2025高考物理一轮考点突破训练第5章万有引力与宇宙航行专题强化6天体运动中的三类典型问题考点2人造卫星的变轨及对接问题

这是一份2025高考物理一轮考点突破训练第5章万有引力与宇宙航行专题强化6天体运动中的三类典型问题考点2人造卫星的变轨及对接问题，共2页。试卷主要包含了两类变轨情况的分析等内容，欢迎下载使用。

1．两类变轨情况的分析
2.变轨过程各物理量比较
3.卫星的对接问题
在低轨道运行的卫星，加速后可以与高轨道的卫星对接。同一轨道的卫星，不论加速或减速都不能对接。
►考向1 卫星变轨问题中各物理量的比较
(2024·山西太原高三联考)2023年11月28日，中国载人航天工程办公室公布了神舟十六号拍摄到的我国空间站的照片和在空间站拍摄到的神舟十六号撤离时的震撼画面。神舟十六号载人飞船于10月30日成功撤离空间站组合体，标志着中国空间站建设又一重要里程碑。空间站与神舟十六号飞船分离前按照如图所示的运行方向在圆轨道③上做匀速圆周运动，空间站与飞船在Q点分离，随后飞船进入椭圆轨道②，逐步转移到近地轨道①，再寻找合适的时机进入大气层。不考虑飞船、空间站在太空中受到的阻力，下列说法正确的是( C )
A．神舟十六号飞船在Q点分离时需要启动自身推进系统，朝与运行方向相反的方向喷火
B．神舟十六号飞船在从Q到P的过程中机械能越来越小
C．神舟十六号飞船在轨道②、轨道③上分别经过Q点时的向心加速度相同
D．神舟十六号飞船在轨道②上经过P点的时运行速度小于第一宇宙速度
[解析] 神舟十六号飞船在从轨道③变到轨道②上时要减速，故自身推进系统应朝运行方向喷火，产生一个与运行方向相反的阻力让飞船减速，故A错误；飞船在轨道②上运行时，只有引力做功，机械能守恒，故B错误；飞船在轨道②、轨道③上分别经过Q点时，只受到地球对他们的万有引力的作用，因此加速度相同，同时轨道②上Q点速度最小，切向加速度为0，故向心加速度相同，故C正确；飞船在轨道②上经过P点时，相较于轨道①做离心运动，而轨道①上的运行速度等于第一宇宙速度，故P点速度大于第一宇宙速度，故D错误。故选C。
►考向2 卫星的对接问题
我国是少数几个掌握飞船对接技术的国家之一，为了实现神舟飞船与天宫号空间站的顺利对接，具体操作应为( C )
A．飞船与空间站在同一轨道上且沿相反方向做圆周运动接触后对接
B．空间站在前、飞船在后且两者沿同一方向在同一轨道做圆周运动，在合适的位置飞船加速追上空间站后对接
C．空间站在高轨道，飞船在低轨道且两者同向飞行，在合适的位置飞船加速追上空间站后对接
D．飞船在前、空间站在后且两者在同一轨道同向飞行，在合适的位置飞船减速然后与空间站对接
[解析] 飞船在轨道上高速运动，如果在同一轨道上沿相反方向运动，则最终会撞击而不是成功对接，故A项错误；两者在同一轨道上，飞船加速后做离心运动，则飞船飞到较高轨道，故不能采取同一轨道加速对接，故B项错误；飞船在低轨道加速做离心运动，在合适的位置，飞船追上空间站实现对接，故C项正确；两者在同一轨道飞行时，飞船减速做近心运动，飞船的轨道高度要降低，故不可能与同一轨道的空间站实现对接，故D项错误。两类变轨
离心运动
近心运动
变轨起因
飞行器加速
飞行器减速
受力特点
Geq \f(Mm,r2)Geq \f(Mm,r2)>meq \f(v2,r)
变轨结果
变为椭圆轨道或在更高圆轨道上运动
变为椭圆轨道运动或在更低圆轨道上运动
能量变化
机械能增加(高轨动能减小，势能增加)
机械能减小(低轨动能增加，势能减小)
速度关系
在A点加速：vⅡA>vⅠ，在B点加速：vⅢ>vⅡB，即vⅡA>vⅠ>vⅢ>vⅡB
(向心)加速度关系
由a＝eq \f(F,m)＝eq \f(GM,r2)判断加速度
aⅢ＝aⅡB aⅡA＝aⅠ
周期关系
由开普勒第三定律判断周期关系TⅠ机械能
由机械能的变化量等于除重力之外的其它力做的功判断机械能的关系为EⅠ