课时梯级训练(18)第七章 拓展课6 变轨问题与双星、多星问题（Word练习）-【优化指导】2023-2024学年新教材高中物理必修第二册（人教版2019）

课时梯级训练(18)　变轨问题与双星、多星问题 1．(多选)2021年2月10日，天问一号探测器实施近火捕获制动，探测器顺利进入近火点高度约400千米，周期约10个地球日的大椭圆环火轨道，成为我国第一颗人造火星卫星，实现“绕、着、巡”第一步“绕”的目标。5月15日，天问一号着陆巡视器成功着陆于火星乌托邦平原南部着陆区，中国首次火星探测任务着陆火星取得圆满成功。如图是天问一号的轨道模型，下列说法中正确的是(　　) A．天问一号探测器环火轨道平面过火星球心 B．天问一号探测器在轨道Ⅱ上的运行周期大于在轨道Ⅲ上的运行周期 C．天问一号探测器被火星捕获后，从轨道Ⅲ变轨到轨道Ⅱ，需在P点减速 D．天问一号探测器在轨道Ⅰ上经过P点时的加速度小于在轨道Ⅱ上经过P点时的加速度 AC　解析：根据开普勒第一定律可知，天问一号探测器环火轨道平面过火星球心，A正确；根据开普勒第三定律可知，天问一号探测器在轨道Ⅱ上的运行周期小于在轨道Ⅲ上的运行周期，B错误；天问一号探测器被火星捕获后，从轨道Ⅲ变轨到轨道Ⅱ，需在P点减速，做向心运动，C正确；探测器绕火星做圆周运动，万有引力提供向心力，由牛顿第二定律得G＝ma，解得a＝，探测器在轨道Ⅱ上经过P点与在轨道Ⅰ上经过P点探测器到火星中心的距离相等，则探测器在轨道Ⅱ上经过P点时与在轨道Ⅰ上经过P点时的加速度相等，D错误。 2．(2022·山东德州高一期末)2022年6月5日17时42分，神舟十四号载人飞船与天和核心舱径向端口成功对接。对接后的组合体绕地球做匀速圆周运动，其轨道离地面高度为地球半径的。已知地球半径为R，地球表面重力加速度为g。下列说法正确的是(　　) A．神舟十四号与天和核心舱对接时，要先变轨到核心舱所在的轨道，再加速追上核心舱进行对接 B．组合体的向心加速度大于g C．组合体的线速度小于地球赤道上物体的线速度 D．组合体运行的周期为T＝ D　解析：根据万有引力提供向心力，有G＝m，神舟十四号变轨到核心舱所在轨道，若再加速则会做离心运动，无法进行对接，A错误；根据牛顿第二定律，组合体的向心加速度为a＝G，由g＝G，组合体的轨道半径r大于地球半径R，故组合体的向心加速度小于g，B错误；根据万有引力提供向心力可得＝m，解得v＝∝，由于组合体的轨道半径小于同步卫星的轨道半径，则组合体的线速度大于同步卫星的线速度，同步卫星的角速度等于地球自转角速度，所以同步卫星的线速度大于地球赤道上物体的线速度，故组合体的线速度大于地球赤道上物体的线速度，C错误；设组合体运行的周期为T，则G＝m·R，在地球表面有＝m0g，联立解得T＝，D正确。 3．2020年11月24日4时30分，我国在海南文昌发射场用长征五号运载火箭成功发射嫦娥五号月球探测器，并成功带回月球土壤，引起了国际极大的反响。如图所示，探测器要经过多次变轨，最终降落到月球表面上，其中轨道Ⅰ为圆形轨道，到月心的距离为r，运行周期为T；轨道Ⅱ为椭圆轨道。下列说法正确的是(　　) A．嫦娥五号的发射速度必定大于11.2 km/s B．可以求出嫦娥五号在轨道Ⅰ上的运行速度 C．嫦娥五号在轨道Ⅱ上运行的周期大于在轨道Ⅰ上运行的周期 D．嫦娥五号绕轨道Ⅰ无动力运行，从远月点到近月点，嫦娥五号与月球球心的连线在相等的时间内扫过的面积越来越小 B　解析：嫦娥五号着陆前围绕月球公转，并未脱离地球引力束缚，故发射速度小于 11.2 km/s，A错误；根据v＝可以求出嫦娥五号在轨道Ⅰ上的运行速度，B正确；嫦娥五号在轨道上运行时有G＝mr，解得T＝，因为r2<r1，所以嫦娥五号绕轨道Ⅱ运行的周期小于绕轨道Ⅰ运行的周期，C错误；嫦娥五号绕轨道Ⅰ无动力运行，从远月点到近月点，根据开普勒第三定律可知嫦娥五号与月球球心的连线在相等的时间内扫过的面积相等，D错误。 4．(多选)(2022·重庆高一月考)2021年6月17日，航天员聂海胜、刘伯明、汤洪波乘神舟十二号载人飞船成功飞天，成为中国空间站天和核心舱的首批入驻人员，开启了中国载人航天工程空间站阶段的首次载人飞行任务。已知中国空间站和国际空间站都在离地高度约为400 km的圆形轨道飞行，下列说法正确的是(　　) A．神舟十二号载人飞船在上升阶段加速度达到3g时，宇航员处于超重状态，承受的支持力约为自身重力的3倍 B．国际空间站比中国空间站质量大，所以国际空间站在轨道上绕地球做匀速圆周运动的加速度更大 C．与离地高度约为36 000 km的同步卫星相比，空间站做圆周运动的加速度更大 D．处于低轨道的神舟十二号与处于高轨道的天和核心舱交汇对接时需要适当加速 CD　解析：根据牛顿第二定律有FN－mg＝ma，解得FN＝4mg，可得支持力约为自身重力的4倍，A错误；两个空间轨道高度相同，根据万有引力提供向心力有G＝ma，解得a＝G，可知国际空间站