2024高考物理一輪復(fù)習(xí)：人造衛(wèi)星宇宙速度（練習(xí)）（學(xué)生版+解析）

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

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R,地球同步衛(wèi)星離地面的高度約為6R,地面的重力加速度為g,下列說法

正確的是（）

A.空間站的速度大于甄

C.地球的自轉(zhuǎn)周期約為14萬心

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，“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(xué)?？寄M預(yù)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(dǎo)航增強(qiáng)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(shí)時監(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。己知目前在軌運(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，己知地球的半徑R=6400km,地

球同步衛(wèi)星的軌道半徑約為6.67?,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(yùn)行周期小于中國空間站的運(yùn)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(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，尸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(diǎn)線速度的平方與該點(diǎn)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.若從尸平臺向外自由釋放一個小物塊，則小物塊會一邊朝尸點(diǎn)轉(zhuǎn)動的方向向前運(yùn)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(yùn)動，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)動均可看成勻速圓周運(yùn)動。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。，地球半徑為R,空間站距地面的高度為。，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（）

A.中國空間站的運(yùn)行周期為44片（氏+"）

VgR

h

B.衛(wèi)星的軌道半徑為號

sind

C.空間站與衛(wèi)星的線速度之比為加i：i

D.空間站與衛(wèi)星的角速度之比為1：扁方

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

處時位于空間站正上方，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（）

伴隨衛(wèi)星軌道

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

B.當(dāng)伴隨衛(wèi)星運(yùn)行到。點(diǎn)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(xué)校考模擬預(yù)測）如圖所示，。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(yùn)動，b為沿地球表面附近做勻速圓周運(yùn)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。、Ac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、b、c做勻速圓周運(yùn)動的向心加速度大小關(guān)系為％%

C.。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)動的周期關(guān)系為￡=4

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)動的每個周期內(nèi)都有一段時間ra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)?yīng)的圓心角為2a。己知衛(wèi)星I對地球的張角為2廣，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（）

31sinB

A.地球的平均密度為4B.衛(wèi)星I、II的角速度之比為sin（0：＞

c.衛(wèi)星ii的周期為卜D.題中時間』不可能為J.

、sm（a—夕）Vsin^a-（3）兀

9.（2023?湖北?模擬預(yù)測）2023年2月23日19時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(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/z=:陋M

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（）

A.正B.洱C.2^D.2洱

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。的正上方時所用時間為lh,則下列說法正確的是（）

A.該衛(wèi)星的運(yùn)行速度一定大于7.9k〃/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0：1

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)量為機(jī)的小球P（可看作質(zhì)點(diǎn)）從彈簧上端場處（，不為0）由靜止釋放，小球落到彈簧上后繼

續(xù)向下運(yùn)動直到最低點(diǎn)。從接觸彈簧開始的小球加速度”與彈簧壓縮量x間的關(guān)系如圖乙所示，其中a。、〃

和初為已知量,空氣阻力不計。下列說法正確的是（）

A.星球的第一宇宙速度商弁B.該彈簧勁度系數(shù)上的大小驍

C.小球在最低點(diǎn)處加速度大于〃0D.彈簧的最大彈性勢能為，咫①+%）

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。己知引力常量為G,地球半徑為R,月球的半徑為地球半徑的左倍，地球表面重力加速度為g,月球

表面的重力加速度為地球表面重力加速度的〃倍，“嫦娥四號”離月球中心的距離為乙繞月周期為7。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J/倍

B.“嫦娥四號”繞月運(yùn)行的速度為心工

C.月球的平均密度為0=

GTkR

D.“嫦娥四號”只要減速運(yùn)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(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，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)過的圓心角是90。

C.衛(wèi)星B在運(yùn)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(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），”為己知量,

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.太空電梯停在廣。處時，航天員對電梯艙的彈力為。

B.地球的質(zhì)量為二？

GT2

C.地球的第一宇宙速度為

D.隨著/■的增大，航天員對電梯艙的彈力逐漸減小

—kjX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，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(xué)技術(shù)試驗衛(wèi)星。如圖所示，該衛(wèi)星圍繞

地球的運(yùn)動視為勻速圓周運(yùn)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(diǎn)正上方，恰好繞地球運(yùn)行〃圈。已知地球半徑為地軸R,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（）

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個火星日，已知一個火星日

的時長約為一個地球日，火星質(zhì)量約為地球質(zhì)量的01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（）

A.無B.QC.卡口.也

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

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R,地球同步衛(wèi)星離地面的高度約為6R,地面的重力加速度為g,下列說法

正確的是（）

A.空間站的速度大于朝

B.空間站的周期約為2萬￡

C.地球的自轉(zhuǎn)周期約為14%

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”1=匕=又

R2RT-

寫竺=mg解得空間站的速度為v=炳空間站的周期為T=2d故A錯誤，B正確；

GMm47r2[7R

C.地球同步衛(wèi)星的周期等于地球的自轉(zhuǎn)周期，則有洋=相本-7R解得地球的自轉(zhuǎn)周期為4=14萬,個

故C錯誤；

D.根據(jù)萬有引力提供向心力可得空竺=機(jī)且解得丫=、甲可得空間站與地球同步衛(wèi)星的線速度之比為

rrVr

5=^=虛故D錯誤。故選瓦

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，“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

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)星繞地球做勻速圓周運(yùn)動的最大線速度，則載人飛船的速度小于

7.9km/s,故A錯誤；

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)丫=。廠圖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，貝I“伴飛”小衛(wèi)星的線速度小于載人飛船的線速度，故B錯誤，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，變軌到更高的軌道，不可能與載人飛船

對接，故C錯誤。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(dǎo)航增強(qiáng)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(shí)時監(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。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，已知地球的半徑H=6400km,地

球同步衛(wèi)星的軌道半徑約為6.67?,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(yùn)行周期小于中國空間站的運(yùn)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

【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)動的最大線速度，可知這兩顆試驗衛(wèi)星的線速度

小于第一宇宙速度，故A錯誤；

口p用西卬,工土出rF、擊回田、-f,,.-T.ZHGMmy「?/且\GM

B.衛(wèi)星繞地球做勻速圓周運(yùn)動，由萬有引力±提S供向心力可得一「=m一可得v=J——

rrvr

可知這兩顆試驗衛(wèi)星的線速度大于同步衛(wèi)星的線速度;根據(jù)v=o）r可知同步衛(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，則這兩顆試驗衛(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錯誤；

C.衛(wèi)星繞地球做勻速圓周運(yùn)動，由萬有引力提供向心力可得9華=機(jī)工廠可得但藝由于這兩顆試

戶T2VGM

驗衛(wèi)星的軌道半徑大于中國空間站的軌道半徑，則這兩顆試驗衛(wèi)星的運(yùn)行周期大于中國空間站的運(yùn)行周期,

故C錯誤；

D.衛(wèi)星繞地球做勻速圓周運(yùn)動，由萬有引力提供向心力可得當(dāng)=山匕可得衛(wèi)星的動能為:機(jī)丫2=?

rr22r

由于這兩顆試驗衛(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

驗衛(wèi)星的動能均小于中國空間站的動能，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，尸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(diǎn)線速度的平方與該點(diǎn)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，則小物塊會一邊朝尸點(diǎn)轉(zhuǎn)動的方向向前運(yùn)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(yùn)動，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)丫=。廠可知，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錯誤；

B.配重空間站軌道半徑大于同步軌道，由?！爸渚€速度和向心加速度均大于同步衛(wèi)星;而=

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錯誤；

C.若從尸平臺向外自由釋放一個小物塊，則小物塊會一邊朝P點(diǎn)轉(zhuǎn)動的方向向前運(yùn)動一邊落向地球，做近

心運(yùn)動，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，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)動均可看成勻速圓周運(yùn)動。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。，地球半徑為R,空間站距地面的高度為隊萬有引力常量為G,重力加速度

為g,忽略地球自轉(zhuǎn)。下列判斷正確的是（）

A.中國空間站的運(yùn)行周期為也竺21

VgR2

B.衛(wèi)星的軌道半徑為4

sinJ

C.空間站與衛(wèi)星的線速度之比為癡而:1

D.空間站與衛(wèi)星的角速度之比為1：扁場

【答案】D

【詳解】A.在地表附近萬有引力近似等于重力，則攀=mg根據(jù)萬有引力提供向心力可知

*=皿"外百解得人產(chǎn)愛故A錯誤；

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r=四黑故B錯誤；

sin”

CD,由萬有引力提供向心力可得與”二根;二機(jī)廠產(chǎn)解得y=。=小器所以空間站與衛(wèi)星的線速

度之比為1:倔目，角速度之比為1：扁方。故C錯誤，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)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(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)，P、Q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)星在尸

處時位于空間站正上方，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（）

P.伴隨衛(wèi)星軌道

\\■■空間站軌道

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

B.當(dāng)伴隨衛(wèi)星運(yùn)行到Q點(diǎn)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

【答案】C

【詳解】A.萬有引力提供加速度，由6等Mm=〃/得a=GMg當(dāng)伴隨衛(wèi)星位于P點(diǎn)時，空間站的加速度大于

伴隨衛(wèi)星的加速度，A錯誤；

B.構(gòu)造一個過伴隨衛(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,

做離心運(yùn)動，速度々大于匕。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v,所以與大

于V,B錯誤；

C.伴隨衛(wèi)星與空間站的周期相等，伴隨衛(wèi)星在P處時位于空間站正上方，經(jīng)過半個周期，伴隨衛(wèi)星在。

處時轉(zhuǎn)到空間站正下方，再經(jīng)過半個周期，伴隨衛(wèi)星運(yùn)動到P處時又轉(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，。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(yùn)動，。為沿地球表面附近做勻速圓周運(yùn)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。、6、c的說法中正確的是（）

O

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、b、c做勻速圓周運(yùn)動的向心加速度大小關(guān)系為%

C.。物體與地球的萬有引力全部提供給。物體隨地球自轉(zhuǎn)的向心力

D.a、b、c做勻速圓周運(yùn)動的周期關(guān)系為（=（>7；

【答案】D

【詳解】A.由萬有引力定律產(chǎn)=里竺可知，地球同步衛(wèi)星都與c在同一個軌道上，軌道半徑相等，但是

r

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錯誤；

MmGM

B.對于衛(wèi)星從c,由萬有引力提供向心力6等=加解得。=舉■其中所以為>/由于衛(wèi)星.、。繞

地球運(yùn)動的周期相等，所以°=r療其中可得為所以八6、c做勻速圓周運(yùn)動的向心加速度大小關(guān)

系為4>4>4,B錯誤；

C.〃物體與地球的萬有引力一部分提供給〃物體隨地球自轉(zhuǎn)的向心力，一部分為物體的重力，C錯誤；

D.對于衛(wèi)星a、c,其周期相等，所以方=（對于衛(wèi)星6、c,由萬有引力提供向心力=

解得T=2萬其中乙所以即b、c做勻速圓周運(yùn)動的周期關(guān)系為q=4>4,D正確。

\GM

故選D。

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n它運(yùn)動的每個周期內(nèi)都有一段時間/a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)?yīng)的圓心角為2a。已知衛(wèi)星I對地球的張角為2"，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()

3冗sinp

A.地球的平均密度為彳B.衛(wèi)星I、II的角速度之比為sin(a_0

C.衛(wèi)星II的周期為J可、D.題中時間L不可能為J.歹

、sin(a—4)ysinya-/3)n

【答案】D

Mm4乃2

【詳解】A.設(shè)衛(wèi)星I、II的軌道半徑分別為4和處，因衛(wèi)星I為同步衛(wèi)星，則有6==機(jī)^^

且有夕=萼=彗其中R為地球的半徑，聯(lián)立解得p=1之故A錯誤；

V47rAG7nK

B.設(shè)衛(wèi)星I、II的角速度分別為例和。2,如圖所示

AOBOGMm可得。=J管故有

在三角形A03中，有________=gn根據(jù)=ma)2r

sin(6Z-y0)sinPsin(a-,)sin(3

￡=而聯(lián)立以上各式，有￡=除［需為故B錯誤;

C.根據(jù)色學(xué)=皿竺)。可得7=2*5因衛(wèi)星I為同步衛(wèi)星，則其周期為八，設(shè)衛(wèi)星II的周期為72,

rT\GM

lsin3(a-jS)sir?「

整理得＜=f故C錯誤;

Vsin3psin3(a-7?)

D.若衛(wèi)星I和衛(wèi)星II均不運(yùn)動，衛(wèi)星II對應(yīng)為圓心角為2a,則有"絲與=、產(chǎn)力4"但衛(wèi)星之間

2兀,sin（a-尸）n

是有相對運(yùn)動的，所以時間不可能為、:畝3￡里工故D錯誤。故選D。

\sin（?-^）71

9.（2023?湖北?模擬預(yù)測）2023年2月23日19時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(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/z=

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錯誤；

C.對中星26號衛(wèi)星，由萬有引力提供向心力可知=m誓（K+/Z）由地面附近重力近似等于引力可

知g=器聯(lián)立解得中星26號衛(wèi)星距離地面的高度為力=:恒軍-R,C錯誤；

R-V4乃2

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（）

A.祝B.^4C.2次D.2^4

【答案】C

【詳解】由地球的萬有引力提供向心力，可得6等=根設(shè)飛船組合體的軌道半徑為〃，線速度為

VI,周期為T1,地球同步衛(wèi)星的軌道半徑為2線速度為V2,周期為乃，由上式可得到4=W由G^=加且

丫212r廠

得到卜垂因此有上=⑶=2次故選Co

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。的正上方時所用時間為lh,則下列說法正確的是（）

A.該衛(wèi)星的運(yùn)行速度一定大于7.9Am/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a：1

【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)動的運(yùn)行速度，根據(jù)萬有引力提供向心力可得

絲絲=機(jī)止該衛(wèi)星的軌道半徑大于地球的半徑，所以該衛(wèi)星的運(yùn)行速度一定小于7.9km/s,故A錯誤；

rr

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，偏轉(zhuǎn)的角度是120。，剛好為

其轉(zhuǎn)動周期的g,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。=干可知該衛(wèi)星與同步衛(wèi)星的運(yùn)行角速度之比為8：1,根據(jù)=〃/療該衛(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)該衛(wèi)星與同步衛(wèi)星的運(yùn)行速度之比2：1,故D錯誤。

故選C。

12.（2023?四川成都??？级＃┤鐖D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)量為機(jī)的小球P（可看作質(zhì)點(diǎn)）從彈簧上端八處5不為0）由靜止釋放，小球落到彈簧上后繼

續(xù)向下運(yùn)動直到最低點(diǎn)。從接觸彈簧開始的小球加速度。與彈簧壓縮量x間的關(guān)系如圖乙所示，其中的、h

A.星球的第一宇宙速度后反B.該彈簧勁度系數(shù)上的大小愛

C.小球在最低點(diǎn)處加速度大于aoD.彈簧的最大彈性勢能為mg（/7+x°）

【答案】C

【詳解】A.根據(jù)圖像可知小球接觸彈簧時的加速度為的，所以星球表面的重力加速度為8=/所以第一宇

宙速度為v=71^=故A錯誤;

一T根&

B.當(dāng)壓縮量為xo時加速度為0,故5=，咫所以左=7故B錯誤；

C.根據(jù)=g近2可知，若小球從彈簧原長處釋放到最底部時小球的加速度為。=g=/在h>0情況下，

小球到最低點(diǎn)的加速度大于ao,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mg（〃+x。），故D錯誤。

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,地球半徑為火，月球的半徑為地球半徑的左倍，地球表面重力加速度為g,月球

表面的重力加速度為地球表面重力加速度的〃倍，“嫦娥四號”離月球中心的距離為乙繞月周期為7。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A倍

B.“嫦娥四號”繞月運(yùn)行的速度為，吟i

3s3

C.月球的平均密度為0=35r

GTkR

D.“嫦娥四號”只要減速運(yùn)動就能返回地球

【答案】C

【詳解】A.根據(jù)第一宇宙速度的定義有：地球表面匕月球表面機(jī)g，=加五:

RR

得''=Jg'R=6瓢'選項A錯誤;

B.根據(jù)G誓=*；G%=研可以得至廣嫦娥四號”繞月運(yùn)行的速度為v，=J#=J"乎

選項B錯誤；

C.根據(jù)G&=如■/；乎殷可以知道月球的平均密度乃二=々^選項C正確;

r2T231GT2R3GT2k'Rs

D.“嫦娥四號”必須先加速離開月球，再減速運(yùn)動才能返回地球，選項D錯誤。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，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)過的圓心角是90。

C.衛(wèi)星B在運(yùn)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

【答案】BD

【詳解】A.根據(jù)開普勒第三定律a=上衛(wèi)星A的軌道半徑小于同步衛(wèi)星B的軌道半徑，可知衛(wèi)星A的運(yùn)

行周期小于24h,不可能為36h,選項A錯誤；

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C錯誤；

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)斫辦廠可知，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D正確。故選BD。

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廠的關(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），力為己知量,

地球自轉(zhuǎn)的周期為T,引力常量為G,下列說法正確的有（）

圖甲圖乙

A.太空電梯停在ro處時，航天員對電梯艙的彈力為。

47r2r3

B.地球的質(zhì)量為把隼

GT2

2環(huán)既

C.地球的第一宇宙速度為

T\R

D.隨著r的增大，航天員對電梯艙的彈力逐漸減小

【答案】BB

【詳解】A.由圖乙可知，太空電梯在w時，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，航天員與電梯艙間的彈力為0,故A正確；

BC.太空電梯在ro時，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)量為航天員的質(zhì)量為

Mm4九"24"2二

m,則G—=彌