宇宙航行（衛(wèi)星變軌問題）同步練習 高一下學期物理人教版（2019）必修第二冊

衛(wèi)星變軌問題同步練習【知識點填空】衛(wèi)星變軌問題的判斷(1)衛(wèi)星的速度變大時，做，重新穩(wěn)定時，軌道半徑．(2)衛(wèi)星的速度變小時，做，重新穩(wěn)定時，軌道半徑．(3)圓軌道與橢圓軌道相切時，切點處外面的軌道上的速度大，向心加速度相同.一、單選題1．2020年12月17日，嫦娥五號成功返回地球，創(chuàng)造了我國到月球取土的偉大歷史。如圖所示，嫦娥五號取土后，在P處由圓形軌道Ⅰ變軌到橢圓軌道Ⅱ，以便返回地球。下列說法正確的是（）A．嫦娥五號在軌道Ⅰ和Ⅱ運行時均超重B．嫦娥五號在軌道Ⅰ的P處的速率大于在軌道Ⅱ的P處的速率C．嫦娥五號在軌道Ⅰ和Ⅱ運行至P處時加速度大小相等D．嫦娥五號在軌道Ⅰ的機械能大于在軌道Ⅱ的機械能2．如圖所示，載人飛船先后在圓形軌道Ⅰ、橢圓軌道Ⅱ和圓形軌道Ⅲ上運行，與天和核心艙剛好B點成功對接．已知軌道Ⅰ、Ⅲ的半徑分別為、，軌道Ⅰ和Ⅱ、Ⅱ和Ⅲ分別相切于A、B兩點，則飛船（）A．在軌道Ⅱ上運行的周期小于在軌道Ⅰ上運行的周期B．在軌道Ⅱ上的A點和B點的速度的大小之比為：C．在軌道Ⅱ上從A點運行到B點的過程中機械能減小D．先到Ⅲ軌道，然后再加速，才能與天和核心艙完成對接3．“天問一號”是我國首個火星探測器，火星距離地球最遠時有4億公里，最近時大約0.55億公里。由于距離遙遠，地球與火星之間的信號傳輸會有長時間的時延。當火星離我們最遠時，從地球發(fā)出一個指令，約22分鐘才能到達火星。為了節(jié)省燃料，我們要等火星與地球之間相對位置合適的時候發(fā)射探測器。為簡化計算，已知火星的公轉(zhuǎn)周期約是地球公轉(zhuǎn)周期的1.9倍，認為地球和火星在同一平面內(nèi)、沿同一方向繞太陽做勻速圓周運動，如圖所示。根據(jù)上述材料，結合所學知識，判斷下列說法錯誤的是（

）A．地球的公轉(zhuǎn)線速度大于火星的公轉(zhuǎn)線速度B．當火星離地球最近時，地球上發(fā)出的指令需要約3分鐘到達火星C．若火星運動到B點、地球恰好在A點時發(fā)射探測器，則探測器沿橢圓軌道運動到C點時，恰好與火星相遇D．下一個發(fā)射時機需要再等約2.1年4．2015年12月17日，我國成功將探測暗物質(zhì)粒子的衛(wèi)星“悟空”直接送入預定轉(zhuǎn)移橢圓軌道Ⅰ，如圖所示．則該衛(wèi)星的發(fā)射速度v滿足（）A．v=7.9km/s B．7.9km/s＜v＜11.2km/sC．v=11.2km/s D．v=16.7km/s4567895．我國的“嫦娥工程”取得了初步的成功．如圖所示，假設月球半徑為R，飛船在距月球表面高度為3R的圓形軌道Ⅰ上運動，到達軌道的A點點火變軌進入橢圓軌道Ⅱ，到達軌道的近地點B再次點火變軌進入月球近月軌道Ⅲ繞月球做圓周運動，則下列說法正確的是（）A．飛船在軌道Ⅰ的運動速率大于飛船在軌道Ⅲ的運動速率B．在A處，飛船變軌后瞬間的速率大于變軌前瞬間的速率C．在B處，飛船變軌后瞬間的速率小于變軌前瞬間的速率D．飛船在軌道Ⅲ繞月球運行一周所需時間大于在軌道Ⅱ繞月運行一周所需時間6．“天宮一號”被長征二號火箭發(fā)射后，準確進入預定軌道，如圖所示，“天宮一號”在軌道1上運行4周后，在Q點開啟發(fā)動機短時間加速，關閉發(fā)動機后，“天宮一號”沿橢圓軌道2運行到達P點，開啟發(fā)動機再次加速，進入軌道3繞地球作圓周運動，“天宮一號”在圖7所示軌道1、2、3上正常運行時，下列說法正確的是（）A．“天宮一號”在軌道3上的速率大于在軌道1上的速率B．“天宮一號”在軌道3上的角速度小于在軌道1的角速度C．“天宮一號”在軌道1上經(jīng)過Q點的加速度大于它在軌道2上經(jīng)過Q點的加速度D．“天宮一號”在軌道2上經(jīng)過P點的加速度等于它在軌道3上經(jīng)過P點的加速度7．發(fā)射衛(wèi)星過程如圖所示，先讓衛(wèi)星在近地圓軌道1上運行，在P點瞬時變速，進入橢圓軌道2，在Q點再次瞬時變速，進入預定軌道3作勻速圓周運動．則有（）A．衛(wèi)星在軌道3線速度大于軌道1的線速度B．衛(wèi)星從P點沿橢圓2運行到Q過程中，線速度減小C．由軌道1變到軌道2，在P點應瞬時加速D．由軌道2變到軌道3，在Q點應瞬時減速8．（廣州三模）要使衛(wèi)星從如圖所示的圓形軌道1通過橢圓軌道2轉(zhuǎn)移到同步軌道3，需要兩次短時間開動火箭對衛(wèi)星加速，加速的位置應是圖中的（）A．P點 B．Q點 C．R點 D．S點9．（大連模擬）我國自主研發(fā)的“北斗衛(wèi)星導航系統(tǒng)”是由多顆衛(wèi)星組成的，其中有5顆地球同步衛(wèi)星．在發(fā)射地球同步衛(wèi)星的過程中，衛(wèi)星首先進入橢圓軌道Ⅰ，如圖所示，然后在Q點通過改變衛(wèi)星速度，讓衛(wèi)星進入地球同步軌道Ⅱ，則（）A．該衛(wèi)星的發(fā)射速度必定大于11.2km/sB．衛(wèi)星在同步軌道Ⅱ上的運行速度小于7.9km/sC．在軌道Ⅰ上，衛(wèi)星在P點的速率小于在Q點的速率D．在軌道Ⅱ上的運行周期大于在軌道Ⅰ上的運行周期101110．（2016?廣東）如圖是“嫦娥一號奔月”示意圖，衛(wèi)星發(fā)射后通過自帶的小型火箭多次變軌，進入地月轉(zhuǎn)移軌道，最終被月球引力捕獲，成為繞月衛(wèi)星，并開展對月球的探測．下列說法正確的是（）A．發(fā)射“嫦娥一號”的速度必須達到第三宇宙速度B．在繞月圓軌道上，衛(wèi)星周期與衛(wèi)星質(zhì)量無關C．衛(wèi)星受月球的引力與它到月球中心距離的平方成反比D．在繞月圓軌道上，衛(wèi)星受地球的引力大于受月球的引力11．（2016?漢中校級模擬）如圖所示，我國“嫦娥一號”繞月探測衛(wèi)星進入奔月軌道，在從a點向b點運動的過程中（）A．地球?qū)πl(wèi)星的引力增大，月球?qū)πl(wèi)星的引力增大B．地球?qū)πl(wèi)星的引力增大，月球?qū)πl(wèi)星的引力減小C．地球?qū)πl(wèi)星的引力減小，月球?qū)πl(wèi)星的引力增大D．地球?qū)πl(wèi)星的引力減小，月球?qū)πl(wèi)星的引力減小12．（2016?天津）我國將發(fā)射“天宮二號”空間實驗室，之后發(fā)射“神州十一號”飛船與“天宮二號”對接．假設“天宮二號”與“神州十一號”都圍繞地球做勻速圓周運動，為了實現(xiàn)飛船與空間實驗室的對接，下列措施可行的是（）A．使飛船與空間實驗室在同一軌道上運行，然后飛船加速追上空間實驗室實現(xiàn)對接B．使飛船與空間實驗室在同一軌道上運行，然后空間實驗室減速等待飛船實現(xiàn)對接C．飛船先在比空間實驗室半徑小的軌道上加速，加速后飛船逐漸靠近空間實驗室，兩者速度接近時實現(xiàn)對接D．飛船先在比空間實驗室半徑小的軌道上減速，減速后飛船逐漸靠近空間實驗室，兩者速度接近時實現(xiàn)對接13．2018年12月8日，“嫦娥四號”月球探測器在我國西昌衛(wèi)星發(fā)射中心發(fā)射成功，并實現(xiàn)人類首次月球背面軟著陸?！版隙鹚奶枴睆沫h(huán)月圓軌道Ⅰ上的P點實施變軌，進入橢圓軌道Ⅱ，由近月點Q落月，如圖所示。關于“嫦娥四號”，下列說法正確的是（）A．沿軌道I運行至P點時，需加速才能進入軌道Ⅱ B．沿軌道Ⅱ運行的周期小于沿軌道I運行的周期 C．沿軌道Ⅱ運行經(jīng)P點時的加速度等于沿軌道I運行經(jīng)P點時的加速度 D．若已知“嫦娥四號”繞月圓軌道I的半徑、運動周期和引力常量，可算出月球的密度二、多選題14．2022年1月22日，我國實踐21號衛(wèi)星（SJ-21）通過捕獲網(wǎng)，將一顆失效的北斗2號衛(wèi)星從擁擠的地球同步軌道上，沿轉(zhuǎn)移軌道拖拽到了航天器稀少的更高的“墓地軌道”上，如圖所示，此舉標志著航天器被動移位和太空垃圾處理新方式的成功執(zhí)行，若衛(wèi)星在兩個軌道上的運動均視為勻速圓周運動，則（）A．北斗2號衛(wèi)星在同步軌道上運行速度小于地球赤道上物體的運動速度B．北斗2號衛(wèi)星在“墓地軌道”運行的角速度小于它在同步軌道運行的角速度C．實踐21號衛(wèi)星在轉(zhuǎn)移軌道上經(jīng)過A點時的加速度與在同步軌道上經(jīng)過A點時的加速度相等D．實踐21號衛(wèi)星從“墓地軌道”前往同步軌道時，需要加速運動15．地月系統(tǒng)可認為是月球繞地球做勻速圓周運動如圖（a）所示，月球繞地球運動的周期為；也可為地月系統(tǒng)是一個雙星系統(tǒng)如圖（b）所示，在相互之間的萬有引力作用下，繞連線上的O點做勻速圓周運動，月球繞O點運動的周期為。若地球、月球質(zhì)量分別為M、m，兩球心相距為r，萬有引力常量為G，下列說法正確的是（

）A．圖（a）月球繞地球運動的周期等于圖（b）中月球繞O點運動的周期B．圖（a）中，地球密度為C．地月雙星軌道中O點到地心距離為D．圖（a）中，若把部分月壤運回到地球，最終月球繞地球做圓周運動軌道半徑將變小16．人類為了尋找地外生命，對火星探測的力度加大。已知地球公轉(zhuǎn)周期為T，地球到太陽的距離為，繞太陽運行的速率為；火星到太陽的距離為，繞太陽運行的速率為；太陽的質(zhì)量為，引力常量為。一個質(zhì)量為的行星探測器被發(fā)射到一圍繞太陽的橢圓軌道上運行，它以地球軌道上的A點為近日點，以火星軌道上的點為遠日點，如圖所示。不計火星、地球?qū)π行翘綔y器的影響，則（）A．行星探測器在點的加速度大小等于B．行星探測器在A點的速度大小為C．行星探測器在點加速后可能沿火星軌道運行D．行星探測器沿橢圓軌道從A點到點的運行時間為17．如圖甲所示，2024年1月9日，我國在西昌衛(wèi)星發(fā)射中心使用長征二號丙運載火箭，成功將愛因斯坦探針衛(wèi)星發(fā)射升空，衛(wèi)星順利進入預定軌道，發(fā)射任務獲得圓滿成功。假設愛因斯坦探針衛(wèi)星發(fā)射簡化過程如圖乙所示，先將衛(wèi)星送入圓形軌道Ⅰ，在a點發(fā)動機點火加速，由軌道Ⅰ變?yōu)闄E圓軌道Ⅱ上，飛船在軌道Ⅱ上經(jīng)過c點再變軌到圓軌道Ⅲ，則下列說法正確的是（）A．探針衛(wèi)星在軌道Ⅰ上經(jīng)過a點的速度大于在軌道Ⅱ上經(jīng)過a點的速度B．探針衛(wèi)星在軌道Ⅱ上由a點運動到c點機械能減少C．探針衛(wèi)星在軌道Ⅱ上經(jīng)過c點的加速度等于在軌道Ⅲ上經(jīng)過c點的加速度D．探針衛(wèi)星在軌道Ⅰ上運行的角速度大于在軌道Ⅲ上運行的角速度18．如圖所示，軌道1、3均是衛(wèi)星繞地球做圓周運動的軌道示意圖，軌道1的半徑為R，軌道2是衛(wèi)星繞地球做橢圓運動的軌道示意圖，軌道3與軌道2相切于B點，O點為地球球心，AB為橢圓的長軸，三個軌道和地心都在同一平面內(nèi)，已知在1、2兩軌道上運動的衛(wèi)星的周期相等，引力常量為G，地球質(zhì)量為M，三顆衛(wèi)星的質(zhì)量相等，則下列說法正確的是（

）A．衛(wèi)星在軌道3上的周期小于在軌道1上的周期B．若衛(wèi)星在軌道1上的速率為，衛(wèi)星在軌道2上A點的速率為，則C．若衛(wèi)星在軌道1、3上的加速度大小分別為、，衛(wèi)星在軌道2上A點的加速度大小為，則D．若，則衛(wèi)星在軌道2上B點的速率19．“軌道康復者”是“垃圾”衛(wèi)星的救星，被稱為“太空110”，它可在太空中給“垃圾”衛(wèi)星補充能量，延長衛(wèi)星的使用壽命，假設“軌道康復者”的軌道半徑為地球同步衛(wèi)星軌道半徑的五分之一，其運動方向與地球自轉(zhuǎn)方向一致，軌道平面與地球赤道平面重合，下列說法正確的是（）A．“軌道康復者”的加速度是地球同步衛(wèi)星加速度的25倍B．“軌道康復者”的速度是地球同步衛(wèi)星速度的5倍C．站在赤道上的人觀察到“軌道康復者”向西運動D．“軌道康復者”可在高軌道上減速，以實現(xiàn)對低軌道上衛(wèi)星的拯救20．2023年10月26日，中國載人航天再創(chuàng)歷史，神舟十七號與神舟十六號成功“會師”。神舟十七號發(fā)射的過程可簡化為如圖所示的過程，先將其發(fā)射至近地圓軌道，在近地軌道的A點加速后進入轉(zhuǎn)移軌道，在轉(zhuǎn)移軌道上的遠地點B加速后進入運行圓軌道。下列說法正確的是（

）A．神舟十七號在轉(zhuǎn)移軌道經(jīng)過B點的速率小于A點的速率B．神舟十七號在轉(zhuǎn)移軌道上經(jīng)過B點時加速度大小大于在運行軌道上時經(jīng)過B點的加速度大小C．神舟十七號在運行軌道上運動的周期大于在轉(zhuǎn)移軌道上運動的周期D．神舟十七號在轉(zhuǎn)移軌道上從B點運動到A點的過程中，它的機械能減小21．2021年10月16日我國的神舟十三號載人飛船成功發(fā)射，并于當天與距地表約400km的空間站完成徑向交會對接。徑向交會對接是指飛船沿與空間站運動方向垂直的方向和空間站完成交會對接。交會對接過程中神舟十三號載人飛船大致經(jīng)歷了以下幾個階段：進入預定軌道后經(jīng)過多次變軌的遠距離導引段，到達空間站后下方52km處；再經(jīng)過多次變軌的近距離導引段到達