專題：天體運動的三大難點破解1 深度剖析衛(wèi)星的變軌（同步練習）

1、.答題時間：30分鐘1. 一宇宙飛船沿橢圓軌道繞地球運行，機械能為E，通過遠地點P時，速度為v，加速度大小為a，如下圖，當飛船運動到P時施行變軌，轉(zhuǎn)到圓形軌道上運行，那么飛船在軌道上運行時，以下說法不正確的選項是A. 速度大于v B. 加速度大小為aC. 機械能等于E D. 機械能大于E2. 我國將來將建立月球基地，并在繞月軌道上建造空間站。如以下圖所示，關(guān)閉動力的航天飛機在月球引力作用下經(jīng)橢圓軌道向月球靠近，并將與空間站在B處對接?？臻g站繞月軌道半徑為r，周期為T，萬有引力常量為G，以下說法中正確的選項是 A. 圖中航天飛機在飛向B處的過程中，月球引力做正功B. 航天飛機在B處由橢圓軌道進入

2、空間站軌道必須點火減速C. 根據(jù)題中條件可以算出月球質(zhì)量D. 根據(jù)題中條件可以算出空間站受到月球引力的大小3. 2020年9月29日，“天宮一號順利升空，11月1日，“神舟八號隨后飛上太空，11月3日凌晨，“神八與離地高度343km軌道上的“天宮一號對接形成組合體，中國載人航天首次空間交會對接試驗獲得成功，為建立太空實驗室空間站邁出了關(guān)鍵一步。設對接后的組合體在軌道上做勻速圓周運動，那么以下說法中正確的選項是 A. 對接前，“神舟八號欲追上“天宮一號，可以在同一軌道上點火加速B. 對接后，“天宮一號的速度大于第一宇宙速度C. 對接后，“天宮一號的運行周期小于地球同步衛(wèi)星的周期D. 今后在“天宮

3、一號內(nèi)工作的宇航員因受力平衡而在其中懸浮或靜止4. 2021年6月11日17時38分，我國在酒泉衛(wèi)星發(fā)射中心準時發(fā)射了“神舟十號飛船。經(jīng)過幾次變軌后進入預定軌道與“天宮一號對接，如以下圖所示，飛船由近地圓軌道l處發(fā)動機向后噴氣通過橢圓軌道2變軌到遠地圓軌道3。軌道1與軌道2相切于a點，軌道2與軌道3相切于b點。完成預定任務后平安返回。那么下面說法正確的選項是 A. 在軌道1上運行的角速度小于軌道3上運行的角速度B. 在軌道1上過 a 點時的速度大于軌道2上過 a 點時的速度C. 在軌道3上過 b 點時的加速度大于軌道2上過 b 點時的加速度D. 在軌道2上運動時做無動力飛行，從 a 點到 b

4、點機械能守恒5. 我國“嫦娥一號探月衛(wèi)星發(fā)射后，先在“24小時軌道上繞地球運行即繞地球一圈需要24小時；然后，經(jīng)過兩次變軌依次到達“48小時軌道和“72小時軌道；最后奔向月球。假如按圓形軌道計算，并忽略衛(wèi)星質(zhì)量的變化，那么在每次變軌完成后與變軌前相比 A. 衛(wèi)星速度增大，角速度減小 B. 衛(wèi)星速度增大，角速度增大 C. 衛(wèi)星速度減小，角速度增加 D. 衛(wèi)星速度減小，角速度減小6. 據(jù)美國媒體報道，美國和俄羅斯的兩顆通信衛(wèi)星于今年2月11日在西伯利亞上空相撞。這是人類有史以來的首次衛(wèi)星碰撞事件。發(fā)生碰撞的地點位于西伯利亞上空490英里約790公里，恰好比國際空間站的軌道高270英里434公里。這

5、是一個非常用的軌道，是用來遠間隔 探測地球和衛(wèi)星 的軌道。那么以下相關(guān)說法中，正確的選項是 A. 碰撞后的碎片假設受大氣層的阻力作用，軌道半徑將變小，那么有可能與國際空間站相碰撞B. 在碰撞軌道上運行的衛(wèi)星的周期比國際空間站的周期小C. 發(fā)射一顆到碰撞軌道運行的衛(wèi)星，那么發(fā)射速度要大于11.2kmsD. 在同步軌道上，假設后面的衛(wèi)星加速，將有可能與前面的衛(wèi)星相碰撞7. 探月衛(wèi)星在空中運動的簡化示意圖如下。衛(wèi)星由地面發(fā)射后，經(jīng)過發(fā)射軌道進入停泊軌道，在停泊軌道經(jīng)過調(diào)速后進入地月轉(zhuǎn)移軌道，再次調(diào)速后進入工作軌道。衛(wèi)星在停泊軌道和工作軌道運行半徑分別為r和r1，地球半徑為R，月球半徑為R1，地球外表

6、重力加速度為g，月球外表重力加速度為。求：1衛(wèi)星在停泊軌道上運行的線速度；2衛(wèi)星在工作軌道上運行的周期。8. “神州六號飛船的成功飛行為我國在2019年實現(xiàn)探月方案“嫦娥工程獲得了珍貴的經(jīng)歷。如下圖，假設月球半徑為R，月球外表的重力加速度為g，飛船在距月球外表高度為3R的圓形軌道運動，到達軌道的A點點火變軌進入橢圓軌道，到達軌道的近月點B再次點火進入月球近月軌道并繞月球做圓周運動。求：1飛船在軌道上的運行速率； 2飛船在軌道繞月球運行一周所需的時間。1. C 解析：衛(wèi)星要從低軌道到高軌道，需要加速然后做離心運動，所以軌道上運行的速度大于v，故A正確；根據(jù)萬有引力提供向心力，即可得：，M、r不變

7、，所以加速度大小仍為a，故B正確；飛船在軌道上的遠地點P要點火加速，做離心運動才能變軌到軌道上運行，運行的速度大于v，動能增加，抑制引力做功，勢能增加，機械能要增大。所以C錯誤，D正確。2. ABC 解析：因為航天飛機離月球越來越近，所以在飛向B處的過程中，月球引力做正功；航天飛機在B處由橢圓軌道進入空間站圓軌道必須點火減速；根據(jù)可知假設空間站繞月球做圓周運動的周期T和半徑r可算出月球的質(zhì)量M；由于沒有空間站的質(zhì)量，所以不能算出空間站受到月球引力的大小。選項A、B、C正確。3. C 解析：對接前，“神舟八號欲追上“天宮一號，假設在同一軌道上點火加速，那么“神舟八號必然做離心運動脫離圓軌道，因此

8、不能實現(xiàn)對接；對接后，“天宮一號的速度小于第一宇宙速度；因為“天宮一號的運行軌道遠低于地球同步衛(wèi)星，根據(jù)，解得，可知對接后，“天宮一號的運行周期小于地球同步衛(wèi)星的周期；在“天宮一號內(nèi)工作的宇航員因失重而在其中懸浮。選項C正確。4. D 解析：在1、3軌道上，根據(jù)，所以在軌道1上運行的角速度大于軌道3上運行的角速度；按照變軌問題，在軌道1上過 a 點時通過加速才能進入軌道2，所以在軌道1上過 a 點時的速度小于軌道2上過 a 點時的速度；在軌道3上過 b 點時和軌道2上過 b 點時受到的引力一樣，所以在軌道3上過 b 點時的加速度等于軌道2上過 b 點時的加速度；在軌道2上運動時做無動力飛行，只受引力作用，所以從 a 點到 b 點機械能守恒。選項D正確。5. D 解析：地面越高，速度越小，周期越長，角速度越小 。6. A 解析：碰撞后的碎片假設受大氣層的阻力作用，速度減小，動能減小，所以需要的向心力減小，碎片將做近心運動，半徑變小，可能會與低處的空間站相撞，故A對；根據(jù)，在碰撞軌道上運行的衛(wèi)星的周期比國際空間站的周期大，B錯；11.2kms為第二宇宙速度，是衛(wèi)星脫離地球束縛成為太陽的行星的最小發(fā)射速度，所以發(fā)射一顆到碰撞軌道運行的衛(wèi)星，那么發(fā)射速度要小于11.2kms，C錯；在同步軌道上，假設后面的衛(wèi)星加速，將會做離心運動，不可能與前面的衛(wèi)星相碰撞，D錯。故答案選A。7