1. 卫星携带一探测器在半径为4R的圆轨道I上绕地球做匀速圆周运动。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)。若探测器恰能完全脱离地球的引力范围,即到达距地球无限远时的速度恰好为零,而卫星沿新的椭圆轨道Ⅱ运动,如图所示,A、B两点分别是其椭圆轨道Ⅱ的远地点和近地点(卫星通过A、B两点时的线速度大小与其距地心距离的乘积相等)。地球质量为M,探测器的质量为m,卫星的质量为 , 地球半径为R,引力常量为G,已知质量分别为的两个质点相距为时,它们之间的引力势能为 , 求:

(1) 卫星刚与探测器分离时,卫星的线速度大小;
(2) 卫星运行到近地点B时距地心的距离a。
【考点】
卫星问题;
【答案】

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1. “嫦娥”探月

2004年,国务院批准绕月探测工程立项,命名为“嫦娥工程”。2020年12月17日凌晨,“嫦娥五号”携带1731克月球样品满载而归,标志着我国探月工程“绕、落、回”三步走规划如期完成。

(1) 2007年10月24日我国首个月球探测器“嫦娥一号”成功发射,于11月7日进入离月球表面200公里的圆形工作轨道匀速绕行。“嫦娥一号”(  ) A. 处于平衡状态 B. 相同时间内通过的圆弧长度相等 C. 受到月球引力和向心力两个力的作用 D. 受到月球的引力作为向心力
(2) 若月球半径为r,嫦娥一号的圆形工作轨道距离月球表面高度为h,月球质量M,则嫦娥一号在工作轨道上运动的线速度为,运动周期为月球表面的重力加速度为
(3) 如图,“嫦娥”探测器前往月球的过程中,首先进入“停泊轨道”绕地球旋转,在P点变速进入“地月转移轨道”,接近月球时,被月球引力“俘获”,再在“工作轨道”上匀速绕月飞行,然后择机降落。则探测器(  )

A. 在“停泊轨道”上的绕行速度大于7.9km/s B. 在P点加速,然后变轨到转移轨道 C. 在Q点向后喷气,然后变轨到工作轨道 D. 在转移轨道上关闭发动机运行时,嫦娥号和地球的连线在相等时间内扫过的面积相等
(4) “嫦娥”探测器到达距离月球表面5km的位置,立即开动发动机,向(选填“上”、“下”)喷气,减速下行,实施“软着陆”。该过程中,探测器的机械能。(选填“增大”、“减小”或“不变”)。
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