2025年大學(xué)（航空航天工程）航天器軌道力學(xué)原理綜合測(cè)試卷及答案

（考試時(shí)間：90分鐘滿分100分）班級(jí)______姓名______第I卷（選擇題，共30分）每題只有一個(gè)正確答案，請(qǐng)將正確答案填在括號(hào)內(nèi)。（總共6題，每題5分）1.航天器軌道力學(xué)中，開(kāi)普勒第一定律表明行星運(yùn)動(dòng)軌道是（）A.圓形B.橢圓形C.拋物線D.雙曲線2.衛(wèi)星軌道的半長(zhǎng)軸越大，其軌道周期（）A.越短B.越長(zhǎng)C.不變D.先變短后變長(zhǎng)3.航天器在橢圓軌道上運(yùn)行時(shí)，其速度在近地點(diǎn)（）A.最小B.最大C.不變D.為零4.軌道傾角為0°的軌道是（）A.赤道軌道B.極地軌道C.傾斜軌道D.任意軌道5.航天器變軌時(shí)，通過(guò)改變（）來(lái)實(shí)現(xiàn)軌道調(diào)整A.質(zhì)量B.速度C.形狀D.顏色6.地球同步軌道的特點(diǎn)是（）A.周期與地球自轉(zhuǎn)周期不同B.始終位于地球赤道上空C.軌道高度不斷變化D.運(yùn)行速度恒定第II卷（非選擇題，共70分）7.簡(jiǎn)答題：簡(jiǎn)述開(kāi)普勒第二定律的內(nèi)容及其物理意義。（10分）8.計(jì)算題：已知某衛(wèi)星軌道半長(zhǎng)軸為a=7000km，求其軌道周期T。（15分）9.論述題：闡述航天器軌道設(shè)計(jì)需要考慮的因素。（20分）10.材料分析題：材料：某航天器初始軌道為圓軌道，現(xiàn)要將其轉(zhuǎn)移到橢圓軌道進(jìn)行特定任務(wù)。已知圓軌道半徑為r1，橢圓軌道近地點(diǎn)半徑為r2，遠(yuǎn)地點(diǎn)半徑為r3。問(wèn)題：分析航天器從圓軌道轉(zhuǎn)移到橢圓軌道的變軌過(guò)程及所需的條件。（15分）11.綜合應(yīng)用題：假設(shè)要發(fā)射一顆通信衛(wèi)星，使其位于地球同步軌道。已知地球半徑為R，地球自轉(zhuǎn)周期為T(mén)，引力常量為G，地球質(zhì)量為M。請(qǐng)計(jì)算該通信衛(wèi)星的軌道高度h。（20分）答案：1.B2.B3.B4.A5.B6.B7.開(kāi)普勒第二定律內(nèi)容：對(duì)任意一個(gè)行星來(lái)說(shuō)，它與太陽(yáng)的連線在相等時(shí)間內(nèi)掃過(guò)相等的面積。物理意義：反映了行星在軌道上運(yùn)動(dòng)時(shí)速度的變化情況，靠近太陽(yáng)時(shí)速度快，遠(yuǎn)離太陽(yáng)時(shí)速度慢。8.根據(jù)開(kāi)普勒第三定律，T2=(4π2/GM)a3，代入數(shù)據(jù)可得T=5800多秒。9.航天器軌道設(shè)計(jì)需考慮任務(wù)需求，如通信覆蓋范圍、觀測(cè)區(qū)域等；要考慮發(fā)射成本和可行性；需考慮軌道穩(wěn)定性，避免與其他航天器碰撞；還需考慮地球引力、大氣阻力等環(huán)境因素對(duì)軌道的影響。10.航天器從圓軌道轉(zhuǎn)移到橢圓軌道，需在合適位置點(diǎn)火減速。當(dāng)航天器在圓軌道上某點(diǎn)時(shí)，瞬間降低速度，根據(jù)能量守恒和角動(dòng)量守恒，航天器將進(jìn)入橢圓軌道。條件是精確計(jì)算點(diǎn)火位置和速度降低量，確保能準(zhǔn)確進(jìn)入所需橢圓軌道。11.對(duì)于地球同步軌道衛(wèi)星，其周期T與地球自轉(zhuǎn)周期相同。根據(jù)萬(wàn)有引力提