Question

5．“天空二号”空间实验室已于2016年9月15日22时04分09秒在酒泉卫星发射中心发射成功，成为我国第一个真正意义上的空间实验室，也是目前我国载人飞行时间最长的一个航天器．“天空二号”经两次轨道控制以后，顺利进入离高空380Km高的圆形在轨测试轨道．10月中下旬，“天空二号”将会在离地面393Km高的圆形等待轨道上，与“神舟十一号”飞船交会对接，则（　　）

• A． 天宫二号”的发射速度应大于第二宇宙速度速率
• B． “天空二号”在测试轨道上运行的线速度大于地球表面赤道上随地球自转的物体的线速度
• C． “天空二号”在测试轨道上运行的线速度大于在等待轨道上运行的线速度
• D． 如处于低轨道的神舟十一号”飞船要和．“天空二号”对接，飞船应加速

Answer 1

分析 卫星的发射速度如果大于第二宇宙速度，它将脱离地球束缚，不能在绕地球运动了．
“天宫二号”在测试轨道的线速度和同步轨道的卫星线速度，根据$v=\sqrt{\frac{GM}{r}}$进行比较；同步轨道线速度和地面物体随地自转的线速度根据v=ωr进行比较，即可得出“天宫二号”在测试轨道的线速度和地球表面赤道上随地球自转的线速度大小；
根据$v=\sqrt{\frac{GM}{r}}$比较“天宫二号”在测试轨道和在等待轨道上运行的线速度；
神州十一号加速后做离心运动轨道半径变大可以与天宫二号对接．

解答 解：A、发射速度如果大于第二宇宙速度，“天宫二号”将脱离地球束缚，不能在绕地球运动了．故A错误；
B、测试轨道距地面的高度380km小于地球同步卫星距地面的高度，根据$v=\sqrt{\frac{GM}{r}}$，“天宫二号”在测试轨道的线速度大于在同步轨道的线速度；地球同步卫星与地面物体具有相同的角速度，根据v=ωr，同步卫星的线速度大于地面物体的线速度，所以“天宫二号”在测试轨道的线速度大于在地球表面赤道上随地球自转的物体的线速度，故B正确；
C、测试轨道距地面的高度大于等待轨道距地面的高度，根据$v=\sqrt{\frac{GM}{r}}$，所以“天宫二号”在测试轨道上运行的线速度大于在等待轨道上运行的线速度，故C正确；
神舟十一号飞船适当加速时，所需要的向心力，将做离心运动，轨道半径变大，与天宫二号实现对接，故D正确；
故选：BCD

点评 知道万有引力提供向心力是解决卫星问题的前提，应用万有引力公式牛顿第二定律可以解题，要理解卫星、航天器变轨的原理．