高三物理选择题中等难度题
高三物理选择题中等难度题查看答案及解析
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如图所示,从地球表面发射一颗卫星,先让其进入椭圆轨道I运动,A、B分别为椭圆轨道的近地点和远地点,卫星在远地点B点火加速变轨后沿圆轨道II运动。下列说法中正确的是( )
A.卫星沿轨道II运动的周期小于沿轨道I运动的周期
B.卫星在轨道II上机械能大于在轨道I上的机械能
C.卫星在轨道II上B点的加速度大于在轨道I上B点的加速度
D.卫星在轨道II上C点的加速度大于在轨道I上A点的加速度
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如图轨道Ⅲ为地球同步卫星轨道,发射同步卫星的过程可以筒化为以下模型:先让卫星进入一个近地圆轨道Ⅰ(离地高度可忽略不计),经过轨道上点时点火加速,进入椭圆形转移轨道Ⅱ。该椭圆轨道Ⅱ的近地点为圆轨道Ⅰ上的点,远地点为同步圆轨道Ⅲ上的点。到达远地点时再次点火加速,进入同步轨道Ⅲ。已知引力常量为,地球质量为,地球半径为,飞船质量为,同步轨道距地面高度为。当卫星距离地心的距离为时,地球与卫星组成的系统的引力势能为(取无穷远处的引力势能为零),忽略地球自转和喷气后飞船质量的変化,问:
(1)在近地轨道Ⅰ上运行时,飞船的动能是多少?
(2)若飞船在转移轨道Ⅱ上运动过程中,只有引力做功,引力势能和动能相互转化。已知飞船在椭圆轨道Ⅱ上运行中,经过点时的速率为,则经过点时的速率多大?
(3)若在近地圆轨道Ⅰ上运行时,飞船上的发射装置短暂工作,将小探测器射出,并使它能脱离地球引力范围(即探测器可以到达离地心无穷远处),则探测器离开飞船时的速度(相对于地心)至少是多少?(探测器离开地球的过程中只有引力做功,动能转化为引力势能)
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(12分)发射地球同步卫星时,先将卫星发射到距地面高度为h1的近地圆轨道上,在卫星经过A点时点火实施变轨进入椭圆轨道,最后在椭圆轨道的远地点B点再次点火将卫星送入同步轨道,如图所示。已知同步卫星的运动周期为T,地球的半径为R,地球表面重力加速度为g,求:
(1)卫星在近地点A的加速度大小;
(2)远地点B距地面的高度。
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