2024年高考物理復(fù)習(xí)第23講 人造衛(wèi)星 宇宙速度（原卷練習(xí)）（原卷版+解析）

第23講人造衛(wèi)星宇宙速度

（模擬精練+真題演練）

—易斯模擬度維

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(yīng)用與發(fā)展新階段，計(jì)劃于2023年5月發(fā)射天舟六號貨運(yùn)飛船。

飛船將對接“天和”核心艙，對接完成后，可認(rèn)為空間站貼近地球表面運(yùn)

行。已知地球的半徑為火，地球同步衛(wèi)星離她面的高度約為6R,地面的重

力加速度為g,下列說法正確的是（）

A.空間站的速度大于闞

B.空間站的周期約為2萬《

C.地球的自轉(zhuǎn)周期約為147rA

D.空間站與地球同步衛(wèi)星的線速度之比約為7:1

2.（2023?浙江溫州?樂清市知臨中學(xué)?？寄M預(yù)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(wù)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(yùn)動(dòng)，“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

第1頁共32頁

等

_______________________________I

兩種伴飛梭式，則下列說法正確的是（）

?0，o

圖1圖2

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(xué)?？寄M預(yù)測）北京時(shí)間

2022年10月7日21時(shí)10分，中國成功將微厘空間北斗低軌導(dǎo)航增強(qiáng)系

統(tǒng)S5/S6兩顆試驗(yàn)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(shí)時(shí)監(jiān)測全球衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)服務(wù)性能，開展導(dǎo)航增強(qiáng)及星間激光通

信試驗(yàn)。已知目前在軌運(yùn)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(yùn)動(dòng)，已知地球的半徑R=6400km,地球同步衛(wèi)星的軌

道半徑約為6.6凡兩顆試驗(yàn)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(yàn)衛(wèi)星的線速度大于第一宇宙速度

B.這兩顆試驗(yàn)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(yàn)衛(wèi)星的運(yùn)行周期小于中國空間站的運(yùn)行周期

D.這兩顆試臉衛(wèi)星的動(dòng)能均小于中國空間站的動(dòng)能

4.（2023?江蘇南京?南京師大附中校考模擬頸測）電影中的太空電梯非

第2頁共32頁

常吸引人?，F(xiàn)假設(shè)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，戶是纜繩上的一個(gè)平臺。

則下列說法正確的是（）

A.太空電梯上各點(diǎn)線速度的平方與該點(diǎn)離她球球心的距離成反比

B.宇航員在配重空間站時(shí)處于完全失重狀態(tài)

C.若從戶平臺向外自由釋放一個(gè)小物塊，則小物塊會一邊朝P點(diǎn)轉(zhuǎn)動(dòng)的方

向向前運(yùn)動(dòng)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(yùn)動(dòng)，且斷裂處

為橢圓的遠(yuǎn)地點(diǎn)

5.（2023?山東日照?統(tǒng)考三模）2023年5月11日，天舟六號貨運(yùn)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(yùn)動(dòng)均可看成勻速圓周運(yùn)動(dòng)。已知衛(wèi)星-地心的連線與衛(wèi)星一空間站

的連線的最大夾角為0,地球半徑為R,空間站距地面的高度為人，萬有引

力常量為G,重力加速度為g,忽略地球自轉(zhuǎn)。下列判斷正確的是（）

第3頁共32頁

o

b

O'

A.地球同步衛(wèi)星都與。在同一個(gè)軌道上，并JL它們受到的萬有引力大小相

等

B.a、6、c做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的向心加速度大小關(guān)系為見

C.甘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、b、c做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的周期關(guān)系為1=

8.（2023?天津靜海?靜海一中?？寄M預(yù)測）2019年3月10日，長征

三號乙運(yùn)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(wù)。在同平面內(nèi)的圓軌道上有一顆中軌道衛(wèi)星II它運(yùn)動(dòng)的每個(gè)周期內(nèi)都有

一段時(shí)間亡（匕未知）無法直接接收到衛(wèi)星I發(fā)出的電磁波信號，因?yàn)槠滠?/p>

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)?yīng)

的圓心角為功。已知衛(wèi)星I對地球的張角為24，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（）

B.衛(wèi)星I、II的角速度之比為sir；；L）

A.地球的平均密度為鬲

第5頁共32頁

C.衛(wèi)星II的周期為J，蕓D.題中時(shí)間七不可能為上票包產(chǎn)”

ys:n（a-p）^sin（a-p）TV

9.（2023?湖北?模擬預(yù)測）2023年2月23日19時(shí)49分，由航天科技

集團(tuán)一院研制的長征三號乙運(yùn)載火箭在西昌衛(wèi)星發(fā)射中心點(diǎn)火升空，將中

星26號衛(wèi)星順利送入預(yù)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(biāo)志著我國進(jìn)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7；地球半徑為用地面重力加速度為g,下列說法正確的是（）

A.中星26號衛(wèi)星繞地球運(yùn)行過程中里面的科學(xué)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(yùn)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"建屋1

V4k

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(yù)測）2022年11月29日，神舟十五號載

人飛船由長征二號F運(yùn)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(fèi)俊龍、鄧清明、張F(tuán)擊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(yùn)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.啦B.訴C.2啦D.2網(wǎng)

11.（2023?全國?模擬預(yù)測）某次地軌道衛(wèi)星的運(yùn)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60。的正上方按圖示方向第一次運(yùn)行到

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南緯60。的正上方時(shí)所用時(shí)間為Ih,則下列說法正確的是（)

夕\率'、

::標(biāo)二］

\/

'、、、南極J

*?

A.該衛(wèi)星的運(yùn)行速度一定大于7.9初"s

B.該衛(wèi)星的機(jī)械能一定大于同步衛(wèi)星的機(jī)械能

C.該衛(wèi)星與同步衛(wèi)星的運(yùn)行半徑之比為1:4

D.該衛(wèi)星與同步衛(wèi)星的運(yùn)行速度之比為拉：1

12.（2023?四川成都??？级＃┤鐖D甲所示，航天員在半徑為/?的某星

球表面將一輕彈簧豎直固定在水平面上，把質(zhì)量為力的小球P（可看作質(zhì)

點(diǎn)）從彈簧上端，處（力不為0）由靜止釋放，小球落到彈簧上后繼續(xù)向下

運(yùn)動(dòng)直到最低點(diǎn)。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，其中為、，和X。為已知量，空氣阻力不計(jì)。下列說法正確

A.星球的第一宇宙速度師B.該彈簧勁度系數(shù)A的大小分

C.小球在最低點(diǎn)處力口速度大于a0D.彈簧的最大彈性勢能為機(jī)g（/?+%）

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13.（2023-安徽滁州?安徽省定遠(yuǎn)中學(xué)?？寄M預(yù)測）“嫦娥四號”是嫦

娥探月工程計(jì)劃中嫦娥系列的第四顆人造探月衛(wèi)星，主要任務(wù)是更深層次、

更加全面地科學(xué)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G,地球半徑為R,月球的半徑為地球半徑的攵倍，地球表

面重力力口速度為g,月球表面的重力加速度為地球表面重力加速度的八倍，

“嫦娥四號”離月球中心的距離為「，繞月周期為丁。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(yùn)行的速度為滬咨

C.月球的平均密度為夕=

O/KK

D.“嫦娥四號”只要減速運(yùn)動(dòng)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(jì)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(gè)領(lǐng)

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(yīng)用價(jià)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(yùn)動(dòng)，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(yùn)行周期可能為36h

B.衛(wèi)星B在6h內(nèi)轉(zhuǎn)過的圓心南是90。

第8頁共32頁

C.衛(wèi)星B在運(yùn)行一周時(shí)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(yù)測）人類設(shè)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4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廠的關(guān)系，圖線

8表示航天員相對地面靜止時(shí)而產(chǎn)生的向心加速度大小與〃的關(guān)系。圖乙

中/?（地球半徑），々為已知量，地球自轉(zhuǎn)的周期為7；引力常量為G,下

A.太空電梯停在〃。處時(shí)，航天員對電梯艙的彈力為0

B.地球的質(zhì)量為第

G/

C.地球的第一宇宙速度為半深

D.隨著〃的增大，航天員對電梯艙的彈力逐漸減小

■真題實(shí)戰(zhàn)演練

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(yùn)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(yùn)動(dòng)，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

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C.組合體的兩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(xué)技

術(shù)試驗(yàn)衛(wèi)星。如圖所示，該衛(wèi)星圍繞地球的運(yùn)動(dòng)視為勻速圓周運(yùn)動(dòng)，軌道

平面與赤道平面接近垂直。衛(wèi)星每天在相同時(shí)刻，沿相同方向經(jīng)過地球表

面力點(diǎn)正上方，恰好繞地球運(yùn)行"圈。已知地球半徑為地軸尺自轉(zhuǎn)周期

為T,地球表面重力加速度為g,則“羲和號”衛(wèi)星軌道距地面高度為

（）

c.臥LD（誓T

［.（4〃~兀一）

18.（2021?河北-高考真題）“祝融號”火星車登陸火星之前，“天問一

號”探測器沿橢圓形的停泊軌道繞火星飛行，其周期為2個(gè)火星日，假設(shè)

某飛船沿圓軌道繞火星飛行，其周期也為2個(gè)火星日，已知一個(gè)火星日的

時(shí)長約為一個(gè)地球日，火星質(zhì)量約為地球質(zhì)量的0.1倍，則該飛船的軌道

半徑與地球同步衛(wèi)星的軌道半徑的比值約為（）

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第23講人造衛(wèi)星宇宙速度

（模擬精練+真題演練）

?最新模擬精練

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(yīng)用與發(fā)展新階段，計(jì)劃于2023年5月發(fā)射天舟六號貨運(yùn)飛船。

飛船將對接“天和”核心艙，對接完成后，可認(rèn)為空間站貼近地球表面運(yùn)

行。已知地球的半徑為我，地球同步衛(wèi)星離她面的高度約為6R,地面的重

力加速度為巴下列說法正確的是（）

A.空間站的速度大于歷

B.空間站的周期約為2/怖

C.地球的自轉(zhuǎn)周期約為14乃仁

D.空間站與地球同步衛(wèi)星的線速度之比約為7:1

【答案】B

【詳解】AB.可認(rèn)為空間站貼近地球表面運(yùn)行，根據(jù)萬有引力提供向心力

可得坐=,〃匕=切±1又

TR?RT2

竿=〃，g解得空間站的速度為X啊空間站的周期為丁=2乃患故A錯(cuò)誤，B

正確；

C.地球同步衛(wèi)星的周期等于地球的自轉(zhuǎn)周期，則有需=〃?苓〃我解得地球

的自轉(zhuǎn)周期為4=

故C錯(cuò)誤；

第12頁共32頁

D.根據(jù)萬有引力提供向心力可得m:解得v=伴可得空間站與地球

同步衛(wèi)星的線速度之比為］=愣=［故D錯(cuò)誤。故選B。

2.（2023?浙江溫州?樂清市知臨中學(xué)校考模擬預(yù)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(wù)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(yùn)動(dòng)，“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（）

⑥（o）

圖1圖2

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

【答案】D

【詳解】A.第一宇宙速度7.9km/s是衛(wèi)星繞地球做勺速圓周運(yùn)動(dòng)的最大線速

度，則載人飛船的速度小于7.9km/s,故A錯(cuò)誤；

BD.“伴飛”小衛(wèi)星與載人飛船相對靜止，可知圖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，都與載人飛船的角速度大小

相等，根據(jù)昨西圖1的伴飛模式下，由于“伴飛”小衛(wèi)星的軌道半徑小于

載人飛船的軌道半徑，則“伴飛”小衛(wèi)星的線速度小于載人飛船的線速度，

*第13頁共32頁

故B錯(cuò)誤，D正確;

C.圖2模式下“伴飛”小衛(wèi)星向后噴出氣體，加速后將做離心運(yùn)動(dòng)，變軌

到更高的軌道，不可能與載人飛船對接，故C錯(cuò)誤。故選D。

3.（2023?安徽亳州?安徽省亳州市第一中學(xué)?？寄M預(yù)測）北京時(shí)間

2022年10月7日21時(shí)10分，中國成功將微厘空間北斗低軌導(dǎo)航增強(qiáng)系

統(tǒng)S5/S6兩顆試驗(yàn)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(shí)時(shí)監(jiān)測全球衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)服務(wù)性能，開展導(dǎo)航增強(qiáng)及星間激光通

信試臉。已知目前在軌運(yùn)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(yùn)動(dòng)，已知地球的半徑/e=6400km,地球同步衛(wèi)星的軌

道半徑約為6.6斤，兩顆試臉衛(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(yàn)衛(wèi)星的線速度大于第一宇宙速度

B.這兩顆試驗(yàn)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(yàn)衛(wèi)星的運(yùn)行周期小于中國空間站的運(yùn)行周期

D.這兩顆試驗(yàn)衛(wèi)星的動(dòng)能均小于中國空間站的動(dòng)能

【答案】D

【詳解】A.地球第一宇宙速度是衛(wèi)星繞地球做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的最大線速度，

可知這兩顆試驗(yàn)衛(wèi)星的線速度小于第一宇宙速度，故A錯(cuò)誤；

B.衛(wèi)星繞地球做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，由萬有引力提供向心力可得曾=〃苫可

廠r

可知這兩顆試臉衛(wèi)星的線速度大于同步衛(wèi)星的線速度；根據(jù)吁畫可知同步

衛(wèi)星的線速度大干地球赤道上隨地球一起自轉(zhuǎn)的物體的線速度，則這兩顆

試臉衛(wèi)星的線速度大于地球赤道上隨地球一起自轉(zhuǎn)的物體的線速度，故B

錯(cuò)誤；

C.衛(wèi)星繞地球做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，由萬有引力提供向心力可得竿=，〃芳，可

得了=、匡?由于這兩顆試驗(yàn)衛(wèi)星的軌道半徑穴于中國空間站的軌道半徑，

則這兩顆試驗(yàn)衛(wèi)星的運(yùn)行周期大于中國空間站的運(yùn)行周期，故C錯(cuò)誤；

D.衛(wèi)星繞地球做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，由萬有引力提供向心力可得坐工可

r~r

得衛(wèi)星的動(dòng)能為:〃病=?

22r

由于這兩顆試驗(yàn)衛(wèi)星的軌道半徑大于中國空間站的軌道半徑，且質(zhì)量小于

中國空間站的質(zhì)量，則這兩顆試驗(yàn)衛(wèi)星的動(dòng)能均小于中國空間站的動(dòng)能，

故D正確。故選D。

4.（2023?江蘇南京?南京師大附中?？寄M預(yù)測）電影中的太空電梯非

常吸引人?，F(xiàn)假設(shè)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，，是纜繩上的一個(gè)平臺。

則下列說法正確的是（）

超級纜繩E重空間站

赤道1基地

A.太空電梯上各點(diǎn)線速度的平方與該點(diǎn)離她球球心的距離成反比

B.宇航員在配重空間站時(shí)處于完全失重狀態(tài)

C.若從"平臺向外自由釋放一個(gè)小物塊，則小物塊會一邊朝夕點(diǎn)轉(zhuǎn)動(dòng)的方

第15頁共32頁

向向前運(yùn)動(dòng)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(yùn)動(dòng)，且斷裂處

為橢圓的遠(yuǎn)地點(diǎn)

【答案】C

【詳解】A.太空電梯上各點(diǎn)具有相同的角速度，根據(jù)「5可知，太空電

梯上各點(diǎn)線速度與該點(diǎn)離地球球心的距離成正比，故A錯(cuò)誤；

B.配重空間站軌道半徑大于同步就道，由/=口。知其線速度和向心加速度

均大于同步衛(wèi)星；而=叫

知同步衛(wèi)星的加速度大于配重空間站所在軌道的正常運(yùn)行衛(wèi)星的加速度，

所以配重空間站內(nèi)的宇航員的加速度大于同軌道衛(wèi)星的運(yùn)行加速度，所以

不是處于完全失重狀態(tài)，故B錯(cuò)誤；

C.若從戶平臺向外自由釋放一個(gè)小物塊，則小物塊會一邊朝P點(diǎn)轉(zhuǎn)動(dòng)的方

向向前運(yùn)動(dòng)一邊落向地球，做近心運(yùn)動(dòng)，故C正確；

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(yùn)動(dòng)，其斷裂處

為橢圓的近地點(diǎn)，由于在近地點(diǎn)線速度較大，半徑較小，需要的向心力更

大，故D錯(cuò)誤。故選C。

5.（2023?山東日照?統(tǒng)考三模）2023年5月11日，天舟六號貨運(yùn)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(yùn)動(dòng)均可看成勻速圓周運(yùn)動(dòng)。已知衛(wèi)星-地心的連線與衛(wèi)星一空間站

的連線的最大夾角為夕，地球半徑為R,空間站距地面的高度為人，萬有引

力常量為G,重力加速度為g,忽略地球自轉(zhuǎn)。下列判斷正確的是（）

第16頁共32頁

A.中國空間站的運(yùn)行周期為（

B.衛(wèi)星的機(jī)道半徑為&

S11W

C.空間站與衛(wèi)星的線速度之比為標(biāo)：1

D.空間站與衛(wèi)星的角速度之比為1:Jsin”

【答案】D

【詳解】A.在地表附近萬有引力近似等于重力，則誓=〃吆根據(jù)萬有引力

提供向心力可知怨T=機(jī)（R+〃）笄解得r=J叫”丫故A錯(cuò)誤；

B.根據(jù)題意結(jié)合幾何關(guān)系可知衛(wèi)星的軌道半徑為修故B錯(cuò)誤；

CD.由萬有引力提供向心力可得=2sl解得v=覘J;0=■所以

空間站與衛(wèi)星的線速度之比為1：廂，角速度之比為1:扃沔。故C錯(cuò)誤，

D正確；故選D。

6.（2023?廣東?模擬預(yù)測）2022年7月24日，中國空間站問天實(shí)臉艙

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(yùn)行軌道為圓軌道，伴隨衛(wèi)星繞地球運(yùn)行軌道為接近圓

的橢圓軌道，二者位于同一軌道平面內(nèi)，足。分別為伴隨衛(wèi)星軌道的遠(yuǎn)地

點(diǎn)和近地點(diǎn)，伴隨衛(wèi)星在P處時(shí)位于空間站正上方，P、Q兩點(diǎn)與空間站軌

道的高度差相等，僅考慮地球的引力作用。則（）

第17頁共32頁

A.當(dāng)伴隨衛(wèi)星運(yùn)行到2點(diǎn)時(shí)，加速度比空間站的大

B.當(dāng)伴隨衛(wèi)星運(yùn)行到。點(diǎn)時(shí)，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(shí)間，伴隨衛(wèi)星、空間站分別與地心的連線掃過的面積相等

【答案】C

【詳解】A.萬有引力提供加速度，由G等3M得4=當(dāng)伴隨衛(wèi)星位于0

點(diǎn)時(shí)，空間站的加速度大于伴隨衛(wèi)星的加速度，A錯(cuò)誤；

B.構(gòu)造一個(gè)過伴隨衛(wèi)星遠(yuǎn)地點(diǎn)的繞地圓軌道1,設(shè)在其上運(yùn)行的天體速度

為匕。當(dāng)伴隨衛(wèi)星位于。點(diǎn)時(shí)，做離心運(yùn)動(dòng)，速度為大于4。圓軌道1的半

徑小于空間站的軌道半徑，匕大于空間站的速度I/,所以々大于匕B錯(cuò)誤；

C.伴隨衛(wèi)星與空間站的周期相等，伴隨衛(wèi)星在P處時(shí)位于空間站正上方，

經(jīng)過半個(gè)周期，伴隨衛(wèi)星在0處時(shí)轉(zhuǎn)到空間站正下方，再經(jīng)過半個(gè)周期，

伴隨衛(wèi)星運(yùn)動(dòng)到。處時(shí)又轉(zhuǎn)到空間站正上方，可見空間站繞地球轉(zhuǎn)過一周

的過程中，以空間站為參考系，伴隨衛(wèi)星繞空間站也轉(zhuǎn)過一周，C正確。

D.伴隨衛(wèi)星的軌道半長軸與空間站的軌道半徑相等，則周期相等，但是兩

者處于不同的軌道，則經(jīng)過相同時(shí)間伴隨衛(wèi)星與地心連線掃過的面積與空

間站與地心連線掃過的面積不相等，D錯(cuò)誤；故選C。

7.（2023?海南省直轄縣級單位?嘉積中學(xué)?？寄M預(yù)測）如圖所示，a

第18頁共32頁

為放在赤道上相對地球靜止的物體，隨地球自轉(zhuǎn)做勺速圓周運(yùn)動(dòng)，力為沿

地球表面附近做勻速圓周運(yùn)動(dòng)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、6、C的說法中正確的是（）

A.地球同步衛(wèi)星都與。在同一個(gè)軌道上，并且它們受到的萬有引力大小相

等

B.a、b、C做勺速圓周運(yùn)動(dòng)的向心加速度大小關(guān)系為

a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.仄b、。做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的周期關(guān)系為

【答案】D

【詳解】A.由萬有引力定律尸=甯可知，地球同步衛(wèi)星都與c在同一個(gè)

軌道上，軌道半徑相等，但是衛(wèi)星的質(zhì)量不相等，所以它們受到的萬有引

力大小不相等，A錯(cuò)誤；

B.對于衛(wèi)星Ac,由萬有引力提供向心力6當(dāng)=〃也解得〃=當(dāng)其中（力所

以%＞里由于衛(wèi)星dC繞地球運(yùn)動(dòng)的周期相等，所以a=r（o2其中2G可得《?＞《

所以3、b、。做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的向心加速度大小關(guān)系為對＞/＞《，B錯(cuò)誤；

C.石物體與地球的萬有引力一部分提供給a物體隨地球自轉(zhuǎn)的向心力，一

部分為物體的重力，C錯(cuò)誤;

D.對于衛(wèi)星dc,其周期相等，所以對于衛(wèi)星Ac,由萬有引力提

供向心力G與=w*

第19頁共32頁

解得7=2乃層其中。所以［>7；即db、C做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的周期關(guān)系為

T（l=T>ThfD正確。

故選Do

8.（2023?天津靜海?靜海一中校考模擬預(yù)測）2019年3月10日，長征

三號乙運(yùn)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(wù)。在同平面內(nèi)的圓軌道上有一顆中軌道衛(wèi)星II它運(yùn)動(dòng)的每個(gè)周期內(nèi)都有

一段時(shí)間t（2未知）無法直接接收到衛(wèi)星I發(fā)出的電磁波信號，因?yàn)槠滠?/p>

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)?yīng)

的圓心角為勿。已知衛(wèi)星I對地球的張角為2出地球自轉(zhuǎn)周期為4,萬有

引力常量為G,則下列說法正確的是（）

A.地球的平均密度為說B.衛(wèi)星I、II的角速度之比為?（二夕

C.衛(wèi)星H的周期為悌需D.題中時(shí)間力不可能為屆高%

【答案】D

【詳解】A.設(shè)衛(wèi)星I、II的軌道半徑分別為吊和兄，因衛(wèi)星I為同步衛(wèi)

星，則有喈=喏飛

第20頁共32頁

且有2=卷=藕其中/?為地球的半徑，聯(lián)立解得展卷+故A錯(cuò)誤；

B.設(shè)衛(wèi)星I、II的角速度分別為例和g,如圖所示

I/

“中星犯"fEPF/

\\-->/

、、J

'、、_____

在三角形松中，有缶=懸即缶T信根據(jù)寫U。2r可得

正悟故有寺后聯(lián)立以上各式，有上腎=底京攵B錯(cuò)誤；

C.根據(jù)粵=〃?學(xué)力可得丁=2否匹因衛(wèi)星I為同步衛(wèi)星，則其周期為To,

r/VGM

設(shè)衛(wèi)星口的周期為“，則有>腎二用湃整理得戲屏常故C

錯(cuò)誤；

D.若衛(wèi)星I和衛(wèi)星II均不運(yùn)動(dòng)，衛(wèi)星II對應(yīng)為圓心角為2。，則有

匚卷嚓但衛(wèi)星之間是有相對運(yùn)動(dòng)的，所以時(shí)間不可能為

2乃pin-(a-/7)TV

J故D錯(cuò)誤。故選D。

ysin(a-p)TT

9.(2023?湖北?模擬預(yù)測)2023年2月23日19時(shí)49分，由航天科技

集團(tuán)一院研制的長征三號乙運(yùn)載火箭在西昌衛(wèi)星發(fā)射中心點(diǎn)火升空，將中

星26號衛(wèi)星順利送入預(yù)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(biāo)志著我國進(jìn)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,地球半徑為用地面重力加速度為g,下列說法正確的是()

A.中星26號衛(wèi)星繞她球運(yùn)行過程中里面的科學(xué)儀器不受重力作用，處干

第21頁共32頁

完全失重狀態(tài)

B.中星26號衛(wèi)星繞地球運(yùn)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

V44一

D.中星26號衛(wèi)星發(fā)射速度一定大于第一宇宙速度

【答案】D

【詳解】A.中星26號衛(wèi)星繞地球運(yùn)行過程中里面的科學(xué)儀器依然受重力

作用，因加速度向下等于重力加速度而處于完全失重，故A錯(cuò)誤；

B.中星26號是衛(wèi)星是靜止軌道高通量寬帶通信衛(wèi)星，即為同步衛(wèi)星，則

其繞地球運(yùn)行的角速度等于靜止于赤道上物體的角速度，B錯(cuò)誤；

C.對中星26號衛(wèi)星，由萬有引力提供向心力可知華夫=，〃冬（R+力）由地

面附近重力近似等于引力可知且=器聯(lián)立解得中星26號衛(wèi)星距離地面的

A

高度為c錯(cuò)誤；

D.中星26號衛(wèi)星為地球的衛(wèi)星，則發(fā)射速度一定大于第一宇宙速度，小

于第二宇宙速度，D正確。

故選D。

10.（2023?河南?校聯(lián)考模擬預(yù)測）2022年11月29日，神舟十五號載

人飛船由長征二號F運(yùn)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(fèi)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(yùn)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（）

第22頁共32頁

A.次B.班C.2蚯D.2孤

【答案】C

【詳解】由地球的萬有引力提供向心力，可得G仔=〃?「（半J設(shè)飛船組合體

的軌道半徑為八,線速度為匕，周期為Th地球同步衛(wèi)星的軌道半徑為Q,

線速度為上，周期為n,由上式可得到工=，由G型=加匕

與豈廣r

得到以=產(chǎn)因此有如=伍y=2啦故選c。

為Y/v2[TJ

11.（2023?全國?模擬預(yù)測）某次地軌道衛(wèi)星的運(yùn)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60。的正上方按圖示方向第一次運(yùn)行到

南緯60。的正上方時(shí)所用時(shí)間為lh,則下列說法正確的是（）

夕、蟒、、

k0/

'、、、南極J

I

I

I

I

*

A.該衛(wèi)星的運(yùn)行速度一定大于7.95〃s

B.該衛(wèi)星的機(jī)械能一定大于同步衛(wèi)星的機(jī)械能

C.該衛(wèi)星與同步衛(wèi)星的運(yùn)行半徑之比為1:4

D.該衛(wèi)星與同步衛(wèi)星的運(yùn)行速度之比為收：1

第23頁共32頁

【答案】C

【詳解】A.7.9km/s是近地衛(wèi)星環(huán)繞地球做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的運(yùn)行速度，根

據(jù)萬有引力提供向心力可得

曾=〃尤該衛(wèi)星的軌道半徑大于地球的半徑.所以該衛(wèi)星的運(yùn)行速度一定

廠r

小于7.9km/s,故A錯(cuò)誤;

B.由于不知道衛(wèi)星的質(zhì)量關(guān)系，所以不能確定機(jī)械能的關(guān)系，該衛(wèi)星的機(jī)

械能有可能大于同步衛(wèi)星的機(jī)械能，故B錯(cuò)誤；

C.衛(wèi)星從北緯60°的正上方，按圖示方向第一次運(yùn)行到南緯60°的正上

方時(shí)，偏轉(zhuǎn)的角度是120°,剛好為其轉(zhuǎn)動(dòng)周期的:,所以衛(wèi)星運(yùn)行的周

期為3h,同步衛(wèi)星的周期是24h,該衛(wèi)星與同步衛(wèi)星的運(yùn)行周期之比為1:

8,由。=半可知該衛(wèi)星與同步衛(wèi)星的運(yùn)行角速度之比為8:1,根據(jù)

G等=〃〃］該衛(wèi)星與同步衛(wèi)星的運(yùn)行半徑之比為1：4,故C正確；

D.根據(jù)X"該衛(wèi)星與同步衛(wèi)星的運(yùn)行速度之比2：1,故D錯(cuò)誤。

故選C。

12.（2023?四川成都??？级＃┤鐖D甲所示，航天員在半徑為/?的某星

球表面將一較彈簧豎直固定在水平面上，把質(zhì)量為力的小球P（可看作質(zhì)

點(diǎn)）從彈簧上端，處（力不為0）由靜止釋放，小球落到彈簧上后繼續(xù)向下

運(yùn)動(dòng)直到最低點(diǎn)。從接觸彈簧開始的小球加速度石與彈簧壓縮量x間的關(guān)

系如圖乙所示，其中為、力和刈為已知量，空氣阻力不計(jì)。下列說法正確

的是（）

第24頁共32頁

A.星球的第一宇宙速度師B.該彈簧勁度系數(shù)4的大小驍

C.小球在最低點(diǎn)處加速度大于a0D.彈簧的最大彈性勢能為〃?gS+玉.）

【答案】C

【詳解】A.根據(jù)圖像可知小球接觸彈簧時(shí)的加速度為由，所以星球表面的

重力加速度為g=%所以第一宇宙速度為口=標(biāo)=歷故A錯(cuò)誤；

B.當(dāng)壓縮量為刈時(shí)加速度為0,故3）=〃w所以”二也故B錯(cuò)誤；

玉）

C.根據(jù)=；收可知，若小球從彈簧原長處釋放到最底部時(shí)小球的加速度

為a=g=4在力>0情況下，小球到最低點(diǎn)的加速度大于a°,故C正確；

D.小球下降到最低點(diǎn)的高度差”>"不根據(jù)機(jī)械能守恒彈性勢能最大值大

于加g（/?+%）,故D錯(cuò)誤。

故選C。

13.（2023?安徽滁州?安徽省定遠(yuǎn)中學(xué)?？寄M預(yù)測）“嫦娥四號”是嫦

娥探月工程計(jì)劃中嫦娥系列的第四顆人造探月衛(wèi)星，主要任務(wù)是更深層次、

更加全面地科學(xué)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G,地球半徑為R,月球的半徑為地球半徑的攵倍，地球表

面重力加速度為S,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，、繞月周期為了。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七倍

第25頁共32頁

B.“嫦娥四號”繞月運(yùn)行的速度為｛史黃

C.月球的平均密度為夕=啟\

C//KK

D.“嫦娥四號”只要減速運(yùn)動(dòng)就能返回地球

【答案】C

【詳解】A.根據(jù)第一宇宙速度的定義有：地球表面〃吆3；元月球

表面/咫'=〃?三

得％'=Jg'R'=而,'選項(xiàng)A錯(cuò)誤；

B.根據(jù)/華=機(jī)式；G黑力仁可以得到“嫦娥四號”繞月運(yùn)行的速度為4

rr

選項(xiàng)B錯(cuò)誤；

C.根據(jù)G^=府等；歷可以知道月球的平均密度P=焉?=高篇

rIJU/A<JIKA

選項(xiàng)C正確；

D.“嫦娥四號”必須先加速離開月球，再減速運(yùn)動(dòng)才能返回地球，選項(xiàng)D

錯(cuò)誤。故選C。

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(jì)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(gè)領(lǐng)

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(yīng)用價(jià)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(yùn)動(dòng)，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（）

第26頁共32頁

A.衛(wèi)星A的運(yùn)行周期可能為36h

B.衛(wèi)星B在6h內(nèi)轉(zhuǎn)過的圓心甭是90。

C.衛(wèi)星B在運(yùn)行一周時(shí)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

【答案】BD

【詳解】A.根據(jù)開普勒第三定律?衛(wèi)星A的軌道半徑小于同步口星B

的就道半徑，可知衛(wèi)星A的運(yùn)行周期小于24h,不可能為36h,選項(xiàng)A錯(cuò)誤；

B.衛(wèi)星B的周期為24h,則在6h內(nèi)轉(zhuǎn)過的圓心角是90。，選項(xiàng)B正確；

C.同步衛(wèi)星B只能定點(diǎn)在赤道上空，不可能經(jīng)過上饒市的正上方，選項(xiàng)C

錯(cuò)誤；

D.衛(wèi)星B的角速度等于未發(fā)射的衛(wèi)星P得角速度，根據(jù)43》可知，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，選項(xiàng)D正確。故

選BDO

15.（2023?湖北?模擬預(yù)測）人類設(shè)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，圖線力表示地

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〃的關(guān)系，圖線

8表示航天員相對地面靜止時(shí)而產(chǎn)生的向心加速度大小與〃的關(guān)系。圖乙

中/?（地球半徑），々為已知量，地球自轉(zhuǎn)的周期為7；引力常量為G,下

列說法正確的有（）

第27頁共32頁

圖甲

A.太空電梯停在小處時(shí)，航天員對電梯艙的彈力為0

B.地球的質(zhì)量為

C.地球的第一宇宙速度為半楞

D.隨著〃的增大，航天員對電梯艙的彈力逐漸減小

【答案】AB

【詳解】A.由圖乙可知，太空電梯在々時(shí)，航天員所受地球的引力完全

提供其隨地球自轉(zhuǎn)所需的向心力，此時(shí)，航天員與電梯艙間的彈力為0,

故A正確；

BC.太空電梯在o時(shí)，由于航天員的引力完全提供其所需的向心力，設(shè)地

球的質(zhì)量為K航天員的質(zhì)量為勿，則6與=加黑心解得加=富由第一字

ro15

宙速度的表達(dá)式得八榨二竿聆故B正確