2023届高考物理二轮复习冲刺训练：万有引力、天体运动专题（三）

万有引力与天体运动（三） 一、卫星的变轨和对接问题 1. 嫦娥五号完美完成中国航天史上最复杂任务后于2020年12月17日成功返回，最终收获1731克样本．图中椭圆轨道Ⅰ、100公里环月轨道Ⅱ及月地转移轨道Ⅲ分别为嫦娥五号从月球返回地面过程中所经过的三个轨道示意图，下列关于嫦娥五号从月球返回过程中有关说法正确的是(　　) A．在轨道Ⅱ上运行时的周期小于在轨道Ⅰ上运行时的周期 B．在轨道Ⅰ上运行时的加速度大小始终大于在轨道Ⅱ上时的加速度大小 C．在N点时嫦娥五号经过点火加速才能从Ⅱ轨道进入Ⅲ轨道返回 D．在月地转移轨道上飞行的过程中可能存在不受万有引力的瞬间 2. (多选)如图为嫦娥三号登月轨迹示意图，图中点为环地球运行的近地点，点为环月球运行的近月点，为环月球运行的圆轨道，为环月球运行的椭圆轨道，下列说法中正确的是( ) A．嫦娥三号在环地球轨道上的运行速度大于11.2km/s B．嫦娥三号在点进入地月转移轨道时应点火加速 C．嫦娥三号在圆轨道上的机械能小于在椭圆轨道上的机械能 D．设嫦娥三号在圆轨道上经过点时的加速度为，在椭圆轨道上经过点时的加速度为，则> 3. 2018年2月6日，“猎鹰”重型火箭将一辆特斯拉跑车发射到太空．假设其轨道示意图如图中椭圆Ⅱ所示，其中A、C分别是近日点和远日点，图中Ⅰ、Ⅲ轨道分别为地球和火星绕太阳运动的圆轨道，B点为轨道Ⅱ、Ⅲ的交点，若运动中只考虑太阳的万有引力， 则以下说法正确的是(　　) A．跑车经过A点时的速率大于火星绕日的速率 B．跑车经过B点时的加速度大于火星经过B点时的加速度 C．跑车在C点的速率一定大于火星绕日的速率 D．跑车由A到C的过程中动能减小，机械能也减小 4. (多选)载着登陆舱的探测器经过多次变轨后登陆火星的轨迹如图，其中轨道Ⅰ、Ⅲ为椭圆，轨道Ⅱ为圆，探测器经轨道Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ后在Q点登陆火星，O点是轨道Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ的交点，轨道上的O、P、Q三点与火星中心在同一直线上，O、Q两点分别是椭圆轨道Ⅲ的远火星点和近火星点．已知火星的半径为R，OQ＝4R，探测器在轨道Ⅱ上经过O点的速度为v，下列说法正确的有(　　) A．在相等时间内，轨道Ⅰ上探测器与火星中心的连线扫过的面积与轨道Ⅱ上探测器与火星中心的连线扫过的面积相等 B．探测器在轨道Ⅰ运动时，经过O点的速度小于v C．探测器在轨道Ⅱ运动时，经过O点的加速度等于 D．在轨道Ⅱ上第一次由O点到P点与在轨道Ⅲ上第一次由O点到Q点的时间之比是3∶4 5. 2018年12月12日，在北京飞控中心工作人员的精密控制下，“嫦娥四号”开始实施近月制动，成功进入环月圆轨道Ⅰ.12月30日成功实施变轨，进入椭圆着陆轨道Ⅱ，为下一步月面软着陆做准备．如图所示，B为近月点，A为远月点．关于“嫦娥四号”卫星，下列说法正确的是(　　) A．卫星在轨道Ⅱ上A点的加速度大于在B点的加速度 B．卫星沿轨道Ⅰ运动的过程中，卫星中的科考仪器处于超重状态 C．卫星从轨道Ⅰ变轨到轨道Ⅱ，机械能增加 D．卫星在轨道Ⅱ经过A点时的动能小于在轨道Ⅱ经过B点时的动能 6. (多选)如图,虚线Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ分别表示地球卫星的三条轨道,其中轨道Ⅰ为与第一宇宙速度7.9km/s对应的近地环绕圆轨道，轨道Ⅱ为椭圆轨道,轨道Ⅲ为与第二宇宙速度11.2km/s对应的脱离轨道，、、三点分别位于三条轨道上，点为轨道Ⅲ的远地点，、两点与地心的距离均为轨道Ⅰ半径的2倍，则（ ） A．卫星在轨道Ⅱ上运行的周期为轨道Ⅰ的2倍 B．卫星经过点的速率为经过点的倍 C．卫星在点的加速度大小为在点的4倍 D．质量相同的卫星在点的速率小于在点的速率 7. (多选) (2022·八省联考)“嫦娥五号”取壤返回地球，完成了中国航天史上的一次壮举。如图2所示为“嫦娥五号”着陆地球前部分轨道的简化示意图，其中Ⅰ是月地转移轨道，在P点由轨道Ⅰ变为绕地椭圆轨道Ⅱ，在近地点Q再变为绕地椭圆轨道Ⅲ。下列说法正确的是(　　) A．在轨道Ⅱ运行时，“嫦娥五号”在Q点的机械能比在P点的机械能大 B．“嫦娥五号”在轨道Ⅱ上运行的周期比在轨道Ⅲ上运行的周期长 C．“嫦娥五号”分别沿轨道Ⅱ和轨道Ⅲ运行时，经过Q点的向心加速度大小相等 D．“嫦娥五号”分别沿轨道Ⅱ和轨道Ⅲ运行时，经过Q点的速度大小相等 8. (多选)如图所示，在“嫦娥”探月工程中,设月球半径为，月球表面的重力加速度为，飞船在半径为的圆形轨道Ⅰ上运动，到达轨道的点时点火变轨进入椭圆轨道Ⅱ，到达轨道的近月点时，再次点火进入半径约为的近月轨道Ⅲ绕月做圆周运动,则（ ） A．飞船在轨道Ⅰ上的运行速率等于 B．飞船在轨道Ⅰ上的运行速率小于在轨道Ⅱ上B处的速率 C．飞船在轨道Ⅰ上的加速度大于在轨道Ⅱ上B处的加速度 D．飞船在轨道Ⅰ、轨道Ⅲ上运行的周期之比为