高考物理一轮复习 第5章 万有引力定律 微专题24 卫星变轨及能量问题试题VIP专享VIP免费

卫星变轨及能量问题[方法点拨](1)卫星在运行中的变轨有两种情况，即离心运动和向心运动：①当v增大时，所需向心力增大，卫星将做离心运动，轨道半径变大，由v＝知其运行速度要减小，但重力势能、机械能均增加．②当v减小时，向心力减小，因此卫星将做向心运动，轨道半径变小，由v＝知其运行速度将增大，但重力势能、机械能均减少．(2)低轨道的卫星追高轨道的卫星需要加速，同一轨道后面的卫星追赶前面的卫星需要先减速后加速．1．(卫星变轨中速度、加速度的比较)如图1所示，假设月球半径为R，月球表面的重力加速度为g0，飞船在距月球表面高度为3R的圆形轨道Ⅰ上运动，到达轨道的A点点火变轨进入椭圆轨道Ⅱ，到达轨道的近月点B再次点火进入近月轨道Ⅲ绕月球做圆周运动．则()图1A．飞船在轨道Ⅰ上的运行速度为B．飞船在A点处点火时，速度增加C．飞船在轨道Ⅰ上运行时通过A点的加速度大于在轨道Ⅱ上运行时通过A点的加速度D．飞船在轨道Ⅲ上绕月球运行一周所需的时间为2π2．(卫星变轨时速度的变化)“嫦娥一号”探月卫星由地面发射后，由发射轨道进入停泊轨道，然后再由停泊轨道调速后进入地月转移轨道，再次调速后进入工作轨道，开始绕月球做匀速圆周运动，对月球进行探测，其奔月路线简化后如图2所示．若月球半径为R，卫星工作轨道距月球表面高度为H.月球表面的重力加速度为(g为地球表面的重力加速度)，则下列说法正确的是()图2A．卫星从停泊轨道进入地月转移轨道时速度减小B．卫星在工作轨道上运行的周期为T＝2πC．月球的第一宇宙速度为D．卫星在停泊轨道运行的速度大于地球的第一宇宙速度3．(变轨对接问题)“神舟十号”与“天宫一号”的交会对接，如图3所示，圆形轨道1为“天宫一号”运行轨道，圆形轨道2为“神舟十号”运行轨道，在实现交会对接前，“神舟十号”要进行多次变轨，则()图3A．“神舟十号”在圆形轨道2的运行速率大于7.9km/sB．“天宫一号”的运行速率小于“神舟十号”在轨道2上的运行速率C．“神舟十号”从轨道2要先减速才能与“天宫一号”实现对接D．“天宫一号”的向心加速度大于“神舟十号”在轨道2上的向心加速度4．(变轨时运动与能量分析)“嫦娥五号”作为我国登月计划中第三期工程的“主打星”，将于2017年前后在海南文昌卫星发射中心发射，登月后从月球起飞，并以“跳跃式返回技术”返回地面，完成探月工程的重大跨越——带回月球样品．“跳跃式返回技术”是指航天器在关闭发动机后进入大气层，依靠大气升力再次冲出大气层，降低速度后再进入大气层．如图4所示，虚线为大气层的边界．已知地球半径为R，d点距地心距离为r，地球表面重力加速度为g.则下列说法正确的是()图4A．“嫦娥五号”在b点处于完全失重状态B．“嫦娥五号”在d点的加速度大小等于C．“嫦娥五号”在a点和c点的速率相等D．“嫦娥五号”在c点和e点的速率相等5．有研究表明，目前月球远离地球的速度是每年3.82±0.07cm.则10亿年后月球与现在相比()A．绕地球做圆周运动的周期变小B．绕地球做圆周运动的加速度变大C．绕地球做圆周运动的线速度变小D．地月之间的引力势能变小6．“天宫一号”目标飞行器在离地面343km的圆形轨道上运行，其轨道所处的空间存在极其稀薄的大气．下列说法正确的是()A．如不加干预，“天宫一号”围绕地球的运动周期将会变小B．如不加干预，“天宫一号”围绕地球的运动动能将会变小C．“天宫一号”的加速度大于地球表面的重力加速度D．航天员在“天宫一号”中处于完全失重状态，说明航天员不受地球引力作用7．已知地球半径为R，地球表面处的重力加速度为g，引力常量为G，若以无限远处为零引力势能面，则质量分别为M、m的两个质点相距为r时的引力势能为－.一飞船携带一探测器在半径为3R的圆轨道上绕地球飞行，某时刻飞船将探测器沿运动方向弹出，若探测器恰能完全脱离地球的引力范围，即到达距地球无限远时的速度恰好为零，则探测器被弹出时的速度为()A.B.C.D.8．如图5，卫星绕地球沿椭圆轨道运动，A、C为椭圆轨道长轴端点，B、D为椭圆轨道短轴端点，关于卫星的运动，以下说法不正确的是()图5A．A点的速度可能大于7.9km/sB．C点的速度一定小于7.9km/sC．卫星在A点时引力的功...