答题 2011年11月16日傍晚“神舟八号”飞船在完成各项既定任务后与“天宫一号”作别,17日19点“神舟八号”返回舱在内蒙古草原主着陆场安全着陆.
飞船返回地球时,为了保证宇航员的安全.靠近地面时会放出降落伞进行减速.(如下图所示).若返回舱离地面4km时,速度方向竖直向下,大小为200m/s,要使返回舱最安全、最理想着陆,需要落地瞬间速度减为零,则放出降落伞后返回舱应获得多大的加速度?降落伞产生的阻力应为返回舱重力的几倍?(设放出降落伞后返回舱做匀减速运动).g取10m/s2.

参考答案:飞船返回时,放出降落伞,以飞船为研究对象,受到竖直向下的重力mg和空气阻力f的作用.最理想、最安全着陆是末速度vt=0,才不至于着地时与地面碰撞而使仪器受到损坏.由运动学公式vt2-v02=-2as
变形得a=v202s=5 m/s2=0.5g
再由牛顿第二定律得
F合=f-mg=ma
f=m(g+a)=mg(1+0.5)=1.5 mg
则阻力应为返回舱重力的1.5倍.
答:放出降落伞后返回舱应获得5 m/s2的加速度,降落伞产生的阻力应为返回舱重力的1.5倍.
本题解析:
本题难度:一般
5、计算题 火箭发射卫星的开始阶段是竖直升空,设向上的加速度为a=5m/s2,卫星中用弹簧秤悬挂一个质量m=9kg的物体。当卫星升空到某高处时,弹簧秤的示数为F=85N,那么此时卫星距地面的高度H是多少千米?(地球半径取R=6400km,地球表面重力加速度g=10m/s2)
参考答案:h=3200km
本题解析:升空到距地h高处,由万有引力定律得F引=GMm/(R+h)2(2分)
对物体进行受力分析,运用牛顿第二定律列出等式:F-F引="ma" (3分)?,
又地表处万有引力近似等于物体重力得:mg=GMm/R2 (2分)
代入数据,解得:h=3200km?
点评:把星球表面的物体运动和天体运动结合起来是考试中常见的问题.重力加速度g是天体运动研究和天体表面宏观物体运动研究联系的物理量.
本题难度:一般