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1.1998年8月20日， 中国太原卫星发射中心为美国“铱”星公司成功发射了两颗“铱”星系统的补网星。1998年9月23日， “铱”卫星通讯系统正式投入商业运行，标志着一场通讯技术革命开始了。原计划的“铱”卫星通讯系统是在距地球表面780km 的太空轨道上建立一个由77颗小卫星组成的星座。这些小卫星均匀分布在覆盖全球的7条轨道上， 每条轨道上有11颗卫星。由于这一方案的卫星排布像化学元素“铱”原子的核外77个电子围绕原子核运动一样，所以称为“铱”星系统。后来改为由66颗卫星，分布在6条轨道上，每条轨道上11颗卫星组成， 仍称它为铱星系统。
（1）已知自然界中铱有两种质量数分别为191和193的同位素， 而铱的平均原子量为192.22，这两种同位素其核内的中子数之比和这两种同位素的原子个数之比分别为（ ）。
A.57∶58，39∶61 B.58∶57，61∶39
C.191∶193，39∶61D.57∶58，61∶39
（2）“铱”星系统的66颗卫星，其运行轨道的共同特点是（ ）
A.以地轴为中心的圆形轨道
B.以地心为中心的圆形轨道
C.轨道平面必须处于赤道平面内
D.铱星运行轨道远低于同步卫星轨道
（3）“铱”星系统的两条相邻轨道平面之间的夹角为（ ）
A.（π／3）rad B.0 C.（π／6）rad
D.（π／12）rad
（4）“铱”星系统的卫星运行速度约为（ ）
A.7.9km／s B.7.5km／s
C.3.07km／s D.11.2km／s
（5 ）“铱”星通讯的信号传输时间与同步卫星通讯的信号传输时间相比，正确的是（ ）
A.由于铱星数量多，接力传递，导致信号传输时间比同步卫星长。
B.由于铱星离地面距离比同步卫星低的多，所以铱星的信号传输时间短。
C.因二者的信号都是以光速传递，所以二者信号传输时间相等。
D.因地面上信号源和接受者距离未知，不能确定。
解析 （1）铱191的中子数为
191－77＝114个
铱193的中子数为193－77＝116个
铱191和铱193的核内中子之比为114∶116＝57∶58
设自然界中一定质量的元素中，同位素铱191 的原子个数为a， 铱193的原子个数为b，由题意可得
191a＋193b＝（a＋b）×192.22
解得铱191和铱193的原子个数之比
a／b＝0.78／1.22＝39／61因此应选A。
（2）卫星绕地球运转， 都是卫星和地球之间的万有引力提供卫星绕地球运转的向心力，而万有引力方向指向地心。所以铱星系统的这些卫星的轨道应是以地心为中心的圆形轨道。铱星轨道距地球表面780km，而地球同步卫星的轨道距地面约3.6×10[4]km。正确答案为B、D。
（3）铱星系统的两条相邻轨道平面之间的夹角θ＝（π／ 6）rad。正确答案为C。
（4）可采用排除法。7.9km／s是第一宇宙速度。 是近地面卫星运行所必需的速度，A显然错，3.07km／s是距地面高度为3.6×10[4]km的地球同步卫星运行速度，C也不正确。11.2km／s是第二宇宙速度，是卫星挣脱地球引力束缚所必需的速度，D错。所以正确答案为B。
（5）铱星和同步卫星的信号传输都是以光速进行的。 因为铱星距地面高度为780km，铱星信号传输距离约为2×780km＝1560km， 即使信号源距接受者在地面上相距最远时，地面距为最大6370πkm，铱星系统通过6个卫星接力传递，其信号传输距离最大约为（6370＋780 ）π＋2×780km＝2.4×10[4]km而同步卫星的信号传输距离最短为2×3.6 ×10[4]km＝7.2×10[4]km，为铱星信号传输距离的3倍，由上述可知，同步卫星的信号传输时间比铱星系统的信号传输时间大3倍以上。 由此可得出，铱星系统由于离地面的距离比同步卫星低的多，在任何情况下，铱星的信号传输时间都比同步卫星短。正确答案为B。
2.1999年11月20日6时30分， 我国第一艘载人航天试验飞船“神舟号”由酒泉卫星发射中心发射升空，绕地球运行14周后于11月21日3 时41分在内蒙古中部平稳着陆。
（1）由上述信息可知， “神舟号”飞船绕地球运行周期约为（）。
A.3hB.24hC.90minD.40min
（2）“神舟号”飞船轨道距地面高度约为（）。
A.几百千米B.几千千米C.几千米D.几万千米
（3）“神舟号”飞船表面镌贴有特制的陶瓷片， 其主要目的是（）
A.增加飞船的强度，防止流星及太空垃圾撞击而损坏飞船。
B.将太阳能转化成电能供飞船使用。
C.便于雷达跟踪，接受地面指挥中心的指令。
D.在飞船返回进入大气层时，陶瓷片耐高温隔热，能有效地保护飞船平安返回地面。
（4）生产陶瓷的工业属于（）
A.硅酸盐工业B.航空航天工业
C.半导体工业D.冶金工业
解析 （1）从20日6时30分到21日3时41分总共时间为21小时11 分绕地球运行14周，由此得运行周期约为90分钟，应选择C。
（2）因沿地球表面的卫星最小周期T[,0]约为85min。
由G（Mm／r[2]）＝m（2π／T）[2]r
得r[3]／R[3]＝T[2]／T[2][,0]（式中R为地球半径）
“神州号”轨道半径r＝（T／T[,0]）[2／3]R＝1.04R
距地面高度约为
h＝r－R＝0.04R＝250km
应选择A。
（3）飞船返回地面时，穿过大气层， 机身与空气摩擦温度可达几百度到一千五百度，陶瓷片的作用是耐高温隔热，保护飞船平安返回。所以应选D。
（4）生产陶瓷的工业属于硅酸盐工业，应选A。
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