第23講人造衛(wèi)星宇宙速度（練習）（原卷版）

第23講人造衛(wèi)星宇宙速度（模擬精練+真題演練）1．（2023·江西南昌·江西師大附中?？既＃┲袊臻g站于2022年全面建成并轉(zhuǎn)入應用與發(fā)展新階段，計劃于2023年5月發(fā)射天舟六號貨運飛船。飛船將對接“天和”核心艙，對接完成后，可認為空間站貼近地球表面運行。已知地球的半徑為，地球同步衛(wèi)星離地面的高度約為，地面的重力加速度為，下列說法正確的是（）A．空間站的速度大于B．空間站的周期約為C．地球的自轉(zhuǎn)周期約為D．空間站與地球同步衛(wèi)星的線速度之比約為2．（2023·浙江溫州·樂清市知臨中學?？寄M預測）我國成功發(fā)射“神舟七號”載人飛船，隨后航天員圓滿完成了太空出艙任務并釋放了“伴飛”小衛(wèi)星。載人飛船在固定的軌道上做勻速圓周運動，“伴飛”小衛(wèi)星與載人飛船相對靜止，“伴飛”小衛(wèi)星有多種伴飛模式，圖1和圖2是其中的兩種伴飛模式，則下列說法正確的是（）

A．載人飛船的速度大小介于7.9km/s到11.2km/s之間B．圖1的伴飛模式下，“伴飛”小衛(wèi)星的線速度大于載人飛船的線速度C．圖2模式下“伴飛”小衛(wèi)星只需向后噴出氣體，加速后，就可以和載人飛船對接D．圖1和圖2這兩種伴飛模式下“伴飛”小衛(wèi)星的角速度大小是相等的3．（2023·安徽亳州·安徽省亳州市第一中學?？寄M預測）北京時間2022年10月7日21時10分，中國成功將微厘空間北斗低軌導航增強系統(tǒng)S5/S6兩顆試驗衛(wèi)星送入離地高度約700km的近地軌道。這兩顆衛(wèi)星主要用于實時監(jiān)測全球衛(wèi)星導航系統(tǒng)服務性能，開展導航增強及星間激光通信試驗。已知目前在軌運行的中國空間站離地高度約400km，若它們繞地球做的均是勻速圓周運動，已知地球的半徑，地球同步衛(wèi)星的軌道半徑約為6.6R，兩顆試驗衛(wèi)星的質(zhì)量均小于中國空間站的質(zhì)量，下列說法正確的是（）A．這兩顆試驗衛(wèi)星的線速度大于第一宇宙速度B．這兩顆試驗衛(wèi)星的線速度小于地球赤道上隨地球一起自轉(zhuǎn)的物體的線速度C．這兩顆試驗衛(wèi)星的運行周期小于中國空間站的運行周期D．這兩顆試驗衛(wèi)星的動能均小于中國空間站的動能4．（2023·江蘇南京·南京師大附中?？寄M預測）電影中的太空電梯非常吸引人。現(xiàn)假設已經(jīng)建成了如圖所示的太空電梯，其通過超級纜繩將地球赤道上的固定基地、同步空間站和配重空間站連接在一起，它們隨地球同步旋轉(zhuǎn)。圖中配重空間站比同步空間站更高，P是纜繩上的一個平臺。則下列說法正確的是（）

A．太空電梯上各點線速度的平方與該點離地球球心的距離成反比B．宇航員在配重空間站時處于完全失重狀態(tài)C．若從P平臺向外自由釋放一個小物塊，則小物塊會一邊朝P點轉(zhuǎn)動的方向向前運動一邊落向地球D．若兩空間站之間纜繩斷裂，配重空間站將繞地球做橢圓運動，且斷裂處為橢圓的遠地點5．（2023·山東日照·統(tǒng)考三模）2023年5月11日，天舟六號貨運飛船成功對接中國空間站天和核心艙，空間站和另一地球衛(wèi)星的軌道如圖所示，二者的運動均可看成勻速圓周運動。已知衛(wèi)星地心的連線與衛(wèi)星—空間站的連線的最大夾角為，地球半徑為，空間站距地面的高度為，萬有引力常量為，重力加速度為，忽略地球自轉(zhuǎn)。下列判斷正確的是（）A．中國空間站的運行周期為B．衛(wèi)星的軌道半徑為C．空間站與衛(wèi)星的線速度之比為D．空間站與衛(wèi)星的角速度之比為1：6．（2023·廣東·模擬預測）2022年7月24日，中國空間站問天實驗艙發(fā)射成功。中國空間站組建完成后，將從空間站中釋放伴隨衛(wèi)星。如圖所示，空間站繞地球運行軌道為圓軌道，伴隨衛(wèi)星繞地球運行軌道為接近圓的橢圓軌道，二者位于同一軌道平面內(nèi)，分別為伴隨衛(wèi)星軌道的遠地點和近地點，伴隨衛(wèi)星在P處時位于空間站正上方，兩點與空間站軌道的高度差相等，僅考慮地球的引力作用。則（）A．當伴隨衛(wèi)星運行到P點時，加速度比空間站的大B．當伴隨衛(wèi)星運行到Q點時，速度比空間站的小C．空間站繞地球轉(zhuǎn)過一周的過程，以空間站為參考系，伴隨衛(wèi)星繞空間站也轉(zhuǎn)過一周D．經(jīng)過相同時間，伴隨衛(wèi)星、空間站分別與地心的連線掃過的面積相等7．（2023·海南省直轄縣級單位·嘉積中學?？寄M預測）如圖所示，a為放在赤道上相對地球靜止的物體，隨地球自轉(zhuǎn)做勻速圓周運動，b為沿地球表面附近做勻速圓周運動的人造衛(wèi)星（軌道半徑約等于地球半徑），c為地球的同步衛(wèi)星。下列關(guān)于a、b、c的說法中正確的是（）

A．地球同步衛(wèi)星都與c在同一個軌道上，并且它們受到的萬有引力大小相等B．a(chǎn)、b、c做勻速圓周運動的向心加速度大小關(guān)系為C．a(chǎn)物體與地球的萬有引力全部提供給a物體隨地球自轉(zhuǎn)的向心力D．a(chǎn)、b、c做勻速圓周運動的周期關(guān)系為8．（2023·天津靜海·靜海一中?？寄M預測）2019年3月10日，長征三號乙運載火箭將“中星6C”通信衛(wèi)星（記為衛(wèi)星Ⅰ）送入地球同步軌道上，主要為我國、東南亞、澳洲和南太平洋島國等地區(qū)提供通信與廣播業(yè)務。在同平面內(nèi)的圓軌道上有一顆中軌道衛(wèi)星Ⅱ它運動的每個周期內(nèi)都有一段時間t（t未知）無法直接接收到衛(wèi)星Ⅰ發(fā)出的電磁波信號，因為其軌道上總有一段區(qū)域沒有被衛(wèi)星Ⅰ發(fā)出的電磁波信號覆蓋到，這段區(qū)域?qū)膱A心角為。已知衛(wèi)星Ⅰ對地球的張角為，地球自轉(zhuǎn)周期為，萬有引力常量為G，則下列說法正確的是（）A．地球的平均密度為 B．衛(wèi)星Ⅰ、Ⅱ的角速度之比為C．衛(wèi)星Ⅱ的周期為 D．題中時間t不可能為9．（2023·湖北·模擬預測）2023年2月23日19時49分，由航天科技集團一院研制的長征三號乙運載火箭在西昌衛(wèi)星發(fā)射中心點火升空，將中星26號衛(wèi)星順利送入預定軌道。中星26號衛(wèi)星是一顆地球靜止軌道高通量寬帶通信衛(wèi)星，標志著我國進入了衛(wèi)星互聯(lián)網(wǎng)的全新階段。已知地球自轉(zhuǎn)周期為T，地球半徑為R，地面重力加速度為g，下列說法正確的是（）A．中星26號衛(wèi)星繞地球運行過程中里面的科學儀器不受重力作用，處于完全失重狀態(tài)B．中星26號衛(wèi)星繞地球運行的角速度大于靜止于赤道上物體的角速度C．中星26號衛(wèi)星距離地面的高度為D．中星26號衛(wèi)星發(fā)射速度一定大于第一宇宙速度10．（2023·河南·校聯(lián)考模擬預測）2022年11月29日，神舟十五號載人飛船由長征二號F運載火箭穩(wěn)穩(wěn)托舉，在酒泉衛(wèi)星發(fā)射中心一飛沖天，將費俊龍、鄧清明、張陸3名航天員送入太空。11月30日，神舟十五號載人飛船成功對接于空間站天和核心艙前向端口?？臻g站和飛船的組合體在軌運行的周期為90min，則組合體與地球同步衛(wèi)星的線速度之比為（）A． B． C．2 D．211．（2023·全國·模擬預測）某次地軌道衛(wèi)星的運行軌道平面通過地球的南北兩極正上方，已知該衛(wèi)星從北緯的正上方按圖示方向第一次運行到南緯的正上方時所用時間為，則下列說法正確的是（

）A．該衛(wèi)星的運行速度一定大于B．該衛(wèi)星的機械能一定大于同步衛(wèi)星的機械能C．該衛(wèi)星與同步衛(wèi)星的運行半徑之比為1：4D．該衛(wèi)星與同步衛(wèi)星的運行速度之比為12．（2023·四川成都·校考二模）如圖甲所示，航天員在半徑為R的某星球表面將一輕彈簧豎直固定在水平面上，把質(zhì)量為m的小球P（可看作質(zhì)點）從彈簧上端h處（h不為0）由靜止釋放，小球落到彈簧上后繼續(xù)向下運動直到最低點。從接觸彈簧開始的小球加速度a與彈簧壓縮量x間的關(guān)系如圖乙所示，其中a0、h和x0為已知量，空氣阻力不計。下列說法正確的是（）

A．星球的第一宇宙速度 B．該彈簧勁度系數(shù)k的大小C．小球在最低點處加速度大于a0 D．彈簧的最大彈性勢能為13．（2023·安徽滁州·安徽省定遠中學?？寄M預測）“嫦娥四號”是嫦娥探月工程計劃中嫦娥系列的第四顆人造探月衛(wèi)星，主要任務是更深層次、更加全面地科學探測月球地貌、資源等方面的信息，完善月球檔案資料。已知引力常量為，地球半徑為，月球的半徑為地球半徑的倍，地球表面重力加速度為，月球表面的重力加速度為地球表面重力加速度的倍，“嫦娥四號”離月球中心的距離為，繞月周期為。根據(jù)以上信息判斷下列說法正確的是（）A．月球的第一宇宙速度是地球的第一宇宙速度的倍B．“嫦娥四號”繞月運行的速度為C．月球的平均密度為D．“嫦娥四號”只要減速運動就能返回地球14．（2023·江西上饒·統(tǒng)考二模）2023年2月24日是俄烏沖突爆發(fā)一周年紀念日，俄烏沖突是俄羅斯與烏克蘭及其背后的西方雙方陣營在多個領域開展的綜合博弈，其中，低軌道衛(wèi)星更是體現(xiàn)出重要的軍事應用價值。如圖所示，衛(wèi)星A是一顆低軌道衛(wèi)星，衛(wèi)星B是地球同步衛(wèi)星，若它們均可視為繞地球做勻速圓周運動，衛(wèi)星P是地球赤道上還未發(fā)射的衛(wèi)星，下列說法正確的是（）A．衛(wèi)星A的運行周期可能為B．衛(wèi)星B在內(nèi)轉(zhuǎn)過的圓心角是C．衛(wèi)星B在運行一周時間內(nèi)經(jīng)過上饒市的正上方一次D．衛(wèi)星B的向心加速度大于衛(wèi)星P隨地球自轉(zhuǎn)的向心加速度15．（2023·湖北·模擬預測）人類設想在赤道平面內(nèi)建造垂直于地面并延伸到太空的電梯，又稱“太空電梯”如圖甲所示。圖乙中，圖線A表示地球引力對航天員產(chǎn)生的加速度大小與航天員距地心的距離r的關(guān)系，圖線B表示航天員相對地面靜止時而產(chǎn)生的向心加速度大小與r的關(guān)系。圖乙中R（地球半徑），r0為已知量，地球自轉(zhuǎn)的周期為T，引力常量為G，下列說法正確的有（）

A．太空電梯停在r0處時，航天員對電梯艙的彈力為0B．地球的質(zhì)量為C．地球的第一宇宙速度為D．隨著r的增大，航天員對電梯艙的彈力逐漸減小16．（2022·湖北·統(tǒng)考高考真題）2022年5月，我國成功完成了天舟四號貨運飛船與空間站的對接，形成的組合體在地球引力作用下繞地球做圓周運動，周期約90分鐘。下列說法正確的是（

）A．組合體中的貨物處于超重狀態(tài)B．組合體的速度大小略大于第一宇宙速度C．組合體的角速度大小比地球同步衛(wèi)星的大D．組合體的加速度大小比地球同步衛(wèi)星的小17．（2022·山東·統(tǒng)考高考真題）“羲和號”是我國首顆太陽探測科學技術(shù)試驗衛(wèi)星。如圖所示，該衛(wèi)星圍繞地球的運動視為勻速圓周運動，軌道平面與赤道平面接近垂直。衛(wèi)星每天在相同時刻，沿相同方向經(jīng)過地球表面A點正上方，恰好繞地球運行n圈。已知地球半徑為地軸R，自