课时跟踪检测(19) 天体运动中的三类典型问题（Word练习）-【创新方案】2024高考物理一轮复习（新教材 新高考）

课时跟踪检测（十九）  天体运动中的三类典型问题

A级——全员必做

1．(2023·南京模拟)运行在约555 km高度轨道上的某卫星降轨至平均高度为382 km的近圆轨道上，后持续运行于这一与中国空间站相近的高度，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周期变大

D．降轨后，卫星在新轨道上的速度将大于第一宇宙速度

解析：选B　卫星在轨道上运动时，万有引力提供向心力，卫星处于完全失重状态，故A错误；由向心运动条件，知卫星降轨时做向心运动，变轨时需要减速，故B正确；根据开普勒第三定律＝k可知，轨道半径或椭圆的半长轴越大，卫星的周期越大，因此降轨后，卫星在新轨道上运动周期变小，故C错误；第一宇宙速度是卫星在靠近地球表面做匀速圆周运动的线速度大小，降轨后，卫星在新轨道上的速度仍然小于第一宇宙速度，故D错误。

2.(2023·天津模拟)“嫦娥五号”轨道器和返回器组合体实施的月地转移轨道如图所示，组合体自近月点由圆轨道变为椭圆轨道，开启了回家之旅。以下说法正确的是(　 )

A．组合体在近月点减速，从而进入椭圆轨道

B．组合体在近月点加速，从而进入椭圆轨道

C．组合体在椭圆轨道运行过程中，在近月点的线速度小于在远月点的线速度

D．组合体在椭圆轨道运行过程中，在近月点的加速度小于在远月点的加速度

解析：选B　组合体由圆轨道变轨到椭圆轨道上运行时做离心运动，所以组合体需要在近月点加速，A错误，B正确；由开普勒第二定律可知，组合体在近月点的速度大于在远月点的速度，C错误；由公式G＝ma，可得组合体在近月点的加速度大于在远月点的加速度，D错误。

3.(多选)如图所示，在发射地球同步卫星的过程中，卫星首先从发射点P进入椭圆轨道Ⅰ，然后在Q点通过改变卫星速度，让卫星进入地球

同步轨道Ⅱ，则(　 )

A．该卫星在P点的速度大于7.9 km/s，且小于11.2 km/s　

B．卫星在同步轨道Ⅱ上的运行速度大于7.9 km/s

C．在轨道Ⅰ上，卫星在P点的速度大于在Q点的速度

D．卫星在Q点通过加速实现由轨道Ⅰ进入轨道Ⅱ

解析：选ACD　地球卫星的发射速度应大于7.9 km/s且小于11.2 km/s，故A正确；环绕地球做圆周运动的人造卫星，最大的运行速度是7.9 km/s，故B错误；P点比Q点离地球近些，故在轨道Ⅰ上，卫星在P点的速度大于在Q点的速度，C正确；卫星在Q点通过加速实现由轨道Ⅰ进入轨道Ⅱ，故D正确。

4．(2021·北京等级考)2021年5月，“天问一号”探测器成功在火星软着陆，我国成为世界上第一个首次探测火星就实现“绕、落、巡”三项任务的国家。“天问一号”在火星停泊轨道运行时，近火点距离火星表面2.8×102 km、远火点距离火星表面5.9×105 km，则“天问一号”(　 )

A．在近火点的加速度比远火点的小

B．在近火点的运行速度比远火点的小

C．在近火点的机械能比远火点的小

D．在近火点通过减速可实现绕火星做圆周运动

解析：选D　根据牛顿第二定律有G＝ma，解得a＝，故在近火点的加速度比远火点的大，故A错误；根据开普勒第二定律，可知在近火点的运行速度比远火点的大，故B错误；“天问一号”在同一轨道，只有引力做功，则机械能守恒，故C错误；“天问一号”在近火点做的是离心运动，若要变为绕火星的圆轨道，需要减速，故D正确。

5．1970年4月24日我国首次成功发射的人造卫星东方红一号，目前仍然在椭圆轨道上运行，其轨道近地点高度约为440 km，远地点高度约为2 060 km；1984年4月8日成功发射的东方红二号卫星运行在赤道上空约3.6万千米的地球同步轨道上。设东方红一号在远地点的加速度为a1，东方红二号的加速度为a2，固定在地球赤道上的物体随地球自转的加速度为a3，则a1、a2、a3的大小关系为(　 )

A．a2>a1>a3  B．a3>a2>a1

C．a3>a1>a2  D．a1>a2>a3

解析：选D　由于东方红二号卫星是同步卫星，则其角速度和赤道上的物体角速度相等，根据a＝ω2r，r2>r3，则a2>a3；由万有引力定律和牛顿第二定律得G＝ma，a＝，由

题目中数据可以得出，r1<r2，则a2<a1，D正确。

6．如图所示，A是静止在赤道上的物体，B、C是同一平面内两颗人造卫星。B位于离地高度等于地球半径的圆形轨道上，C是地球同步卫星。下列说法中正确的是(　 )

A．卫星B的速度大小等于地球的第一宇宙速度

B．A、B的线速度大小关系为vA>vB

C．B、C的线速度大小关系为vB<vC

D．A、B、C周期大小关系为TA＝TC>TB

 

解析：选D　第一宇宙速度是绕地球做圆周运动的最大的环绕速度，由于卫星B的轨道半径大于地球的半径，则卫星B的速度小于地球的第一宇宙速度，故A错误；对卫星B、C，根据G＝m知，v＝，C的轨道半径大于B的轨道半径，则vB>vC，对于A、C，A、C的角速度相等，根据v＝rω知，vC>vA，所以vB>vA，故B、C错误；A、C的角速度相等，则A、C的周期相等，根据T＝知，半径大的周期大，则C的周期大于B的周期，故D正确。

7．2021年11月8日，“天问一号”环绕器成功实施近火制动，准确进入遥感使命轨道。制动前环绕器在轨道Ⅰ上运动，在P点制动后进入轨道Ⅱ运动。如图所示，环绕器沿轨道Ⅰ、Ⅱ运动到P点的速度大小分别为vⅠ、vⅡ；加速度大小分别为aⅠ、aⅡ。则(　 )

A．vⅠ>vⅡ，aⅠ＝aⅡ  B．vⅠ<vⅡ，aⅠ<aⅡ

C．vⅠ＝vⅡ，aⅠ＝aⅡ  D．vⅠ＝vⅡ，aⅠ>aⅡ

解析：选A　“天问一号”环绕器在P点经过减速从轨道Ⅰ运动到轨道Ⅱ，所以vⅠ>vⅡ；根据万有引力提供向心力有＝ma，解得：a＝，环绕器沿轨道Ⅰ、Ⅱ运动到P点时r相等，所以aⅠ＝aⅡ，故A正确，B、C、D错误。

8．当地球位于太阳和木星之间且三者几乎排成一条直线时，称之为“木星冲日”，2022