专题09 卫星的发射、变轨与对接--2022-2023学年高中物理同步练习分类专题教案（人教版2019必修第二册）

第七章 万有引力与宇宙航行 专题09：卫星的发射、变轨与对接 一、选择题 1.(2022北京十五中期中)2020年9月4日，我国在酒泉卫星发射中心利用长征二号F运载火箭成功发射一可重复使用的试验航天器，如图为此发射过程的简化示意图。航天器先进入圆轨道1做匀速圆周运动，再经椭圆轨道2，最终进入圆轨道3做匀速圆周运动。轨道2分别与轨道1、轨道3相切于P点、Q点。下列说法正确的是 (　　 ) A.航天器在轨道1的运行周期大于其在轨道3的运行周期 B.航天器在轨道2上从P点运动到Q点过程中，速度越来越大 C.航天器在轨道2上经过P点时的速率大于它在轨道1上经过P点时的速率 D.航天器在轨道1上运行的加速度小于其在轨道3上运行的加速度 2.(2022江苏苏州实验中学期中)如图所示，轨道Ⅰ为绕地球运动的中轨道卫星a的轨道，离地面高度h1=2.8R，轨道Ⅱ、Ⅲ为某同步卫星b变轨前、后的轨道，卫星b由近地点A在万有引力作用下沿椭圆轨道Ⅱ向远地点B运动，到达B点时开启动力装置变轨至轨道Ⅲ，近似认为轨道Ⅲ离地面高度h2=5.6R，忽略轨道Ⅱ的近地点距地高度，地球半径为R，地球自转的周期为T，不计卫星间的相互作用，通过以上信息可以确定的是 (　　 ) A.卫星a中的物体由于没有受到重力而处于完全失重状态 B.卫星b在轨道Ⅱ上的周期为T C.卫星b在轨道Ⅱ经过A点时的速度大于卫星a在轨道Ⅰ经过C点时的速度 D.卫星b由轨道Ⅲ经过B点进入轨道Ⅱ时必须加速 3.(2022江苏南京期中)2021年5月16日至6月24日，运行在平均高度约555 km轨道上的“星链-1095”卫星降轨至平均高度为382 km的近圆轨道上，之后持续运行于这一与中国空间站轨道相近的高度，在此期间，中国空间站采取了紧急避碰措施。关于卫星的降轨，下列说法正确的是 (　　 ) A.降轨前，卫星在原轨道上处于平衡状态 B.降轨时，卫星在原轨道上需要先行减速 C.降轨后，卫星在新轨道上运动的周期变大 D.降轨后，卫星在新轨道上运行的速度将大于第一宇宙速度 4.(2022江苏连云港期中)在人类太空征服史中，让人类遗憾的是“太空加油站”的缺乏。当通信卫星轨道校正能源耗尽的时候，它的生命就走到了尽头，有很多成了太空垃圾。如今“轨道康复者”是救助此类卫星的新型太空航天器，图甲是“轨道康复者”航天器在给太空中“垃圾”卫星补充能源，可简化为图乙所示的模型，让“轨道康复者”N对已偏离原来正常工作轨道的卫星M进行校正，则 (　　 ) 甲 乙 A.“轨道康复者”N从图乙所示轨道上加速，与卫星M对接后给卫星M补充能源并校正卫星M到较低的轨道 B.让M降低到N所在轨道上，补充能源后再开启卫星M上的小发动机校正卫星M的轨道 C.在图乙中M的线速度一定大于N的线速度 D.在图乙中，M、N和地球球心三者不可能处在同一直线上 5.(2022山东烟台二中模拟)2021年6月17日，神舟十二号载人飞船与天和核心舱完成对接，航天员聂海胜、刘伯明、汤洪波进入天和核心舱，标志着中国人首次进入了自己的空间站。对接过程如图所示，天和核心舱处于半径为r3的圆轨道Ⅲ上，神舟十二号飞船沿着半径为r1的圆轨道Ⅰ运动到Q点时，通过变轨操作，沿椭圆轨道Ⅱ运动到P点与天和核心舱对接，从Q到P经历的时间为T，则　 (　　 ) A.神舟十二号在轨道Ⅰ上的周期为· B.天和核心舱在轨道Ⅲ上的周期为· C.神舟十二号飞船在轨道Ⅰ上经过Q点的加速度大于在轨道Ⅱ上经过Q点的加速度 D.在相同的时间内，轨道Ⅰ上神舟十二号与O点的连线和轨道Ⅲ上天和核心舱与O点的连线扫过的面积相等 二、非选择题 6.中国自行研制、具有完全自主知识产权的“神舟号”飞船，目前已经达到或优于国际第三代载人飞船技术，其发射过程简化如下：飞船在酒泉卫星发射中心发射，由长征运载火箭送入近地点为A、远地点为B的椭圆轨道上，A点距地面的高度为h1，飞船飞行五周后进行变轨，进入预定圆轨道，如图所示，设飞船在预定圆轨道上飞行n圈所用时间为t，若已知地球表面重力加速度为g，地球半径为R，求： (1)地球的平均密度； (2)飞船经过椭圆轨道近地点A时的加速度大小； (3)椭圆轨道远地点B距地面的高度h2。 答案全解全析 1.C　轨道1的半径小于轨道3的半径，根据开普勒第三定律=k，可知航天器在轨道1的运行周期小于其在轨道3的运行周期，故A错误；根据开普勒第二定律可知，航天器在轨道2上从P点(近地点)运动到Q点(远地点)过程中，速度越来越小，故B错误；航天器从轨道1变轨至轨道2需要在P点加速，所以航天器在轨道2上经过P点时的速率大于它在轨道1上经过P点时的速率，故C正确；根据a