备考高考物理一轮复习强化训练第五章万有引力与宇宙航行（打包5套）高三物理.rar

专题八 卫星变轨问题 双星模型专题八 卫星变轨问题 双星模型1.变轨问题的分析/2022浙江 1 月天问一号从地球发射后，在如图甲所示的 P 点沿地火转移轨道到 Q 点，再依次进入如图乙所示的调相轨道和停泊轨道，则天问一号（C）A.发射速度介于 7.9km/s与 11.2km/s 之间B.从 P 点转移到 Q 点的时间小于 6 个月C.在环绕火星的停泊轨道运行的周期比在调相轨道上小D.在地火转移轨道运动时的速度均大于地球绕太阳的速度解析天问一号发射后要脱离地球引力束缚，则发射速度要超过 11.2 km/s，故选项 A 错误；由题图可知地火转移轨道的半长轴长度比地球轨道半径大，根据开普勒第三定律33地22地可知，天问一号在地火转移轨道上运行的周期大于 12 个月，因此从 P 到 Q 的时间大于 6 个月，故选项 B错误；同理根据开普勒第三定律，并结合停泊轨道、调相轨道的半长轴长度关系可知，天问一号在环绕火星的停泊轨道运行的周期比在调相轨道上小，故选项 C 正确；天问一号在 P 点点火加速，做离心运动进入地火转移轨道，故在地火转移轨道上 P 点的速度比地球环绕太阳的速度大，但在到达 Q 点之后，要加速进入火星轨道，即 v火v地火 Q，根据 v可知地球绕太阳的速度大于火星绕太阳的速度，即 v地v火，所以 v地v火v地火 Q，即天问一号在地火转移轨道上并不是每一点的速度都比地球绕太阳的速度大，故选项 D 错误.2.变轨问题能量问题/2021 北京2021 年 5 月，天问一号探测器成功在火星软着陆，我国成为世界上第一个首次探测火星就实现“绕、落、巡”三项任务的国家.天问一号在火星停泊轨道运行时，近火点距离火星表面 2.8102km、远火点距离火星表面 5.9104km，则天问一号（D）A.在近火点的加速度比远火点的小B.在近火点的运行速度比远火点的小C.在近火点的机械能比远火点的小D.在近火点通过减速可实现绕火星做圆周运动解析由 G2ma 可得 a2，故天问一号在近火点的加速度比远火点的大，A 错误；由开普勒第二定律可知，在近火点的运行速度比远火点的大，B 错误；天问一号在停泊轨道上运行的过程中机械能守恒，故天问一号在近火点的机械能等于在远火点的机械能，C 错误；天问一号在近火点通过减速使万有引力等于向心力，可实现绕火星做圆周运动，D 正确.3.与能量相关问题的分析/2022 浙江 6 月神舟十三号飞船采用“快速返回技术”，在近地轨道上，返回舱脱离天和核心舱，在圆轨道环绕并择机返回地面，则（C）A.天和核心舱所处的圆轨道距地面高度越高，环绕速度越大B.返回舱中的宇航员处于失重状态，不受地球的引力C.质量不同的返回舱与天和核心舱可以在同一轨道运行D.返回舱穿越大气层返回地面过程中，机械能守恒解析根据 G2m2，可知 r 越大，环绕速度越小，A 错误；返回舱中的宇航员处于失重状态，仍然受地球的引力，B错误；根据 G2m2，可知质量不同的返回舱与天和核心舱可以在同一轨道运行，C正确；返回舱穿越大气层返回地面过程中，摩擦力做负功，机械能减小，D 错误.4.双星问题/2023福建/多选人类为探索宇宙起源发射的韦伯太空望远镜运行在日地延长线上的拉格朗日 L2点附近，L2点的位置如图所示.在 L2点的航天器受太阳和地球引力共同作用，始终与太阳、地球保持相对静止.考虑到太阳系内其他天体的影响很小，太阳和地球可视为以相同角速度围绕日心和地心连线中的一点 O（图中未标出）转动的双星系统.若太阳和地球的质量分别为 M 和 m，航天器的质量远小于太阳、地球的质量，日心与地心的距离为 R，引力常量为 G，L2点到地心的距离记为 r（rR），在 L2点的航天器绕 O 点转动的角速度大小记为.下列关系式正确的是可能用到的近似1（）212（12）（BD）A.（）2312B.（）312C.r（33）13RD.r（3）13R解析在“日地”双星系统中，根据牛顿第二定律，对太阳有 G2M2r1，对地球有 G2m2r2，