专题4：卫星的变轨问题（分层作业）-【上好课】2022-2023学年高一物理同步备课系列（人教版2019必修第二册）

专题4 卫星的变轨问题 1、 变轨问题 1．我国的一箭多星技术居世界前列，一箭多星是用一枚运载火箭同时或先后将数颗卫星送入轨道的技术。某两颗卫星释放过程简化为如图所示，火箭运行至P点时，同时将A、B两颗卫星送入预定轨道。A卫星进入轨道1做圆周运动，B卫星进入轨道2沿椭圆轨道运动，P点为椭圆轨道的近地点，Q点为远地点，B卫星在Q点喷气变轨到轨道3，之后绕地球做圆周运动。下列说法正确的是（　　） A．两卫星在P点时的加速度不同 B．B卫星在P点时的速度大于A卫星的速度 C．B卫星在Q点变轨进入轨道3时需要喷气减速 D．B卫星在轨道3上运动的速度大于A卫星在轨道1上运动的速度 2．（2022春·重庆北碚·高一西南大学附中校考期中）如图所示，飞行器在距月球表面高度为3R的圆形轨道Ⅰ上运动，到达轨道的A点点火变轨进入椭圆轨道Ⅱ，当到达椭圆轨道Ⅱ的近月点B再次点火进入近月轨道Ⅲ绕月球做圆周运动。已知月球半径为R，月球表面的重力加速度为g0，则（　　） A．飞行器在B点处变轨时需向后喷气加速 B．由已知条件不能求出飞行器在椭圆轨道Ⅱ上的运行周期 C．只受万有引力情况下，飞行器在椭圆轨道Ⅱ上通过B点的加速度大于在轨道Ⅲ上通过B点的加速度 D．飞行器在轨道Ⅲ上绕月球运行一周所需的时间为 3．如图所示，“嫦娥五号”卫星从地球上发射先经历绕地飞行调相轨道，再从调相轨道上的P点进入地月转移轨道，然后在地月转移轨道上的Q点进入到绕月飞行轨道段。假设调相轨道和绕月轨道分别是长半轴为a、b的椭圆轨道，卫星在两栖圆轨道上分别绕地球、月球运行的周期绕月轨道一为、。则下列说法中正确的是（　　） A． B．从地月转移轨道切入到绕月轨道时，卫星在Q点必须加速 C．从调相轨道切入到绕月转移轨道时，卫星在P点必须加速 D．“嫦娥五号”卫星在地月转移轨道上运行的速度应大于11.2km/s 4．飞天揽月，奔月取壤，嫦娥五号完成了中国航天史上又一次壮举。如图所示为嫦娥五号着陆月球前部分轨道的简化示意图，Ⅰ是地月转移轨道，Ⅱ、Ⅲ是绕月球运行的椭圆轨道，Ⅳ是绕月球运行的圆形轨道。P、Q分别为椭圆轨道Ⅱ的远月点和近月点。其中、、为嫦娥五号分别在Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ轨道上的运行周期，、、为嫦娥五号分别在Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ轨道上运行时的机械能，、为嫦娥五号分别在Ⅲ、Ⅳ轨道上经过Q点时的加速度，、为嫦娥五号在Ⅱ轨道上经过P、Q点时的速度。在变换轨道过程中，嫦娥五号的质量不变，仅考虑月球对嫦娥五号的万有引力作用。则（　　） A． B． C． D． 2、 空间对接 5．2022年11月12日10时03分，天舟五号与空间站天和核心舱成功对接，此次发射任务从点火发射到完成交会对接，全程仅用2个小时，创世界最快交会对接纪录，标志着我国航天交会对接技术取得了新突破。在交会对接的最后阶段，天舟五号与空间站处于同一轨道上同向运动，两者的运行轨道均视为圆周。要使天舟五号在同一轨道上追上空间站实现对接，天舟五号喷射燃气的方向可能正确的是（　　） A． B． C． D． 6．（2022春·重庆北碚·高一西南大学附中校考期末）（多选）2021年10月16日，我国的神舟十三号载人飞船与距地表约400km的空间站完成径向交会对接。径向交会对接是指飞船沿与空间站运动方向垂直的方向和空间站完成对接，对接前飞船在空间站正下方200米的“保持点”处调整为垂直姿态并保持相对静止一段时间（如图所示），准备好后，再逐步上升到对接点与空间站完成对接，则飞船在“保持点”时（　　） A．运动速度大于空间站运动速度 B．运动周期小于空间站的运动周期 C．向心加速度小于空间站的向心加速度 D．地球对其吸引力大于其做圆周运动所需要的向心力 7．（多选）2021年10月，神舟十三号载人飞船顺利升空，并与轨道高度为的“天和”核心舱在图甲中M点成功对接，对接时，神舟十三号已关闭动力。轨道I是神舟十三号轨道示意图，Ⅱ是“天和”核心舱运动的轨道示意图，图乙为航天员翟志刚出舱情景图。下列说法中正确的是（　　） A．神舟十三号载人飞船的发射速度大于 B．神舟十三号载人飞船在M点的速率大于在N点的速率 C．神舟十三号载人飞船在M点的加速度与“天和”核心舱的加速度相等 D．图乙中航天员处于完全失重状态，所以他与地球间的万有引力为0 8．2022年11月1日，梦天实验舱与“天宫”空间站在轨完成交会对接，目前已与天和核心舱、问天实验舱形成新的空间站“T”字基本构型组合体。已知组合体的运行轨道距地面高度为h（约为400km），地球视为理想球体且半径为R（约为6400km），地球表面的重力加速度为g，引力常量为G，空间站可看成绕地球做匀速圆周运动，下列说法正确的是（　　） A．组合体轨道处的重力加速度约为 B．地球的平均密度可表示为 C．航天员漂浮在组合体中，处于平衡状态