考点卡片高中物理:卫星变轨问题

高中物理:卫星变轨问题
一.选择题(共5小题)
1.如图所示,为某地球的卫星变轨过程,其中Ⅰ、Ⅲ为圆轨道,Ⅱ为椭圆轨道,则下列说法正确的是(  )
A.该卫星在轨道Ⅰ上动能较小,轨道Ⅲ上动能较大   
B.卫星在轨道Ⅱ上从远地点B向近地点A运动的过程中加速度增大   
C.卫星在轨道Ⅲ上经过B点的速率小于在轨道Ⅱ上经过B点的速率   
D.卫星在轨道Ⅰ上和轨道Ⅱ上经过A点时的加速度不等
2.图中甲为“中星9A”在定位过程中所进行的10次调整轨道的示意图,其中的三条轨道如图乙所示,曲线Ⅰ是最初发射的椭圆轨道,曲线Ⅱ是第5次调整后的椭圆轨道,曲线Ⅲ是第10次调整后的最终预定圆轨道;轨道Ⅰ与Ⅱ在近地点A相切,轨道Ⅱ与Ⅲ在远地点B相切。卫星在变轨的过程中质量变化忽略不计,下列说法正确的是(  )
A.卫星在轨道Ⅲ上运行的速度大于第一宇宙速度   
B.卫星在轨道Ⅱ上经过B点时的速度大于卫星在轨道Ⅲ上经过B点时的速度   
C.卫星在轨道Ⅰ上经过A点时的机械能小于卫星在轨道Ⅲ上经过B点时的机械能   
D.卫星在轨道Ⅱ上经过B点时的加速度小于卫星在轨道Ⅲ上经过B点时的加速度
3.2020年6月23日,我国北斗系统最后一颗人造卫星发射成功。该卫星变轨过程可简化为如图所示,在圆轨道Ⅰ的a处变轨进入椭圆轨道Ⅱ,在椭圆轨道Ⅱ的b处再次变轨进入圆轨道Ⅱ。则此卫星(  )
A.在轨道Ⅰ上运动的速率小于在轨道Ⅲ上运动的速率   
B.在轨道Ⅰ上运动的周期大于在轨道Ⅲ上运动的周期氨分解制氢   
C.在轨道Ⅰ上和轨道Ⅱ上通过a点时速率相等   
D.在轨道Ⅰ上和轨道Ⅱ上通过a点时加速度相等
4.如图所示为发射卫星时的变轨分析示意图,同一颗卫星分别所处的三种状况:发射后
成为近地卫星、变轨后作椭圆运动、再次变轨后成为同步卫星,其中a、b两点是椭圆轨道分别与近地轨道和同步轨道的切点。其各种状况下的相关物理量用下标进行区别,如:机械能在近地轨道上为E1;椭圆轨道上a点为E2a,b点为E2b;同步轨道上为E3。对应动能分别为Ek1、Ek2a、Ek2b、Ek3,加速度大小分别为a1、a2a、a2b、a3,(不考虑变轨前后卫星质量的变化),则下列关系正确的有(  )
A.E1<E2a<E2b<E自攻丝3    B.Ek1<Ek2a<Ek2b<Ek3   
C.Ek2a家用玉米脱粒机>Ek1>Ek3>Ek2b    D.a1=a2a>a2b>a3
5.2021年1月,“天通一号”03星发射成功。发射过程简化为如图所示:火箭先把卫星送上轨道1(椭圆轨道,P、Q是远地点和近地点)后火箭脱离;卫星再变轨,到轨道2(圆轨道)
;卫星最后变轨到轨道3(同步圆轨道)。轨道1、2相切于P点,轨道2、3相交于M、N两点。忽略卫星质量变化。(  )
A.卫星由轨道1变至轨道2,必须在P点向前喷气   
B.卫星在轨道1的Q点线速度大于在轨道3的线速度   
C.卫星在三个轨道上机械能E3>E2>E1   
D.卫星在三个轨道上的周期T3>T2>T1
二.多选题(共5小题)
(多选)6.如图所示为发射卫星时的变轨分析示意图,同一颗卫星分别所处的三种状况:
发射后成为近地卫星、变轨后作椭圆运动、再次变轨后成为同步卫星,其中a、b两点是椭圆轨道分别与近地轨道和同步轨道的切点。其各种状况下的相关物理量用下标进行区别,如:机械能在近地轨道上为E1;椭圆轨道上a点为E2a,b点为E2b;同步轨道上为E3。对应动能分别为Ek1、Ek2a、Ek2b、Ek3,加速度大小分别为a1、a2a、a2b、a3,则下列关系正确的有(  )
A.E1<E2a=E2b<E3    B.Ek1<Ek2a<Ek2b<Ek3   
C.Ek2a>E隐藏滑轨k1>Ek3>Ek2b    D.a1=a2a>a2b=a3
(多选)7.我国航天事业走在世界前列.某次成功发射一颗卫星,该卫星变轨过程可简化
为如图所示,在圆轨道Ⅰ的A处变轨进入椭圆轨道Ⅱ,在椭圆轨道Ⅱ的B处再次变轨进入圆轨道Ⅲ。则此卫星(  )
A.若该卫星在轨道Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ上运动的周期分别为T1、T2、T3发泡技术,则T推杆炉1<T2<T3   
B.在Ⅱ上各处速度均大于在Ⅲ上速度   
C.卫星从轨道Ⅰ进入轨道Ⅱ,通过A点时需要减速   
D.在轨道Ⅰ上和轨道Ⅱ上通过A点时加速度相等
(多选)8.随着地球气候变暖的加剧,某物理兴趣小组设想通过模拟卫星变轨的方法,将地球加速变轨到火星的绕日运转轨道,借此移居的计划给地球“降温”.经查阅资料,他们发现火星的绕日半径是地球绕日半径的倍,而火星的质量是地球质量的,假设太阳的质量为M,地球的质量为m,地日距离为r,如图所示,计划将地球从自身轨道Ⅰ,经椭圆轨道Ⅱ进入火星轨道Ⅲ,A、B为两轨道的切点,则下列说法正确的是(  )
A.移居前,地球和火星受到太阳的万有引力之比为4:81   
B.如果成功转移地球轨道,地球的一年将变成3π   
C.假设距太阳r处,地球产生的引力势能为Ep=﹣,则地球在移居计划前后需通过外力给地球做的功为   
D.若移居成功,为了更好地监视火星的运动状态,兴趣小组设想在火星轨道的外侧安置一颗人造卫星,使其仅在火星和太阳的引力作用下实现与火星做同步绕太阳的圆周运动,若卫星与太阳的距离为L,则太阳和火星的质量之比为
(多选)9.一人造地球卫星绕地球做匀速圆周运动,假如该卫星变轨后做匀速圆周运动,动能减小为原来的,不考虑卫星质量的变化,则变轨前后卫星的(  )
A.轨道半径之比为1:4   
B.周期之比为1:8   
C.角速度大小之比为2:1   
D.向心加速度大小之比为4:1
(多选)10.2018年12月27日,中国北斗三号基本系统完成建设,开始提供全球服务。北斗三号卫星导航系统空间段由5颗静止轨道卫星和30颗非静止轨道卫星组成。假如静止轨
道卫星先沿椭圆轨道1飞行,后在远地点P处点火加速,由椭圆轨道1变成静止圆轨道2.下列说法中正确的是(  )
A.卫星在轨道2运行时的速度小于7.9km/s   
B.卫星变轨前后的机械能相等   
C.卫星在轨道2运行时的向心加速度比在赤道上相对地球静止的物体的向心加速度小   
D.卫星在轨道1上的P点和在轨道2上的P点的加速度大小相等
三.计算题(共3小题)
11.如图所示,探月卫星的发射过程可简化如下:首先进入绕地球运行的“停泊轨道”,在
该轨道的P处通过变速再进入“地月转移轨道”,在快要到达月球时,对卫星再次变速,卫星被月球引力“俘获”后,成为环月卫星,最终在环绕月球的“工作轨道”绕月飞行(视为圆周运动),对月球进行探测。“工作轨道”周期为T、距月球表面的高度为h,月球半径为R,引力常量为G,忽略其他天体对探月卫星在“工作轨道”上环绕运动的影响。
(1)要使探月卫星从“转移轨道”进入“工作轨道”,应增大速度还是减小速度?

本文发布于:2024-09-22 16:53:09,感谢您对本站的认可!

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