第五章 微专题34　卫星的变轨和对接问题.docx

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1、微专题34卫星的变轨和对接问题1.升高轨道需要点火加速（向后喷气），降低轨道需要点火减速（向前喷气）2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 . 2021年7月9日，我国成功将“钟子号卫星星座02组卫星”（用卫星A表示）送入预定轨道,地球半径为R,卫星8距地面的高度为3R,运行周期为7；如图某时刻两颗卫星相距最近，经时间/两颗卫星再次相距最近.则“钟子号卫星星座（）2组卫星”的轨道半径为（）解析 设“钟子号卫星星座02组卫星”的运行周期为,由题意可得借一半=2兀，解得2Tt(R + z)3( f A 37b=zr,由开普勒第三定律得五=左 ,又h=3R,解得r=4R ,故选B.+

2、t-U + ;2 .中国首个火星探测器“天问一号”，已于2021年2月10日成功环绕火星运行.若火星和地球可认为在同一平面内绕太阳同方向做圆周运动，运行过程中火星与地球最近时相距Ro、最远时相距5R,则两者从相距最近到相距最远需经过的最短时间约为（地球公转周期为365 天）（ ）A. 365 天B. 40（）天C. 670 天D. 800 天答案B解析 设火星轨道半径为尺，公转周期为乙，地球轨道半径为&,公转周期为不，依题意33有R-R2 = Ro, /?i+/?2=5/?o,解得R1=3R）, R? = 2R（）,根据开普勒第三定律，有黄=%,解得T=汽年,设从相距最近到相距最远需经过的最短

3、时间为tf有2t-t=f =f带入数据，可得/七400天.故选B.3 .据报道：由于火星和地球的位置关系，每隔一段时间，火星就会有一个离地球最近的时候，而这正是我们所称的发射窗口期，在此窗口期发射火星探测器，探测器到达火星的时间最短，飞行消耗的燃料也最少.2020年，火星发射窗口期出现在78月份，我国于2020年7月23日成功发射了 “天问一号”火星探测器，已知：火星的轨道半径门= 2.25X10 m,地球的轨道半径9= 1.5X10 m（注：L51.2）,那么下一个火星发射窗口期出现在（）A. 2020 年 9 月B. 2021 年 9 月C. 2022 年 9 月D. 2023 年 9 月

4、答案CT123解析 设火星的公转周期为r,地球的公转周期为a=i年，由开普勒第三定律得哀=卡,解得力比1.8年.设两个发射窗口期之间的时间差为人则火星和地球转动的角度相差2,有借一金r=2,联立并带入数据解得，=合年，下一个火星发射窗口期出现在2022年9月，故选C.4.我国2021年4月29日在海南文昌用长征五号3遥二运载火箭成功将空间站“天和”核心舱送入离地高约450 km的预定圆轨道，中国空间站在轨组装建造全面展开.关于火箭发射以及空间站的组合、对接，下列说法正确的是（）A.卫星A和空间站B所在处的加速度大小之比如 :如=1 ： 2B.卫星A和空间站8运行的线速度大小之比内：如=1 ：也

5、C.再经过24小时，卫星A和空间站5又相隔最近D.卫星A想实现和空间站8对接，只需对卫星A向后喷气加速即可答案B解析 根据万有引力提供向心力ny=na=nrr,可得7=/kGM2GM1 由题可知以=5.6R+R=6.6R, m=2.3R+R=3.3R.根据可知，卫星 A 和空间站8所在处的加速度大小之比氏=,=|部=；,故A错误；根据u=、悻可知,卫星a与空间站8运行的线速度大小之比蓝=、仔故b正确；根据皿口/可知，卫星A与空间站B运行的周期大小之比录=层=|需=/=22,地球自转周期为24 h,地球同步卫星4的周期。=24 h,所以空间站B的周期及=62 h,所以再经过24 h,卫星4和空间

6、站B不会相隔最近，故C错误；同步卫星A在高轨道，空间站8在低轨道，卫星A想实现和空间站8对接，只需卫星A制动减速，从高轨道变到低轨道，故D错误.6.（多选）三颗人造卫星A、B、。都在赤道正上方同方向绕地球做匀速圆周运动，A、C为地球同步卫星，某时刻A、8相距最近，如图所示.已知地球自转周期为7，3的运行周期为72,则下列说法正确的是（）A. C加速可追上同一轨道上的AB.经过时间2（,，入），A、8相距最远C. A、C向心加速度大小相等，且小于8的向心加速度D. 4、C受到地球的万有引力大小一定相等答案BC解析 C加速后做离心运动，轨道变高，不可能追上同一轨道上的A, A错误；4、B由相2兀距

7、最近到相距最远，圆周运动转过的角度差为兀，所以可得GbL助4=兀，其中产亍，八=,则经过时间t= J , A、8相距最远，B正确；根据d粤=相。解得=N, A112（i-2）厂厂和C的轨道半径相同且大于B的轨道半径，则A和C的向心加速度相等且小于B的向心加速度，C正确；万有引力b=G誓，由于A、C的质量不一定相等，则A、C受到地球的万有引力大小也不一定相等，D错误.A. （多选）“嫦娥五号”取月壤返回地球，完成了中国航天史上的一次壮举.如图所示为“嫦娥五号”着陆地球前部分轨道的简化示意图，其中轨道I是月地转移轨道，在P点由轨道1变为绕地椭圆轨道II,在近地点。再变为绕地椭圆轨道L下列说法不正确

8、的是（）A.在轨道II运行时，“嫦娥五号”在。点的机械能比在P点的机械能大B. “嫦娥五号”在轨道II上运行的周期比在轨道III上运行的周期长C. “嫦娥五号”分别沿轨道和轨道I运行时，经过Q点的向心加速度大小相等D. “嫦娥五号”分别沿轨道II和轨道III运行时，经过。点的速度大小相等答案AD解析 在轨道运行时，只有引力做功，则系统的机械能守恒，所以“嫦娥五号”在。点R3的机械能等于在尸点的机械能，所以A错误；根据开普勒第三定律可知，轨道半径越大的其周期越大，则嫦娥五号在轨道H上运行的周期比在轨道m上运行的周期长，所以b正确；根据万有引力提供向心力有G=m,嫦娥五号分别沿轨遒II和轨遒I运行

9、时，经过Q点的向心加速度大小相等，所以C正确；根据卫星变轨原理可知，由高轨道进入低轨道需要点火减速，所以“嫦娥五号”由轨道H到轨道III运行时，经过。点的速度减小，所以D错误.8.（多选）我国火星探测器“天问一号”成功由椭圆轨道1进入火星停泊轨道2,如图所示，P为椭圆轨道的近火点，。为椭圆轨道的远火点，探测器在椭圆轨道的P点变轨进入停泊轨道2,若P点到火星中心的距离为，。点到火星中心的距离为2,探测器在轨道1上经过产点的速度大小为小，在轨道2上经过0点的加速度大小为内，下列判断正确的是（）A探测器在轨道1上P点的加速度大于8 .探测器在轨道1上P点的加速度大小为:C.探测器在轨道1上Q点的加速

10、度大小为伊D.探测器在轨道1上Q点的速度大小为答案CD解析 加速度由万有引力提供，在同一个点万有引力相等，所以加速度相等，A错误；探测器在轨道1上P点做离心运动，所以其加速度小于微B错误；在尸点，根据牛顿第二定律得C=ma,在Q点，根据牛顿第二定律可知（j=fna2联立解得6t2=J, C正确；根据开普勒第二定律可以得到0四=02-2,解得。2=*, D正确.9 .（多选）长征五号遥四运载火箭直接将我国首次执行火星探测任务的“天问一号”探测器送入地火转移轨道，自此“天问一号”开启了奔向火星的旅程.如图所示为“天问一号”的运动轨迹图，下列说法正确的是（）A.发射阶段的末速度已经超过了第二宇宙速度B.探测器沿不同轨道经过图中的A点时的速度都相同C.探测器沿不同轨道经过图中的A点时的加速度都相同D. “天问一号”在火星着陆时，发动机要向运动的反方向喷气答案AC解析 要进入火星，就需要逃逸出地球的引力，所以发射速度要大于第二宇宙速度，故AMm正确；探测器沿不同轨道经过A点时，轨道半径越大，其速度越大，故B错误；由G下=相可得q=G及，可知探测器沿不同轨道经过图中的A点时的加速度都相同，故C正确；“天问一号”在火星着陆时，需要减速使其做近心运动，发动机要向运动的方向喷气，故D错误.