专题08：卫星的发射、变轨与对接--2023-2024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08：卫星的发射、变轨与对接 考点　卫星的变轨与飞船的对接 （1） 从地面发射后变轨到预定轨道 卫星发射后要经过多次变轨方可到达预定轨道，如图所示。 (1) 为了节省能量，在赤道上顺着地球自转方向发射卫星到圆轨道Ⅰ上。 (2) 在A点（近地点）点火加速，由于速度变大，万有引力不足以提供向心力，卫星做离心运动进入椭圆轨道Ⅱ。 (3) 在B点（远地点）再次点火加速进入圆形轨道Ⅲ。 （2） 卫星变轨的实质 两类变轨 离心运动 向心运动 示意图 变轨起因 卫星速度突然增大 卫星速度突然减小 万有引力与向心力 的大小关系 变轨结果 速度增大——离心：转变为椭圆轨道运动或在较大半径圆轨道上运动 速度减小——近心：转变为椭圆轨道运动或在较小半径圆轨道上运动 新圆轨道上运动的速率比原轨道的小，周期比原轨道的大 新圆轨道上运动的速率比原轨道的大， 周期比原轨道的小 一、选择题 1.(2023江苏盐城高级实验中学模拟)北京时间2022年11月12日10时03分，搭载天舟五号货运飞船的长征七号遥六运载火箭，在我国海南文昌航天发射场点火发射，12时10分，天舟五号货运飞船仅用2小时便顺利实现了与中国空间站天和核心舱的快速交会对接，如图所示，创造了世界纪录。下列说法中正确的是 (　 　) A.天舟五号货运飞船的发射速度大于11.2 km/s B.天和核心舱的运行速度大于7.9 km/s C.在文昌航天发射场点火发射，是为了更好地利用地球的自转速度 D.要实现对接，天舟五号货运飞船应在天和核心舱相同轨道处加速 2.(2023江苏常州期中)2023年我国“天宫号”太空实验室实现了长期有人值守，我国迈入空间站时代。如图所示，“天舟号”沿椭圆轨道运动，A、B两点分别为椭圆轨道的近地点和远地点，在B点“天舟号”与“天宫号”完成对接。则 (　 　) A.“天舟号”从A处飞向B处做加速运动 B.“天舟号”与“天宫号”的运动周期相等 C.“天舟号”与“天宫号”对接前必须先加速运动 D.“天舟号”与“天宫号”在对接处受到地球的引力相等 3.(2023江苏南通海安高级中学月考)神舟十三号载人飞船从核心舱下方采用“径向对接”的方式实现对接，“径向对接”指两对接口在地球半径的延长线上，对接前两者要在间隔一定距离的位置保持相对静止一段时间，如图所示，之后飞船再向上逐步接近核心舱实现对接，则 (　 　) A.相对静止时，飞船的速度大于核心舱的速度 B.相对静止时，飞船的向心加速度大于核心舱的向心加速度 C.飞船通过加速逐步向上靠近核心舱 D.飞船的速度大于7.9 km/s才能最终靠近核心舱 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，“轨道康复者”航天器给太空中“垃圾”卫星补充能源，可简化为如图所示的模型，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 (　 　) A.“轨道康复者”N从如图所示轨道上加速，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上的发动机校正卫星M的轨道 C.在图中M的线速度一定大于N的线速度 D.在图中，M、N和地球球心三者不可能处在同一直线上 5.(2023山东济宁期中)2022年11月30日，神舟十五号载人飞船与“天和核心舱”完成对接，航天员进入“天和核心舱”。对接过程的示意图如图所示，“天和核心舱”处于半径为r3的圆轨道Ⅲ，神舟十五号飞船处于半径为r1的圆轨道Ⅰ，运行周期为T1，通过变轨操作后，沿椭圆轨道Ⅱ运动到B处与“天和核心舱”对接。则下列说法正确的是 (　 　) A.如果飞船需从轨道Ⅱ再进入轨道Ⅰ需在A点加速 B.飞船沿轨道Ⅱ运行，从A点到B点的时间是T1 C.飞船在轨道Ⅰ上A点的加速度小于在轨道Ⅱ上A点的加速度 D.飞船在轨道Ⅲ上B点的线速度小于在轨道Ⅱ上B点的线速度 6.(2023江苏南通海门中学期中)中国预计在2028年实现载人登月计划，把月球作为登上更遥远行星的一个落脚点。如图所示是“嫦娥一号”奔月的示意图，“嫦娥一号”卫星发射后经多次变轨，进入地月转移轨道，最终被月球引力捕获，成为绕月卫星。关于“嫦娥一号”，下列说法正确的是 (　 　) A.从绕月轨道Ⅱ变轨到轨道Ⅰ需点火加速 B.发射时的速度必须达到第二宇宙速度 C.在轨道Ⅱ上经过Q点的速度小于在轨道Ⅲ上经过Q点的速度 D.在轨道Ⅰ上运动时的速度小于在轨道Ⅱ上任意位置的速度 二、非选择题 7.(2022山东济南历城二中期中)中国自行研制