高一物理天體運動變軌問題試卷及答案

一、單項選擇題（每題2分，共20分）1.衛(wèi)星在橢圓軌道上運動，從近地點向遠地點運動過程中，下列說法正確的是（）A.速度增大B.加速度增大C.機械能不變D.動能增大2.飛船在圓形軌道Ⅰ上運行，準備變軌到橢圓軌道Ⅱ，在兩軌道切點處應(yīng)（）A.加速B.減速C.先加速后減速D.先減速后加速3.人造衛(wèi)星繞地球做圓周運動，軌道半徑增大時，其線速度（）A.增大B.減小C.不變D.無法確定4.一顆衛(wèi)星在不同軌道繞地球運動，在軌道半徑大的軌道上（）A.周期小B.角速度大C.向心加速度小D.線速度大5.衛(wèi)星變軌過程中，從低軌道向高軌道變軌，衛(wèi)星的勢能（）A.減小B.增大C.不變D.先減小后增大6.探測器在圍繞星球做橢圓軌道運動時，在近星點的速度（）遠星點的速度。A.大于B.小于C.等于D.不確定7.空間站在圓形軌道穩(wěn)定運行，要與對接飛船對接，對接飛船應(yīng)在（）A.高軌道等待B.低軌道加速C.與空間站同一軌道D.任意軌道8.衛(wèi)星從圓軌道進入橢圓軌道，在進入點（）A.加速度不變B.速度不變C.向心力不變D.以上都不對9.行星繞太陽運動的橢圓軌道半長軸越長，其公轉(zhuǎn)周期（）A.越小B.越大C.不變D.無法判斷10.宇宙飛船在軌道上飛行，軌道半徑增大時，其動能與勢能之和（）A.增大B.減小C.不變D.先增大后減小二、多項選擇題（每題2分，共20分）1.關(guān)于衛(wèi)星變軌，下列說法正確的是（）A.從低軌道到高軌道要加速B.從高軌道到低軌道要減速C.變軌過程中機械能守恒D.變軌前后的軌道切點處加速度相同2.衛(wèi)星在橢圓軌道上運動，下列物理量變化的有（）A.線速度B.角速度C.加速度D.機械能3.當衛(wèi)星從圓形軌道Ⅰ變軌到圓形軌道Ⅱ（軌道Ⅱ半徑大于軌道Ⅰ半徑）時，下列說法正確的是（）A.周期增大B.線速度減小C.角速度增大D.向心加速度減小4.下列關(guān)于天體運動變軌的理解，正確的是（）A.變軌是通過改變衛(wèi)星的速度實現(xiàn)的B.變軌過程中衛(wèi)星的軌道半徑可以連續(xù)變化C.變軌后衛(wèi)星的運動規(guī)律依然遵循開普勒定律D.變軌前后衛(wèi)星的質(zhì)量不變5.飛船在軌道上運行，以下哪些操作可以實現(xiàn)變軌（）A.向后噴氣加速B.向前噴氣減速C.改變飛船質(zhì)量D.調(diào)整飛船姿態(tài)6.衛(wèi)星從橢圓軌道的近地點向遠地點運動，其（）A.動能減小B.勢能增大C.速度減小D.加速度減小7.兩顆衛(wèi)星在不同軌道繞地球運動，軌道半徑不同，下列說法正確的是（）A.軌道半徑大的衛(wèi)星周期長B.軌道半徑小的衛(wèi)星線速度大C.軌道半徑大的衛(wèi)星角速度小D.兩顆衛(wèi)星的向心加速度都與軌道半徑成反比8.衛(wèi)星變軌時，在軌道切點處（）A.速度大小可能改變B.速度方向可能改變C.加速度大小不變D.加速度方向不變9.關(guān)于天體運動中變軌的能量問題，下列說法正確的是（）A.從低軌道到高軌道，衛(wèi)星動能減小，勢能增大B.從高軌道到低軌道，衛(wèi)星動能增大，勢能減小C.變軌過程中，衛(wèi)星的總能量不變D.衛(wèi)星在橢圓軌道上運動時，機械能守恒10.下列情況中，衛(wèi)星能實現(xiàn)變軌的是（）A.衛(wèi)星發(fā)動機點火工作B.衛(wèi)星受到其他天體的引力干擾C.衛(wèi)星調(diào)整自身的姿態(tài)D.衛(wèi)星質(zhì)量發(fā)生變化三、判斷題（每題2分，共20分）1.衛(wèi)星從高軌道向低軌道變軌時要加速。（）2.衛(wèi)星在橢圓軌道上運動時，機械能不守恒。（）3.軌道半徑越大，衛(wèi)星的線速度越大。（）4.衛(wèi)星變軌過程中，在軌道切點處加速度會發(fā)生突變。（）5.從低軌道到高軌道變軌，衛(wèi)星的動能減小，勢能增大。（）6.飛船在圓形軌道上運行，加速后可直接進入更高的圓形軌道。（）7.衛(wèi)星在橢圓軌道上運動，近地點的速度小于遠地點的速度。（）8.行星繞太陽運動的橢圓軌道半長軸與公轉(zhuǎn)周期無關(guān)。（）9.衛(wèi)星變軌前后的軌道切點處，速度大小一定改變。（）10.宇宙飛船在軌道上飛行，軌道半徑變化時，其動能與勢能之和保持不變。（）四、簡答題（每題5分，共20分）1.簡述衛(wèi)星從低軌道向高軌道變軌的原理。答：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)星做離心運動，從而進入高軌道。2.衛(wèi)星在橢圓軌道上運動，從近地點到遠地點，其速度和加速度如何變化？答：速度減小，因為萬有引力做負功。加速度減小，由\(a=\frac{GM}{r^{2}}\)，\(r\)增大，加速度減小。3.比較衛(wèi)星在不同圓形軌道上運行時的線速度、角速度、周期大小關(guān)系。答：線速度\(v=\sqrt{\frac{GM}{r}}\)，半徑大線速度小；角速度\(\omega=\sqrt{\frac{GM}{r^{3}}}\)，半徑大角速度?。恢芷赲(T=2\pi\sqrt{\frac{r^{3}}{GM}}\)，半徑大周期大。4.說明衛(wèi)星變軌過程中，在軌道切點處加速度不變的原因。答：在軌道切點處，衛(wèi)星受到的萬有引力不變，根據(jù)\(a=\frac{F}{m}\)（\(F\)為萬有引力，\(m\)為衛(wèi)星質(zhì)量），加速度由萬有引力決定，所以加速度不變。五、討論題（每題5分，共20分）1.討論衛(wèi)星變軌過程中的能量轉(zhuǎn)化情況。答：從低軌道到高軌道，點火加速，化學能轉(zhuǎn)化為動能，進入高軌道后，動能減小，勢能增大。從高軌道到低軌道，減速，動能減小，勢能轉(zhuǎn)化為動能，同時部分能量消耗在變軌操作中。2.分析飛船與空間站對接時，選擇在低軌道加速對接的原因。答：在低軌道飛船速度大，加速后做離心運動可與高軌道的空間站對接。若在高軌道減速對接難度大，且在低軌道加速便于控制軌道和對接時機。3.結(jié)合開普勒定律，談?wù)剬πl(wèi)星變軌后運動規(guī)律的理解。答：開普勒定律適用于衛(wèi)星變軌后的運動。變軌后軌道形狀改變，但依然滿足面積定律，相等時間掃過相等面積；半長軸與周期關(guān)系也遵循第三定律，變軌改變半長軸，周期也相應(yīng)改變。4.探討衛(wèi)星變軌技術(shù)在航天領(lǐng)域的重要意義。答：衛(wèi)星變軌技術(shù)能讓衛(wèi)星到達不同軌道執(zhí)行多種任務(wù)，如通信衛(wèi)星變軌可優(yōu)化信號覆蓋，探測器變軌能到達目標星球。它為深空探測、太空站建設(shè)等航天活動提供關(guān)鍵支持，推動航天事業(yè)發(fā)展。答案一、單項選擇題1.C2.B3.B4.C5.B6.A7.B8.A9.B10.C二、多