【最新版】23届高考二轮高考热点补救练习9.卫星变轨和能量问题

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9.卫星变轨和能量问题　　　　　　　　　　　　　　　　　　　1.(2021·安徽示范高中皖北协作区4月联考)2020年11月24日凌晨，搭载嫦娥五号探测器的长征五号遥五运载火箭从文昌航天发射场顺利升空，12月17日“嫦娥五号”返回器携带月球样品在预定区域安全着陆，在落地之前，它在大气层打个“水漂”。现简化过程如图1所示，以地心为中心、半径为r1的圆周为大气层的边界，忽略大气层外空气阻力。已知地球半径为R，返回器从o点进入大气层，经a、b、c、d回到地面，其中o、b、d为轨道和大气层外边界的交点，c点到地心的距离为r2，地球表面重力加速度为g，以下结论正确的是(　　)图1A.返回器在o点动能大于在b点的动能B.返回器在b点动能大于在d点的动能C.返回器在c点的加速度大于eq \f(gR2,req \o\al(2,1))D.返回器通过a点处于失重状态答案　A解析　返回器在o点运动到b点的过程中由于离地心的距离不变，则万有引力不做功，但由于返回器受到大气层空气阻力，且空气阻力做负功，则返回器在o点动能大于在b点的动能，A正确；返回器从b点运动到d点的过程中由于离地心的距离不变，则万有引力不做功，在大气层外没有空气阻力，则返回器在b点动能等于在d点的动能，B错误；返回器在c点只受万有引力，则根据牛顿第二定律有Geq \f(Mm,req \o\al(2,2))＝mac，由于地球表面的重力加速度为g，则根据重力和万有引力的关系有mg＝Geq \f(Mm,R2)，则返回器在c点的加速度等于eq \f(gR2,req \o\al(2,2))，由于r2 > r1，则eq \f(gR2,req \o\al(2,2))T2>T1B.由轨道1变至轨道2，卫星在P点向前喷气C.卫星在三个轨道上机械能E3＝E2>E1D.轨道1在Q点的速度小于轨道3的速度答案　C解析　根据开普勒第三定律eq \f(a3,T2)＝k 可知，卫星在三个轨道上的周期T3＝T2>T1，故A错误；由轨道1变至轨道2，离心运动，卫星在P点向后喷气，故B错误；由轨道1变至轨道2，机械能增大，而在轨道2、3上，高度相同，根据v＝eq \r(\f(GM,r))可知，速度大小相同，动能相同，则机械能相同，故E3＝E2>E1，故C正确；轨道1在P点的速度大于对应圆轨道3的速度，在轨道1近地点Q的速度大于远地点P的速度，轨道1在Q点的速度大于轨道3的速度，故D错误。