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考点巩固卷 31 卫星变轨模型
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考点序号 考点 题型分布
考点1 卫星变轨模型 10单选+5多选
考点01：卫星变轨模型（10单选+5多选）
一、单选题
1．（2023·全国·校联考模拟预测）2023年1月21日，神舟十五号3名航天员在 高的空间站向祖国
人民送上新春祝福．空间站的运行轨道可近似看作圆形轨道Ⅰ，椭圆轨道Ⅱ为神州十五号载人飞船与空间
站对接前的运行轨道，已知地球半径为R，两轨道相切与P点，地球表面重力加速度大小为g，下列说法
正确的是（ ）
A．空间站在轨道Ⅰ上的运行速度小于
B．神州十五号载人飞船在P点的加速度小于空间站在P点的加速度
C．神州十五号载人飞船在P点经点火减速才能从轨道Ⅱ进入轨道Ⅰ
D．轨道Ⅰ上的神州十五号载人飞船想与前方的空间站对接，只需要沿运动方向加速即可
2．（2023·河北沧州·统考模拟预测）为监控非法入侵南海岛屿的船只，北斗系统中有颗近似在圆轨道上绕
地球运动的卫星，该卫星距地面的高度大约为300km，每天累计经过岛屿正上方16次。受稀薄大气的影响，
每隔一段时间须启动卫星上的发动机来修正轨道。下列说法正确的是（ ）
A．该卫星的周期约为60min
B．大气阻力会使该卫星的轨道变低
C．该卫星的轨道平面可能与赤道共面
D．发动机工作时对卫星做正功，轨道修正后卫星的动能将变大
3．（2023·湖南常德·常德市一中校考模拟预测）如图所示，卫星沿圆形轨道I环绕地球运动，当其运动到
M点时采取了一次减速制动措施，进入椭圆轨道（II或III）。轨道I、II和III均与地球赤道面共面，变更轨
道后（ ）
资料整理【淘宝店铺：向阳百分百】 1A．卫星可能沿轨道III运动
B．卫星经过M点之后速度可能大于7.9km/s
C．卫星经过M点时的加速度变大
D．卫星环绕地球运动的周期变大
4．（2023·浙江温州·乐清市知临中学校考模拟预测）我国成功发射“神舟七号”载人飞船，随后航天员圆
满完成了太空出舱任务并释放了“伴飞”小卫星。载人飞船在固定的轨道上做匀速圆周运动，“伴飞”小
卫星与载人飞船相对静止，“伴飞”小卫星有多种伴飞模式，图1和图2是其中的两种伴飞模式，则下列
说法正确的是（ ）
A．载人飞船的速度大小介于7.9km/s到11.2km/s之间
B．图1的伴飞模式下，“伴飞”小卫星的线速度大于载人飞船的线速度
C．图2模式下“伴飞”小卫星只需向后喷出气体，加速后，就可以和载人飞船对接
D．图1和图2这两种伴飞模式下“伴飞”小卫星的角速度大小是相等的
5．（2023·山东·统考二模）2023年1月9日，谷神星一号遥五运载火箭在我国酒泉卫星发射中心成功发射，
将搭载的科技壹号卫星、天启星座13星等5颗卫星成功送入预定轨道。卫星1圆轨道的半径与卫星2椭圆
轨道的半长轴相等，两轨道面在同一平面内且两轨道相交于A、B两点，某时刻卫星的位置如图所示。下
列说法正确的是（ ）
资料整理【淘宝店铺：向阳百分百】 2A．两卫星在图示位置的速度
B．两卫星在图示位置时，卫星1的加速度等于卫星2的加速度
C．两颗卫星分别经过A点时受到的万有引力相等
D．若不及时调整轨道，两卫星可能发生相撞
6．（2023·辽宁沈阳·辽宁实验中学校考模拟预测）航天飞机在完成对空间站的维修任务后，在A点短时间
开动小型发动机进行变轨，从圆形轨道I进入椭圆轨道II，B为轨道II上的一点，如图所示。下列说法中正
确的有（ ）
A．在轨道II上经过A的机械能大于经过B的机械能
B．在A点短时间开动发动机使航天飞机减速
C．在轨道II上运动的周期等于在轨道I上运动的周期
D．在轨道II上经过A的加速度小于在轨道I上经过A的加速度
7．（2023·湖北武汉·湖北省武昌实验中学校考模拟预测）登陆火星需经历如图所示的变轨过程，已知引力
常量为G，则下列说法错误的是（ ）
A．飞船在轨道上运动时，运行的周期
B．飞船在轨道在Ⅱ上，在飞船里可用弹簧测力计可以测出物体的重力的大小
C．飞船在P点从轨道Ⅱ变轨到轨道Ⅰ，需要在P点朝前喷气
D．若轨道Ⅰ贴近火星表面，已知飞船在轨道Ⅰ上运动的角速度，可以推知火星的密度
8．（2023·广东广州·华南师大附中校考三模）如图所示，用火箭发射人造地球卫星。当最后一节火箭的燃
资料整理【淘宝店铺：向阳百分百】 3料用完后，火箭壳体和卫星一起以 的速度绕地球做匀速圆周运动。某时刻火箭壳体与卫星分离，分离后
瞬间，卫星速度增大，则（ ）
A．分离前卫星所受重力为0
B．分离前后卫星和火箭壳的动量守恒
C． 可能等于8km/s
D．分离后卫星不可能在原来的轨道上运动
9．（2023·江苏·模拟预测）卫星携带一探测器在半径为 （ 为地球半径）的圆轨道上绕地球飞行。在a
点，卫星上的辅助动力装置短暂工作，将探测器沿运动方向射出（设辅助动力装置喷出的气体质量可忽
略），探测器恰能完全脱离地球的引力，而卫星沿新的椭圆轨道运动，其近地点b距地心的距离为 （
略小于 ），则下列说法正确的是（ ）
A．卫星在圆轨道上运动的速度大于
B．在a处的探测器发射速度必须大于
C．卫星在圆轨道上运动时机械能大于在椭圆轨道上的机械能
D．正常运行的情况下卫星在两轨道上经过a处时加速度大小不同
10．（2023·广东·统考三模）“神舟十三号”载人飞船与“天和”核心舱在2021年10月16日成功对接，
航天员顺利进入“天和”核心舱。载人飞船和空间站对接的一种方法叫“同椭圆轨道法”，其简化示意图
如图所示。先把飞船发射到近地圆形轨道Ⅰ，然后经过多次变轨使飞船不断逼近空间站轨道，当两者轨道
资料整理【淘宝店铺：向阳百分百】 4很接近的时候，再从空间站下方、后方缓慢变轨进入空间站轨道。Ⅱ、Ⅲ是绕地球运行的椭圆轨道，Ⅳ是
绕地球运行、很接近空间站轨道的圆形轨道。P、Q分别为椭圆轨道Ⅲ的远地点和近地点，下列说法正确
的是（ ）
A．在轨道Ⅲ上，载人飞船在Q点的加速度比在P点的加速度大
B．载人飞船在轨道Ⅲ上运行的周期比在轨道Ⅰ上运行的周期小
C．载人飞船在轨道Ⅲ上经过P点的速度大于在轨道Ⅳ上经过P点的速度
D．在轨道Ⅲ上，载人飞船在P点的机械能比在Q点的机械能大
二、多选题
11．（2023·湖南长沙·长郡中学校考模拟预测）2023年2月24日下午，“逐梦寰宇问苍穹——中国载人航
天工程三十年成就展”开幕式在中国国家博物馆西大厅举行，本次展览为期3个月，全面系统回顾工程全
线三十年来自信自强、奋斗圆梦的辉煌历程．载人航天进行宇宙探索过程中，经常要对航天器进行变轨．
某次发射Z卫星时，先将Z卫星发射至近地圆轨道Ⅰ，Z卫星到达轨道Ⅰ的A点时实施变轨进入椭圆轨道
Ⅱ，到达轨道Ⅱ的远地点B时，再次实施变轨进入轨道半径为 （R为地球半径）的圆形轨道Ⅲ绕地球做
圆周运动．下列判断正确的是（ ）
A．Z卫星可能是一颗地球同步卫星
B．Z卫星在轨道Ⅱ上运动的周期大于在轨道Ⅲ上运动的周期
C．Z卫星在轨道Ⅲ上经过B点时的速度大于在轨道Ⅱ上经过B点时的速度
D．Z卫星在圆形轨道Ⅲ上运行时的加速度小于它在圆轨道Ⅰ上运行时的加速度
12．（2023·福建福州·福建省福州第一中学校考三模）2021年5月15日，我国“天问一号”探测器成功在
火星表面着陆。若某探测器登陆火星前先后沿图示圆轨道I、椭圆轨道II、圆轨道II运行，B为轨道II的近
资料整理【淘宝店铺：向阳百分百】 5火点。假设探测器的质量不变，则探测器（ ）
A．在轨道I上运行的周期大于在轨道II上运行的周期
B．在轨道II上运行的向心加速度小于在轨道I上运行的向心加速度
C．在轨道II上的动能总是大于在轨道III上的动能
D．由轨道II变轨到轨道III时在B处需要点火减速
13．（2023·云南保山·统考三模）2022年10月31日，“梦天”实验舱在文昌航天发射场发射，成功和
“天和”核心舱对接，并保持轨道半径不变，离地约400km，如图所示。“梦天”实验舱完成“T”字基本
构型后，“神舟十四号”航天员乘组在“梦天”实验舱内完成了货包整理、设备安装等工作，彰显了中国
独自组建空间站的航天实力。下列说法正确的是（ ）
A．航天员出舱时，若与空间站连接的安全绳脱落，航天员将做向心运动飞离空间站
B．“梦天”实验舱与“天和”核心舱对接后，由于质量变大核心舱向心加速度变小
C．“梦天”实验舱的运行速度小于第一宇宙速度
D．若已知“梦天”实验舱的在轨运行周期、环绕速度及引力常量，则可估算出地球的质量
14．（2023·福建泉州·福建省德化第一中学校联考一模）据报道，中国空间站工程巡天望远镜（简称
“CSST”）将于2024年前后投入运行，CSST以天宫空间站为太空母港，平时观测时远离空间站并与其共轨
独立飞行，在需要补给或者维修升级时，主动与“天宫”交会对接，停靠太空母港。已知空间站轨道半径
与地球半径的比值为k，地球半径为R，地球表面的重力加速度大小为g，下列说法正确的是（ ）
A．CSST观测时线速度的大小为
B．CSST观测时加速度的大小为
C．若CSST观测时位于“天宫”后方，通过加速后可与“天宫”对接
资料整理【淘宝店铺：向阳百分百】 6D．CSST停靠太空母港时，组合体运行的周期为
15．（2023·云南曲靖·统考二模）我国首次发射的火星探测器“天问一号”于2021年2月10日成功被火星
引力捕获，绕火星赤道平面椭圆轨道1运行（如图所示）。当“天问一号”经过远火点Q时速度为v，若
短时间内启动探测器上发动机，实现“天问一号”的轨道平面转移到与轨道1平面成 角的椭圆轨道2平
面上运行，且变轨前后两椭圆轨道的近火点P与远火点Q相同，探测器在Q点的变轨时间极短可忽略，变
轨后立即关闭发动机，不考虑阻力及其他天体的影响。在远火点Q变轨前后瞬间，下列说法正确的是（
）
A．探测器速度变化量大小为零 B．探测器速度变化量大小为v
C．探测器的加速度变大 D．探测器的加速度不变
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