2020年高考物理考點(diǎn)練習(xí)5.14 衛(wèi)星(航天器)的變軌及對(duì)接問(wèn)題(解析版)

1、2020年高考物理100考點(diǎn)最新模擬題千題精練（必修部分）第五部分萬(wàn)有引力定律和航天專題5.14衛(wèi)星（航天器）的變軌及對(duì)接問(wèn)題一選擇題1（6分）（2019陜西榆林四模）我國(guó)是少數(shù)幾個(gè)掌握飛船對(duì)接技術(shù)的國(guó)家之一，為了實(shí)現(xiàn)神舟飛船與天宮號(hào)空間站順利對(duì)接，具體操作應(yīng)為（）A. 飛船與空間站在同一軌道上且沿相反方向做圓周運(yùn)動(dòng)接觸后對(duì)接B. 空間站在前、飛船在后且兩者沿同一方向在同一軌道做圓周運(yùn)動(dòng)，在合適的位置飛船加速追上空間站后對(duì)接C. 空間站在高軌道，飛船在低軌道且兩者同向飛行，在合適的位置飛船加速追上空間站后對(duì)接D. 飛船在前、空間站在后且兩者在同一軌道同向飛行，在合適的位置飛船減速然后與空間站對(duì)

2、接【參考答案】C【名師解析】飛船在軌道上高速運(yùn)動(dòng)，如果在同軌道上沿相反方向運(yùn)動(dòng)，則最終會(huì)撞擊而不是成功對(duì)接，故A錯(cuò)誤；兩者在同軌道上，飛船加速后做離心運(yùn)動(dòng)，則飛船的軌道抬升，故不能采取同軌道加速對(duì)接,故B錯(cuò)誤；飛船在低軌道加速做離心運(yùn)動(dòng)，在合適的位置，飛船追上空間站實(shí)現(xiàn)對(duì)接，故C正確；兩者在同一軌道飛行時(shí)，飛船突然減速做近心運(yùn)動(dòng)，飛船的軌道高度要降低，故不可能與同軌道的空間站實(shí)現(xiàn)對(duì)接，故D錯(cuò)誤。2.（2019遼寧沈陽(yáng)一模）“神舟十一號(hào)”飛船與“天宮二號(hào)”空間實(shí)驗(yàn)室自動(dòng)交會(huì)對(duì)接前的示意圖如圖所示，圓形軌道I為“天宮二號(hào)”運(yùn)行軌道，圓形軌道II為“神舟十一號(hào)”運(yùn)行軌道。此后“神舟十一號(hào)”要進(jìn)行多次

3、變軌，才能實(shí)現(xiàn)與“天宮二號(hào)”的交會(huì)對(duì)接，則：（）A. “天宮二號(hào)”在軌道I的運(yùn)行速率大于“神舟十一號(hào)”在軌道II上運(yùn)行速率B. “神舟一號(hào)”由軌道II變軌到軌道I需要減速C. “神舟十一號(hào)”為實(shí)現(xiàn)變軌需要向后噴出氣體D. “神舟十一號(hào)”變軌后比變軌前機(jī)械能減少參考答案】C名師解析】Mmv2fGM由題可知，萬(wàn)有引力提供向心力，即;：，貝嘰，由于“天宮二號(hào)”的軌道半徑大，可知其速率小，則A錯(cuò)誤；“神舟一號(hào)”由軌道II變軌到軌道I需要加速做離心運(yùn)動(dòng)，要向后噴出氣體，速度變大，發(fā)動(dòng)機(jī)做正功，使其機(jī)械能增加，故選項(xiàng)C正確，BD錯(cuò)誤。名師點(diǎn)睛】本題考查了萬(wàn)有引力定律的應(yīng)用，解決本題的關(guān)鍵掌握變軌的原理，以

4、及掌握萬(wàn)有引力提供向心力這一理論，并能靈活運(yùn)用。3（2019湖北名校聯(lián)盟三模）2018年12月9日2時(shí)28分高分五號(hào)衛(wèi)星在太原衛(wèi)星發(fā)射中心用長(zhǎng)征四號(hào)丙運(yùn)載火箭發(fā)射升空，衛(wèi)星經(jīng)過(guò)多次變軌后，在距地心為R的地球冋步軌道上凝望地球。該衛(wèi)星首次搭載了大氣痕量氣體差分吸收光譜儀、主要溫室氣體探測(cè)儀、大氣多角度偏振探測(cè)儀等，是實(shí)現(xiàn)高光譜分辨率對(duì)地觀測(cè)的標(biāo)志。高分五號(hào)衛(wèi)星由半徑為R的圓軌道1經(jīng)橢圓軌道2變軌到同步軌道3時(shí)的情況如圖A所示，已知高分五號(hào)衛(wèi)星在軌道1上運(yùn)行的周期為T，已知地球半徑RR，引力常量為G,則下列說(shuō)法10A正確的是（）3nA. 地球的平均密度為&兒B. 在軌道3上穩(wěn)定運(yùn)行時(shí)，衛(wèi)星

5、每天可兩次經(jīng)過(guò)地表上同一點(diǎn)的正上方、便+C. 衛(wèi)星在從A點(diǎn)經(jīng)軌道2運(yùn)動(dòng)到B點(diǎn)的時(shí)間為Ra丿D. 衛(wèi)星由圓軌道1調(diào)整到同步軌道3上，只需要加速一次即可參考答案】C3n【名師解析】當(dāng)衛(wèi)星軌道半徑等地球半徑時(shí)，可求得其密度為；，但軌道1的半徑不是地球半徑,故A錯(cuò)誤；因軌道3為同步衛(wèi)星，其相對(duì)地面上的某點(diǎn)不動(dòng)，故B錯(cuò)誤；在軌道2上的周期T：由A到B的時(shí)間為故C正確；D項(xiàng)：衛(wèi)星由圓軌道1調(diào)整到同步軌道3上，只需要加速兩次，故D錯(cuò)誤。故選：Co【易錯(cuò)警示】解答此題常見錯(cuò)誤主要有：一是對(duì)宇宙速度理解掌握不到位，導(dǎo)致錯(cuò)選A；二是對(duì)探測(cè)器變軌時(shí)速度加速度等相關(guān)物理量理解掌握不到位，導(dǎo)致錯(cuò)選C或Do4. （201

6、9河北唐山聯(lián)考）（多選）荷蘭某研究所推出了2023年讓志愿者登陸火星、建立人類聚居地的計(jì)劃.登陸火星需經(jīng)歷如圖所示的變軌過(guò)程，已知引力常量為G,則下列說(shuō)法正確的是（）A. 飛船在軌道上運(yùn)動(dòng)時(shí)，運(yùn)行的周期Tm>Tn>TiB. 飛船在軌道I上的機(jī)械能大于在軌道II上的機(jī)械能C. 飛船在P點(diǎn)從軌道II變軌到軌道I,需要在P點(diǎn)朝速度方向噴氣D. 若軌道I貼近火星表面，已知飛船在軌道I上運(yùn)動(dòng)的角速度，可以推知火星的密度【參考答案】ACD【名師解析】根據(jù)開普勒第三定律可知，飛船在軌道上運(yùn)動(dòng)時(shí)，運(yùn)行的周期Tm>Tn>Ti，選項(xiàng)A正確；飛船在P點(diǎn)從軌道II變軌到軌道I,需要在P點(diǎn)朝速度方向噴氣，從而使飛船減速到達(dá)軌道I,則飛船在Mm4軌道I上的機(jī)械能小于在軌道II上的機(jī)械能，選項(xiàng)B錯(cuò)誤，C正確；根據(jù)Gr;=mw2R以及皿=尹Rsp，解得p=3G，已知飛船在軌道I上運(yùn)動(dòng)的角速度，可以推知火星的密度，選項(xiàng)D正確.5. （2017全國(guó)卷m，14）2017年4月，我國(guó)成功發(fā)射的天舟一號(hào)貨運(yùn)飛船與天宮二號(hào)空間實(shí)驗(yàn)室完成了首次交會(huì)對(duì)接，對(duì)接形成的組合體仍沿天宮二號(hào)原來(lái)的軌道（可視為圓軌道）運(yùn)行。與天宮二號(hào)單獨(dú)運(yùn)行時(shí)相比，組合體運(yùn)行的（）A.周期變大B.速率變大C.動(dòng)能變大D.向心加速度變大參考答案】CGMm4n2v【名師解析】根據(jù)組合體