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1、选择题 物体在万有引力场中具有的势能叫做引力势能.若取两物体相距无穷远时的引力势能为零,则一个质量为m0的质点到质量为M0的引力源中心的距离为r0时,其万有引力势能为EP=-
(式中G为万有引力常量).一颗质量为m的人造地球卫星沿轨道半径为r1的圆形轨道环绕地球做匀速圆周运动,已知地球的质量为M,要使此卫星绕地球做匀速圆周运动的轨道半径增大为r2,则卫星上的发动机所消耗的最小能量为:(假设卫星的质量始终不变,不计一切阻力及其它星体的影响)
A.E=
(
-
)
B.E=GMm(
-
)
C.E=
(
-
)
D.E=
(
-
)
参考答案:A
本题解析:发动机所消耗的最小能量W等于卫星机械能的变化量,在轨道为r1 ?的轨道上,引力势能
,根据万有引力提供向心力有
可得动能
,同样道理在轨道为r2 的轨道上,有
,
,那么在变轨过程根据功能关系有
,解得发动机消耗的最小能量
对照选项A对。
本题难度:一般
2、选择题 国家卫星海洋应用中心近日透露,2020年前,我国将发射8颗海洋系列卫星,加强对我国黄岩岛、钓鱼岛以及西沙、中沙和南沙群岛全部岛屿附近海域的监测.假设某颗海洋卫星的轨道半径为地球半径的4倍,周期为地球自转周期的
,“嫦娥三号”预计2013年在海南文昌发射场发射,若设月球密度与地球相同,则“嫦娥三号”绕月球表面做圆周运动的周期约为( )
A.1h
B.1.5h
C.4h
D.24h
参考答案:对于环绕天体绕中心天体运动,设中心天体的质量为M,环绕天体的质量为m,轨道半径为r,中心天体的半径为R,周期为T,则根据万有引力提供向心力GMmr2=m4π2T2r
解得中心天体的质量为:M=4π2r3GT2
所以中心天体的密度为ρ=MV=4π2r3GT243πR3=3πr3GT2R2
对于某颗海洋卫星绕地球运动,轨道半径为地球半径的4倍,周期为地球自转周期的12,所以ρ地=3π(4R地)3G(12T自)2R地3=3π×43G(12T自)2
对于“嫦娥三号”绕月球的运动,月球的密度为ρ月=3πGT2
因为ρ地=ρ月
所以3π×43G(12T自)2=3πGT2
所以T=T自16=2416h=1.5h.故B正确、ACD错误.
故选:B.
本题解析:
本题难度:简单
3、选择题 如图,在月球附近圆轨道上运行的“嫦娥二号”,到A点时变为椭圆轨道,B点是近月点,则

A.从A点运动到B点过程中,“嫦娥二号”受到月球的引力增大
B.从A点运动到B点过程中,月球对“嫦娥二号”的引力做负功
C.“嫦娥二号”在A点比在B点的速度小
D.“嫦娥二号”在A点比在B点的速度大
参考答案:AC
本题解析:嫦娥二号运行过程中,万有引力充当向心力,从A点运动到B点过程中,运行半径减小,所以根据
可得嫦娥二号受到月球的引力增大,A正确,从A点运动到B点过程中,沿引力方向运动,所以引力做正功,速度增大,BD错误,C正确;本题也可以通过公式
,线速度大小与半径成反比,来判断速度的变化
本题难度:一般
4、选择题 行星绕恒星的运动轨道近似是椭圆形,其半长轴
的三次方与公转周期T的二次方的比值为常数,设
,则对于公式理解正确的是(?)
A.k的大小与行星、恒星质量有关
B.k的大小只与恒星质量有关
C.若地球绕太阳运转轨道的半长轴为
,周期为
,月球绕地球运转轨道的半长轴为
,周期为
,则
D.通过公式知,在太阳系中距离太阳越远的行星,公转周期越大
参考答案:BD
本题解析:开普勒第三定律中k的大小只与恒星质量有关,A错误,B正确;地球绕太阳公转,月球绕地球公转,两者不是绕着同一个中心天体,所以K值不同,故
,C错误,根据公式可得
,绕行同一个中心天体的星体的绕行周期和半径成正比,故D正确
故选BD
点评:切记式中的k只与恒星的质量有关,与行星的质量及行星的速度无关,
本题难度:简单
5、简答题 2009年4月5日,朝鲜中央通讯社发表声明宣布,朝鲜当天上午在位于舞水端里的卫星发射基地成功发射了一枚火箭,顺利将“光明星2号”试验通信卫星送入轨道.国际社会对此广泛关注.美国军方5日说,朝鲜当天发射的“卫星”未能进入轨道,发射物各节全部坠海;韩国政府方面作类似表述;俄罗斯外交部发言人涅斯捷连科5日表示,俄方已确认朝鲜发射卫星的事实,并呼吁有关方面在这一问题的评价上保持克制.假如该卫星绕地球运行且轨道接近圆形,卫星运行周期为T,试求卫星距离地面的高度.(已知地球半径为R,地球表面的重力加速度为g)
参考答案:对地球上的物体m1
? m1g=GMm1R2?
对卫星m2
? GMm2(R+h)2=m24π2T2(R+h)?
联立解之得:h=3gR2T24π2
本题解析:
本题难度:一般