2023版新教材高中物理 第七章 万有引力与宇宙航行 4 宇宙航行 专项4 卫星的变轨问题课时作业 新人教版必修第二册.docx

1、专项4卫星的变轨问题1发射地球同步卫星时，先将卫星发射至近地圆轨道1，然后经点火使其沿椭圆轨道2运行，最后再次点火将卫星送入同步圆轨道3，轨道1、2相切于Q点，轨道2、3相切于P点，如图所示，卫星分别在1、2、3轨道上正常运行时，以下说法正确的是()A卫星在轨道3上的运行速率大于在轨道1上的运行速率B卫星在轨道3上的角速度大于在轨道1上的角速度C卫星在轨道1上运动一周的时间大于它在轨道2上运动一周的时间D卫星在轨道2上经过P点时的加速度等于它在轨道3上经过P点时的加速度2(多选)我国发射的“天问一号”火星探测器到达火星后开展了一系列复杂的变轨操作：2021年2月10日，探测器第一次到达近火点时

2、被火星捕获，成功实现火星环绕，进入周期为10天的大椭圆轨道；2月15日，探测器第一次到达远火点时进行变轨，调整轨道平面与近火点高度，环火轨道变为经过火星南北两极的极轨；2月20日，探测器第二次到达近火点时进行轨道调整，进入周期为4天的调相轨道；2月24日，探测器第三次运行至近火点时顺利实施第三次近火制动，成功进入停泊轨道极轨、调相轨道、停泊轨道在同一平面内探测器在这四次变轨过程中()A沿大椭圆轨道经过远火点与变轨后在极轨上经过远火点的加速度方向垂直B沿极轨到达近火点变轨时制动减速才能进入调相轨道C沿极轨、调相轨道经过近火点时的加速度都相等D大椭圆轨道半长轴r1与调相轨道半长轴r2的比值为320

3、22山东德州高一下期末(多选)我国首次火星探测任务已取得圆满成功着陆器着陆前的模拟轨迹如图所示，先在轨道上运动，经过P点启动变轨发动机切换到圆轨道上运动，经过一段时间后，再次经过P点时启动变轨发动机切换到椭圆轨道上运动轨道上的P、Q、S三点与火星中心位于同一直线上，火星半径为R、P、Q两点分别是椭圆轨道的远火星点和近火星点，且PQ2QS4R.着陆器在轨道、上经过P点的速度分别为v1、v2、v3，在轨道上的运行周期为T，万有引力常量为G，下列说法正确的是()Av1v2v3B火星的密度为C着陆器在轨道上运动时，经过P点的加速度为D着陆器在轨道上经过S点的速度大于火星的“第一宇宙速度”42022山东

4、滕州一中高一下月考(多选)如图所示，在某次发射卫星的过程中，卫星由近地圆形轨道进入椭圆轨道，图中O点为地心，地球半径为R，A点是近地圆形轨道和椭圆轨道的切点，远地点B离地面高度为6R，设卫星在近地圆形轨道运行的周期为T.下列说法正确的是()A卫星由近地圆形轨道的A点进入椭圆轨道需要使卫星减速B卫星在椭圆轨道上通过A点时的速度大于通过B点时的速度C卫星在椭圆轨道上通过A点时的加速度大小是通过B点时加速度大小的6倍D卫星在椭圆轨道上由A点经4T的时间刚好能到达B点专项4卫星的变轨问题提能力1答案：D解析：卫星绕地球做匀速圆周运动，根据万有引力提供向心力，设卫星的质量为m、轨道半径为r、地球质量为M

5、，有Gm，解得v ，轨道3的半径比轨道1的半径大，则卫星在轨道1上的速率较大，故A错误；，轨道3的半径比轨道1的半径大，卫星在轨道3上的角速度较小，故B错误；由开普勒第三定律可知k，由于r1r2，则T1v2v3，故A正确；着陆器在火星的轨道上做圆周运动，由万有引力提供向心力得Gm3R，得火星质量为M，火星体积为VR3，两式代入密度公式，得，故B正确；着陆器在火星的轨道上做圆周运动，由向心力公式知，其加速度a，、轨道交于P点，根据万有引力为合外力，两轨道上合外力相同，加速度相同，故C错误；由万有引力提供向心力得Gm，解得火星的“第一宇宙速度”v，轨道上做圆周运动的半径为3R，同理得S点速度v，故

6、着陆器在轨道上经过S点的速度比火星的“第一宇宙速度”小，故D错误4答案：BD解析：卫星在A点受万有引力作用，在圆形轨道时万有引力等于所需的向心力，卫星做匀速圆周运动，在椭圆轨道近地点万有引力小于所需的向心力，卫星做离心运动，又有向心力Fn，所以卫星在椭圆轨道上通过A点时的速度要大于卫星在圆形轨道上通过A点时的速度，故卫星由近地圆形轨道的A点进入椭圆轨道需要使卫星加速，故A错误；由开普勒第二定律可知，卫星在椭圆轨道上通过A点时的速度大于通过B点时的速度，故B正确；卫星在椭圆轨道上只受万有引力作用，又有F万，加速度a，所以通过A点时的加速度是通过B点时加速度的49倍，故C错误；由开普勒第三定律可知k，椭圆轨道(半长轴为4R)和圆形轨道(半径为R)围绕的中心天体都是地球，故k相等，那么椭圆轨道周期T1与圆形轨道周期T关系为k，所以T18T，卫星在椭圆轨道上由A点经T14T的时间刚好能到达B点，故D正确