高中 | 研究天体运动规律 题目答案及解析

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必修2

第六章 万有引力与航天

6.4 万有引力理论的成就

研究天体运动规律

$2022$$10$$9$日,我国成功发射“夸父一号”探测卫星,用于探测由太阳发射而来的高能宇宙射线,卫星绕地球做匀速圆周运动,运行轨道离地面的高度为$720\;\rm km$,下列说法正确的是$(\qquad)$  

["

“夸父一号”的运行速度大于$7.9\\;\\text{km/s}$

","

“夸父一号”的向心加速度小于地球同步卫星的向心加速度

","

为使“夸父一号”能更长时间观测太阳,采用$a$轨道比$b$轨道更合理

","

“夸父一号”绕地球做圆周运动的周期为$24$小时

"]
[["C"]]

$\rm A$.第一宇宙速度$7.9\;\text{km/s}$为围绕地球做圆周运动的最大速度,则“夸父一号”的运行速度小于$7.9\;\text{km/s}$,故$\rm A$错误;

$\rm B$.由万有引力提供向心力有$\dfrac{GMm}{{{r}^{2}}}=m{{a}_{\text{n}}}$,解得${{a}_{\text{n}}}=\dfrac{GM}{{{r}^{2}}}$

由于“夸父一号”的轨道半径小于地球同步卫星的轨道半径,则“夸父一号”的向心加速度大于地球同步卫星的向心加速度,故$\rm B$错误;

$\rm C$.由图可知,采用$a$轨道可以更长时间观测太阳,故$\rm C$正确;

$\rm D$.由万有引力提供向心力有$\dfrac{GMm}{{{r}^{2}}}=m\dfrac{4{{\pi }^{2}}}{{{T}^{2}}}r$,解得$T=\sqrt{\dfrac{4{{\pi }^{2}}{{r}^{3}}}{GM}}$

由于“夸父一号”的轨道半径小于地球同步卫星的轨道半径,则“夸父一号”绕地球做圆周运动的周期小于地球同步卫星的周期$24$小时,故$\rm D$错误。

故选:$\rm C$

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