专题10 卫星变轨问题 2020-2021高一物理下学期期末专题复习训练（人教版必修2）（原卷版）

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专题 10 卫星变轨问题
一、单选题
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，将卫星送入同步卫星轨道 3（如图所示）。则卫星分别在 1、3轨道上正常运行
时，以下说法正确的是（　　）
A．卫星在轨道 3上的速率大于在轨道 1上的速率
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 3上具有的机械能大于它在轨道 1上具有的机械能
D．卫星在轨道 3上经过 点的加速度大于它在轨道 2上经过 点的加速度
2．如图所示，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。则
当卫星分别在 1、2、3轨道上正常运行时，下列说法中正确的是（　　）
A．卫星在轨道 3上的周期小于在轨道 1上的周期
B．卫星在轨道 2上的速率始终大于在轨道 1上的速率
C．卫星在轨道 2上运行时，经过 Q点时的速率小于经过 P点时的速率
D．卫星在轨道 2上运行时，经过 Q点时的加速度大于经过 P点的加速度
3．国务院批复，自 2016 年起将 4月24 日设立为“中国航天日”。1970 年4月24 日我国首次成功
发射的人造卫星东方红一号，目前仍然在椭圆轨道上运行，其椭圆轨道近地点高度约为 440km，远
地点高度约为 2060km，在该处其加速度大小为 a1；1984 年4月8日成功发射的东方红二号，运行
在高度约为 35786km 的地球同步轨道上，其加速度大小为 a2，固定在地球赤道表面的物体随地球
一起自转的加速度为 a3，则下列说法正确的是（　　）
A．
1
B．根据需要，东方红二号可以通过井冈山的正上方
C．东方红一号在远地点的运行速度大于 7.9km/s 小于 11.2km/s
D．若要东方红一号在近地点高度绕地球做匀速圆周运动则，需让其在通过近地点时减速
4．宇宙中有一孤立星系，中心天体周围有三颗行星，如图所示。中心天体质量远大于行星质量，
不考虑行星之间的万有引力，三颗行星的运动轨道中，Ⅰ、Ⅲ两个为圆轨道，半径分别为 r1、r3，
一个为椭圆轨道，半长轴为 a，a = r3。在∆t时间内，行星Ⅱ、行星Ⅲ与中心天体连线扫过的面积分
别为 S2、S3；行星Ⅰ的速率为 v1、行星Ⅱ在 B点的速率为 v2B、行星Ⅱ在 E点的速率为 v2E、行星Ⅲ
的速率为 v3，下列说法正确的是（　　）
A．v2E < v3 < v1 < v2B B．行星Ⅱ与行星Ⅲ在 P点时的加速度大小不等
C．S2 = S3D．行星Ⅱ的运行周期大于行星Ⅲ的运行周期
5．2020 年7月23 日，我国首次火星探测任务“天问一号”探测器，在中国文昌航天发射场，应
用长征五号运载火箭送入地火转移轨道。火星距离地球最远时有 4亿公里，最近时大约 0.55 亿公
里。由于距离遥远，地球与火星之间的信号传输会有长时间的时延。当火星离我们最远时，从地
球发出一个指令，约 2钟才能到达火星。为了节省燃料，我们要等火星与地球之间相对位置合适的
时候发射探测器。受天体运行规律的影响，这样的发射机会很少。为简化计算，已知火星的公转
周期约是地球公转周期的 1.9 倍，认为地球和火星在同一平面上、沿同一方向绕太阳做匀速圆周运
动，如图所示。根据上述材料，判断下列说法正确的是（　　）
A．地球的公转向心加速度小于火星的公转向心加速度
B．当火星离地球最近时，地球上发出的指令需要约 3分钟到达火星
C．如果火星运动到 B点，地球恰好在A点时发射探测器，那么探测器将沿轨迹AC 运动到 C点
2
时，恰好与火星相遇
D．下一个发射时机需要再等约 3.1 年
6．5月15 日，我国首次火星探测任务天问一号探测器在火星乌托邦平原南部预选着陆区着陆，在
火星上首次留下中国印迹，地球上每26 个月才有一个火星探测器发射窗口，此时出发最节省燃
料。地球和火星绕太阳公转均可视为匀速圆周运动，已知地球公转平均半径约 亿千米，火星公
转平均半径约 亿千米，地球与火星处于何种位置关系时从地球发射天问一号能经椭圆轨道直
接被火星捕获进入环火轨道运行（　　）
A．B．
C．D．
7．如图所示，我国发射“神舟十号”飞船时，先将飞船发送到一个椭圆轨道上，其近地点 M距地
面200 km，远地点 N距地面 340 km。进入该轨道正常运行时，通过 M、N点时的速率分别是 v1和
v2，加速度大小分别为 a1和a2。当某次飞船通过 N点时，地面指挥部发出指令，启动飞船上的发动
机，使飞船在短时间内加速后进入离地面 340 km 的圆形轨道，开始绕地球做匀速圆周运动，这时
飞船的速率为 v3，加速度大小为 a3，比较飞船在M、N、P三点正常运行时（不包启动发动机阶
段）的速率和加速度大小，下列结论正确的是（　　）
A．v1＞v3＞v2，a1＞a3＞a2
B．v1＞v2＞v3，a1＞a2＝a3
C．v1＞v2＝v3，a1＞a2＞a3
D．v1＞v3＞v2，a1＞a2＝a3
8．2020 年11 月24 日，中国长征五号遥五运载火箭在文昌卫星发射中心起飞，把嫦娥五号探测器
3
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