正确率60.0%$${{2}{0}{1}{7}}$$年$${{9}}$$月,我国控制“天舟一号”飞船离轨,使它进入大气层烧毁,残骸坠入南太平洋一处号称“航天器坟场”的远离大陆的深海区.在受控坠落前,“天舟一号”在距离地面$${{3}{8}{0}{{k}{m}}}$$的圆轨道上飞行,则下列说法中正确的是()
C
A.在轨运行时,“天舟一号”的线速度大于第一宇宙速度
B.在轨运行时,“天舟一号”的角速度小于同步卫星的角速度
C.受控坠落时,应通过“反推”实现制动离轨
D.“天舟一号”离轨后,在进入大气层前,运行速度不断减小
3、['天体质量和密度的计算', '功能关系的应用', '卫星变轨问题']正确率40.0%$${{2}{0}{1}{8}}$$年$${{1}{2}}$$月$${{8}}$$日$${{2}}$$时$${{2}{3}}$$分,我国成功发射“嫦娥四号”探测器.“嫦娥四号”探测器经历地月转移、近月制动、环月飞行,最终于$${{2}{0}{1}{9}}$$年$${{1}}$$月$${{3}}$$日$${{1}{0}}$$时$${{2}{6}}$$分实现人类首次月球背面软着陆.假设“嫦娥四号”在环月圆轨道和椭圆轨道上运动时只受到月球的万有引力,则“嫦娥四号”()
A
A.在减速着陆过程中,其引力势能减小
B.在环月椭圆轨道上运行时,其速率不变
C.由地月转移轨道进入环月轨道,应让其加速
D.环月圆轨道的半径、运行周期和引力常量已知时,可算出月球的密度
5、['机械能的概念及计算', '人造卫星的运行规律', '卫星变轨问题']正确率40.0%$${{2}{0}{1}{6}}$$年$${{1}{0}}$$月$${{1}{7}}$$日$${{7}}$$时$${{3}{0}}$$分,中国在酒泉卫星发射中心使用长征二号$${{F}{Y}{{1}{1}}}$$运载火箭将神舟十一号载人飞船送入太空,$${{2}{0}{1}{6}}$$年$${{1}{0}}$$月$${{1}{9}}$$日凌晨,神舟十一号飞船与天宫二号自动交会对接成功,过去神舟十号与天宫一号对接时,轨道高度是$${{3}{4}{3}}$$公里,而神舟十一号和天宫二号对接时的轨道高度是$${{3}{9}{3}}$$公里,比过去高了$${{5}{0}}$$公里.由以上信息下列说法正确的是()
B
A.天宫一号的运行速度小于天宫二号的运行速度
B.天宫一号的运行周期小于天宫二号的运行周期
C.神舟十一号飞船如果从$${{3}{4}{3}}$$公里的轨道变轨到$${{3}{9}{3}}$$公里的对接轨道机械能减小
D.天宫一号的加速度小于天宫二号的加速度
10、['环绕天体运动参量的分析与计算', '第一宇宙速度', '人造卫星的运行规律', '卫星变轨问题']正确率40.0%科学家为了探索火星特点,在地球上先后发射了$$a, ~ b, ~ c$$三颗卫星,三颗卫星通过地面控制经历一系列变轨之后。最终,$${{a}}$$卫星降落在火星上面随火星一起转动;$${{b}}$$卫星贴着火星表面绕火星转动;$${{c}}$$卫星也绕火星转动,但轨道半径为火星半径的$${{4}}$$倍。(卫星绕火星转动时只考虑火星对其施加的万有引力)则下列说法正确的是()
B
A.$$a, ~ b, ~ c$$三颗卫星在地面上的发射速度均大于$$7. 9 \mathrm{k m / s}$$但小于$${\bf1 1. 2 k m / s}$$
B.$${{b}}$$卫星绕火星转动的线速度是$${{c}}$$卫星绕火星转动线速度的$${{2}}$$倍
C.$${{a}}$$随火星转动,$${{b}{、}{c}}$$绕火星转动过程中三者向心加速度关系为$$a_{a} > a_{b} > a_{c}$$
D.根据公式$${{v}{=}{ω}{r}}$$可知,卫星$${{c}}$$只要适当加速就可直接到达卫星$${{b}}$$所在轨道
2、解析:
A. 第一宇宙速度 $$v_1 = 7.9 \text{km/s}$$ 是近地轨道最大环绕速度。天舟一号轨道半径 $$r = R + h = 6370 + 380 = 6750 \text{km} > R$$,由 $$v = \sqrt{\frac{{GM}}{{r}}}$$ 知 $$v < v_1$$,错误。
B. 同步卫星轨道高度约36000km,角速度 $$\omega = \sqrt{\frac{{GM}}{{r^3}}}$$,天舟一号轨道半径更小,$$\omega$$ 更大,错误。
C. 受控坠落需减速降低轨道,通过反推发动机制动实现,正确。
D. 离轨后进入椭圆轨道,在进入大气层前仅受引力,机械能守恒,近地点速度大远地点速度小,但坠落过程轨道高度降低,运行速度总体增大,错误。
答案:C
3、解析:
A. 减速着陆过程中高度降低,引力势能 $$E_p = -\frac{{GMm}}{{r}}$$ 减小(负值绝对值增大),正确。
B. 椭圆轨道上运行时,根据开普勒第二定律,近月点速率大远月点速率小,错误。
C. 由地月转移轨道进入环月轨道需减速制动(减小机械能)以实现被月球捕获,错误。
D. 由 $$T = 2\pi \sqrt{\frac{{r^3}}{{GM}}}$$ 得 $$M = \frac{{4\pi^2 r^3}}{{GT^2}}$$,但月球体积 $$V = \frac{{4}}{{3}}\pi R^3$$ 未知(r为轨道半径而非月球半径),无法算密度,错误。
答案:A
5、解析:
轨道高度:天宫一号343km,天宫二号393km(更高)。由 $$v = \sqrt{\frac{{GM}}{{r}}}$$, $$T = 2\pi \sqrt{\frac{{r^3}}{{GM}}}$$, $$a = \frac{{GM}}{{r^2}}$$ 知:r越大,v越小、T越大、a越小。
A. 天宫一号轨道更低,运行速度更大,错误。
B. 天宫一号轨道更低,运行周期更小,正确。
C. 从343km变轨到393km需加速(增加机械能)才能进入更高轨道,错误。
D. 天宫一号轨道更低,加速度更大,错误。
答案:B
10、解析:
A. 火星为地外行星,发射速度需大于第二宇宙速度11.2km/s才能脱离地球引力,但小于第三宇宙速度16.7km/s,错误。
B. b卫星轨道半径 $$r_b = R$$,c卫星 $$r_c = 4R$$。由 $$v = \sqrt{\frac{{GM}}{{r}}}$$ 得 $$\frac{{v_b}}{{v_c}} = \sqrt{\frac{{r_c}}{{r_b}}} = \sqrt{4} = 2$$,即 $$v_b = 2v_c$$,正确。
C. a随火星自转:$$a_a = \omega^2 R$$(火星自转角速度较小);b卫星:$$a_b = \frac{{GM}}{{R^2}}$$;c卫星:$$a_c = \frac{{GM}}{{(4R)^2}} = \frac{{GM}}{{16R^2}}$$。通常 $$a_b > a_a$$(因近地卫星向心加速度约等于地表重力加速度),且 $$a_b > a_c$$,但 $$a_a$$ 与 $$a_b$$ 大小需具体数据判断,不过一般卫星向心加速度大于自转向心加速度,故 $$a_b > a_a > a_c$$,选项 $$a_a > a_b$$ 错误。
D. 变轨需复杂机动(先加速进入椭圆再减速调整),不能直接加速到达,且 $$v = \omega r$$ 仅适用于同一轨道角速度比较,错误。
答案:B