高一物理天體運(yùn)動(dòng)變軌解析試卷及答案

一、單項(xiàng)選擇題（每題2分，共20分）1.人造衛(wèi)星在軌道Ⅰ上做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，若要使其變軌到軌道Ⅱ上做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，則衛(wèi)星需要（）A.在軌道Ⅰ上加速B.在軌道Ⅰ上減速C.先加速后減速D.先減速后加速答案：A2.當(dāng)衛(wèi)星從高軌道向低軌道變軌時(shí)，其線速度大小（）A.增大B.減小C.不變D.無法確定答案：A3.某衛(wèi)星在半徑為\(r_1\)的軌道上運(yùn)行的周期為\(T_1\)，變軌到半徑為\(r_2\)（\(r_2\ltr_1\)）的軌道上運(yùn)行的周期為\(T_2\)，則（）A.\(T_2\gtT_1\)B.\(T_2=T_1\)C.\(T_2\ltT_1\)D.無法比較答案：C4.衛(wèi)星變軌過程中，下列說法正確的是（）A.機(jī)械能守恒B.動(dòng)能始終不變C.萬有引力始終不做功D.變軌前后的軌道半徑不同答案：D5.一顆人造衛(wèi)星原來在某一圓周軌道上運(yùn)行，現(xiàn)要使其變軌到更高的軌道上，則衛(wèi)星發(fā)動(dòng)機(jī)（）A.無需工作B.需向前噴氣C.需向后噴氣D.先向前噴氣再向后噴氣答案：C6.衛(wèi)星在橢圓軌道上運(yùn)動(dòng)，在近地點(diǎn)的速度（）在遠(yuǎn)地點(diǎn)的速度。A.大于B.小于C.等于D.無法判斷答案：A7.嫦娥五號(hào)探測(cè)器在繞月飛行時(shí)，從圓軌道變軌到橢圓軌道，其在變軌點(diǎn)的速度（）A.變大B.變小C.不變D.與軌道無關(guān)答案：B8.人造地球衛(wèi)星在軌道上運(yùn)行時(shí)，若要降低軌道高度，應(yīng)采取的措施是（）A.增大速度B.減小速度C.保持速度不變D.先增大速度再減小速度答案：B9.衛(wèi)星變軌時(shí)，在進(jìn)入新軌道的瞬間，其加速度（）A.變大B.變小C.不變D.無法確定答案：C10.火星探測(cè)器從地球發(fā)射到火星過程中，在進(jìn)入火星軌道時(shí)需要（）A.加速B.減速C.勻速D.先加速后勻速答案：B二、多項(xiàng)選擇題（每題2分，共20分）1.關(guān)于衛(wèi)星變軌，以下說法正確的是（）A.衛(wèi)星從低軌道變到高軌道，需要加速B.衛(wèi)星從高軌道變到低軌道，需要減速C.衛(wèi)星在不同軌道上的機(jī)械能不同D.衛(wèi)星變軌過程中，萬有引力始終做功答案：ABC2.衛(wèi)星在橢圓軌道與圓軌道轉(zhuǎn)換過程中，下列物理量會(huì)發(fā)生變化的是（）A.線速度B.角速度C.周期D.向心加速度答案：ABCD3.當(dāng)衛(wèi)星從圓軌道變軌到橢圓軌道時(shí)，可能出現(xiàn)的情況有（）A.在遠(yuǎn)地點(diǎn)的速度小于在圓軌道上的速度B.在近地點(diǎn)的速度大于在圓軌道上的速度C.橢圓軌道的半長(zhǎng)軸大于圓軌道半徑D.橢圓軌道的半長(zhǎng)軸小于圓軌道半徑答案：AB4.衛(wèi)星變軌過程中涉及的物理知識(shí)有（）A.牛頓第二定律B.萬有引力定律C.機(jī)械能守恒定律D.圓周運(yùn)動(dòng)知識(shí)答案：ABD5.關(guān)于衛(wèi)星在不同軌道上的特點(diǎn)，下列說法正確的是（）A.軌道半徑越大，線速度越小B.軌道半徑越大，周期越大C.軌道半徑越大，角速度越大D.軌道半徑越大，向心加速度越小答案：ABD6.衛(wèi)星變軌時(shí)，在變軌點(diǎn)的（）A.速度發(fā)生突變B.加速度發(fā)生突變C.速度逐漸變化D.加速度不變答案：AD7.要使衛(wèi)星從某一穩(wěn)定軌道轉(zhuǎn)移到更高的穩(wěn)定軌道，下列操作可行的是（）A.一次加速B.多次加速C.先加速再適當(dāng)減速D.先減速再適當(dāng)加速答案：BC8.衛(wèi)星在變軌過程中，其（）A.動(dòng)能可能先增大后減小B.勢(shì)能可能一直增大C.機(jī)械能可能先減小后增大D.總能量保持不變答案：AB9.人造衛(wèi)星在從地球發(fā)射到預(yù)定軌道過程中，經(jīng)歷了多次變軌，以下說法正確的是（）A.發(fā)射過程中速度不斷增大B.變軌過程中軌道半徑不斷調(diào)整C.最終在預(yù)定軌道上做勻速圓周運(yùn)動(dòng)D.整個(gè)過程中機(jī)械能不守恒答案：ABC10.衛(wèi)星從一個(gè)圓軌道變軌到另一個(gè)圓軌道，下列說法正確的是（）A.若軌道半徑增大，衛(wèi)星的動(dòng)能減小B.若軌道半徑減小，衛(wèi)星的周期增大C.變軌過程中衛(wèi)星的機(jī)械能可能增加D.變軌前后衛(wèi)星的加速度與軌道半徑有關(guān)答案：ACD三、判斷題（每題2分，共20分）1.衛(wèi)星變軌時(shí)，只要改變速度大小就一定能進(jìn)入新軌道。（×）2.衛(wèi)星從低軌道變到高軌道，機(jī)械能增大。（√）3.衛(wèi)星在橢圓軌道上運(yùn)動(dòng)時(shí)，其速度大小始終不變。（×）4.衛(wèi)星變軌過程中，萬有引力的方向始終與速度方向垂直。（×）5.要使衛(wèi)星降低軌道，應(yīng)讓衛(wèi)星發(fā)動(dòng)機(jī)向后噴氣。（×）6.衛(wèi)星在不同軌道上運(yùn)行時(shí)，其向心加速度大小只與軌道半徑有關(guān)。（√）7.衛(wèi)星從高軌道變到低軌道過程中，動(dòng)能減小。（×）8.衛(wèi)星變軌時(shí)，在進(jìn)入新軌道瞬間，速度和加速度都不發(fā)生變化。（×）9.衛(wèi)星在橢圓軌道上的周期與圓軌道半徑相同的衛(wèi)星周期相同。（×）10.衛(wèi)星變軌過程中，只有在穩(wěn)定軌道上機(jī)械能才守恒。（×）四、簡(jiǎn)答題（每題5分，共20分）1.簡(jiǎn)述衛(wèi)星從低軌道變到高軌道的原理。答案：衛(wèi)星在低軌道加速，速度增大，所需向心力增大，萬有引力不足以提供向心力，衛(wèi)星做離心運(yùn)動(dòng)，從而進(jìn)入高軌道。在高軌道穩(wěn)定后，速度變小。2.衛(wèi)星在橢圓軌道上運(yùn)動(dòng)，近地點(diǎn)和遠(yuǎn)地點(diǎn)的速度大小有何特點(diǎn)？原因是什么？答案：近地點(diǎn)速度大，遠(yuǎn)地點(diǎn)速度小。因?yàn)樾l(wèi)星在橢圓軌道運(yùn)動(dòng)時(shí)，只有萬有引力做功，機(jī)械能守恒，近地點(diǎn)勢(shì)能小則動(dòng)能大，速度大；遠(yuǎn)地點(diǎn)勢(shì)能大則動(dòng)能小，速度小。3.為什么衛(wèi)星變軌過程中在進(jìn)入新軌道瞬間加速度不變？答案：加速度由萬有引力決定，根據(jù)\(a=\frac{GM}{r^{2}}\)，進(jìn)入新軌道瞬間，衛(wèi)星到中心天體距離\(r\)不變，萬有引力不變，所以加速度不變。4.說明衛(wèi)星從高軌道變到低軌道的操作及能量變化情況。答案：衛(wèi)星在高軌道減速，速度減小，所需向心力減小，萬有引力大于所需向心力，衛(wèi)星做近心運(yùn)動(dòng)進(jìn)入低軌道。此過程中勢(shì)能減小，動(dòng)能增大，機(jī)械能減小。五、討論題（每題5分，共20分）1.結(jié)合實(shí)際航天任務(wù)，討論衛(wèi)星變軌技術(shù)的重要性。答案：在航天任務(wù)中，如衛(wèi)星對(duì)接、探測(cè)器到達(dá)目標(biāo)星球等都需精確變軌。變軌技術(shù)能讓衛(wèi)星準(zhǔn)確進(jìn)入預(yù)定軌道，實(shí)現(xiàn)通信、觀測(cè)等功能，也能使探測(cè)器按計(jì)劃到達(dá)目的地，是航天任務(wù)成功的關(guān)鍵技術(shù)之一。2.探討衛(wèi)星變軌過程中，如何確保其安全穩(wěn)定運(yùn)行？答案：要精確計(jì)算變軌時(shí)間、速度變化量等參數(shù)，提前做好軌道規(guī)劃。同時(shí)，衛(wèi)星需具備可靠的姿態(tài)控制系統(tǒng)，保證發(fā)動(dòng)機(jī)工作時(shí)方向準(zhǔn)確，還要有故障監(jiān)測(cè)和應(yīng)急處理機(jī)制，保障安全穩(wěn)定運(yùn)行。3.分析衛(wèi)星變軌對(duì)航天探索成本的影響。答案：衛(wèi)星變軌需要精確計(jì)算和控制，增加技術(shù)難度，研發(fā)成本高。發(fā)動(dòng)機(jī)工作消耗燃料