高考物理一轮题复习 第五章 万有引力定律 微专题31 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1．考点及要求：(1)万有引力定律的应用(Ⅱ)；(2)万有引力做功的特点及能量守恒定律的应用(Ⅱ).2.方法与技巧：(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．(卫星变轨中有关参量的分析)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绕月球运行一周所需的时间为2π2．(变轨中能量问题分析)按照我国整个月球探测活动的计划，在第一步“绕月”工程圆满完成各项目标和科学探测任务后，第二步是“落月”工程，已在2013年以前完成．如图2，假设月球半径为R，月球表面的重力加速度为g0，飞船沿距月球表面高度为3R的圆形轨道Ⅰ运动，到达轨道的A点时点火变轨进入椭圆轨道Ⅱ，到达轨道的近月点B时再次点火进入月球近月轨道Ⅲ绕月球做圆周运动．下列判断正确的是()图2A．飞船在轨道Ⅰ上的运行速率v＝B．飞船在A点处点火变轨时，动能增大C．飞船从A到B运行的过程中机械能增大D．飞船在轨道Ⅲ绕月球运动一周所需的时间T＝π3．(航天器的交会对接问题)2013年6月13日，我国“神舟十号”与“天宫一号”成功实现交会对接．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．如图4甲所示的“轨道康复者”航天器可在太空中给“垃圾”卫星补充能源，延长卫星的使用寿命．图乙是“轨道康复者”在某次拯救一颗地球同步卫星前，二者在同一平面内沿相同绕行方向绕地球做匀速圆周运动的示意图，此时二者的连线通过地心，轨道半径之比为1∶4.若不考虑卫星与“轨道康复者”之间的引力，则下列说法正确的是()图4A．在图示轨道上，“轨道康复者”的速度大于7.9km/sB．在图示轨道上，“轨道康复者”的加速度大小是地球同步卫星的4倍C．在图示轨道上，“轨道康复者”的周期为3h，且从图示位置开始经1.5h与同步卫星的距离最近D．若要对该同步卫星实施拯救，“轨道康复者”应从图示轨道上加速，然后与同步卫星对接5．我国“嫦娥一号”探月卫星发射后，先在“24小时轨道”上绕地球运行(即绕地球一圈需要24小时)；然后，经过两次变轨依次到达“48小时轨道”和“72小时轨道”；最后奔向月球．如果按圆形轨道计算，并忽略卫星质量的变化，则在每次变轨完成后与变轨前相比()A．卫星绕行速度变大B．卫星所受向心力增大C．卫星的机械能守恒D．卫星动能减小，引力势能增大6．在地球大气层外有大量的太空垃圾．在太阳活动期，地球大气会受太阳风的影响而扩张，使一些原本在大气层外绕地球飞行的太空垃圾被大气包围，从而开始向地面下落．大部分太空垃圾在落地前已经燃烧成灰烬，但体积较大的太空垃圾仍会落到地面上，对人类造成危害．太空垃圾下落的原因是()A．大气的扩张使垃圾受到的万有引力增大而导致下落B．太空垃圾在与大气摩擦燃烧过程中质量不断减小，进而导致下落C．太空垃圾的上表面受到的大气压力大于其下表面受到的大气压力，这种压力差将它推向地面D．太空垃圾在大气阻力作用下速度减小，运动所需的向心力将小于万有引力，做向心运动，落向地面答案解析1．D[据题意，飞船在轨道Ⅰ上...