《高一物理同步精品课堂（新教材人教版必修第二册）》专题4：卫星的变轨问题（精选练习）（解析版）

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人教版新教材 物理必修第二册 第七章《万有引力与宇宙航
行》
专题 4：卫星的变轨问题
精选练习
1．（2021·江苏省镇江中学高一月考）（多选）2010 年10 月1日，“嫦娥二号”卫星在西
昌卫星发射中心成功发射。如图所示为嫦娥一号、二号卫星先后绕月做匀速圆周运动的示
意图，“嫦娥一号”在轨道 I上运行，距月球表面高度为 200km；“嫦娥二号”在轨道 II
上运行，距月球表面高度为 100km。根据以上信息可知（　　）
A．“嫦娥二号”的运行速率大于“嫦娥一号”的运行速率
B．“嫦娥一号”要返回地球，在轨道 I上必须加速
C．“嫦娥二号”的向心加速度小于“嫦娥一号”的向心加速度
D．“嫦娥二号”和“嫦娥一号”在轨道上运行时，所携带的仪器都处于完全失重状态
【答案】ABD
【解析】AC．根据万有引力提供向心力 知，轨道半径越大，线速度越
小，向心加速度越小。故 A正确，C错误。
1
B．嫦娥一号”要想到达地球表面，在轨道 I上必须加速做离心运动，离开月球，故 B正确。
D．“嫦娥一号”和“嫦娥二号”在轨道运行时，万有引力提供向心力，所携带的仪器都
处于完全失重状态，故 D正确。故选 ABD。
2．（2021·江苏无锡市·高三开学考试）北京时间 2020 年11 月24 日4时30 分，长征五号
遥五运载火箭在中国文昌航天发射场点火升空，嫦娥五号顺利发射。如图所示，经图示多
次变轨修正之后，“着陆器、上升器组合体”降落月球表面。下列说法正确的是（　　）
A．在地球上的发射速度一定大于第二宇宙速度
B．在 点由轨道 1进入轨道 2需要加速
C．分别由轨道 1与轨道 2经过 点时，加速度大小相等
D．在轨道 2上经过 点时的速度大于经过 点时的速度
【答案】C
【解析】A．嫦娥五号发射出去后绕地球做椭圆运动，没有离开地球束缚，故嫦娥五号的
发射速度大于 7.9km/s，小于 11.2km/s，A错误；
B．卫星在轨道 1上的 P点处减速，使万有引力大于向心力做近心运动，才能进入轨道
2，B错误；
C．在 P点嫦娥五号卫星产生的加速度都是由万有引力产生的，因为同在 P点万有引力大小
2
相等，故不管在哪个轨道上运动，在 P点时万有引力产生的加速度大小相等，方向相同，C
正确；
D．卫星做椭圆轨道运动时，从远月点 P向近月点 Q运动中，月球对卫星的引力做正功，
故速度增大，即在轨道 2经过 P点时速度小于 Q点速度，D错误。故选 C。
3．（2021·全国高一课时练习）北京航天飞行控制中心对“嫦娥二号”卫星实施多次变轨
控制并获得成功。首次变轨是在卫星运行到远地点时实施的，紧随其后进行的 3次变轨均
在近地点实施。“嫦娥二号”卫星的首次变轨之所以选择在远地点实施，是为了抬高卫星
近地点的高度；同样的道理，要抬高远地点的高度，就需要在近地点实施变轨。如图为
“嫦娥二号”某次在近地点 A由轨道 1运行变轨为轨道 2运行的示意图，下列说法中正确
的是（　　）
A．“嫦娥二号”在轨道 1的A点处应点火减速
B．“嫦娥二号”在轨道 1的A点处的速度比在轨道 2的A点处的速度大
C．“嫦娥二号”在轨道 1的A点处的加速度比在轨道 2的A点处的加速度大
D．“嫦娥二号”在轨道 1的A点处的速度比在轨道 2的A点处的速度小
【答案】D
【解析】A．“嫦娥二号”从轨道 1进入轨道 2的过程做离心运动，在 A点时万有引力要小
于所需的向心力，此处“嫦娥二号”速度要增加，即应在轨道 1的A点处点火加速，选项
A错误；
BD．因为“嫦娥二号”在轨道 1的A点处点火加速才能变轨，所以其在轨道 1的A点处的
速度比在轨道 2的A点处的速度小，选项 B错误，选项 D正确；
3
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