高考物理一輪復習-人造衛星 宇宙速度（考點練習）

人造衛星宇宙速度

基礎鞏固

U2025?浙江杭州模擬］天通一號衛星移動通信系統由多顆地球同步軌道移動通信衛星組成.

通過查詢，其中一顆傾斜地球同步軌道衛星是運轉軌道面與地球赤道面有夾角的軌道衛星，它

的運轉周期也是24小時，如圖所示，關于該衛星說法正確的是（）

A.該衛星可定位在北京的正上空

B.該衛星.與地球靜止軌道衛星的向心加速度大小是不等的

C.該星的發射速度區7.9km/s

D.該衛星的角速度與放在北京地面上物體隨地球自轉的角速度大小相等

2.如圖所示M、b、c三顆衛星在各自的軌道上繞地球做勻速圓周運動，物道半徑%<%<小、但三

顆衛星受到地球的萬有引力大小相等，下列說法正確的是（）

國也一赤道血

A.三顆衛星的加速度大小aa<ab<ac

B.三顆衛星的質量ma<mh<in（

C.三顆衛星的運行速度大小v?<vfc<vr

D.三顆衛星的運行周期Ta>Th>Tc

3.［2024?江西卷］“嫦娥六號”探測器于2024年5月8日進入環月軌道，后續經調整環月軌道高

度和傾角,實施月球背面軟著陸.當探測器的軌道半徑從n調整到/*2時（兩軌道均可視為圓形

軌道），其動能和周期從母卜八分別變為42、%.下列選項正確的是（）

4J2025?江西南昌模擬］第一宇宙速度是人造衛星的最小發射速度，已知地球與月球的質量之

比約為81半徑之比約為4則地球上與月球上的笫一宇宙速度之比為（）

A.18/1B.l；18

C.9:2D.2:9

5.（多選）［2（）25?河南鄭州一中模擬］金星是繞太陽運動的從內向外的第二顆行星，軌道公轉周

期為224.7天.金星的半徑為地球半徑的95%,質量為地球質量的82%.已知地球與太陽間的距

離約為1.5x10"m,地球的第一宇宙速度為7.9km/s,地球和金星繞太陽運動的軌跡可近似為

圓.下列說法正確的是（）

A.金星的第一宇宙速度約為8.5km/s

B.金星的第一宇宙速度約為7.3knVs

C.金星距太陽的距離約為1.1x10"m

D.金星距太陽的距離約為2.1x10"m

綜合提升

6.［2025?四川成都模擬］有b、c、6四顆地球衛星在地球赤道上未發射力、c、6做圓周

運動力在地面附近近地軌道上,c是靜止衛星,"是高空探測衛星，各衛星排列位置如圖所示，則

A.a受到的向心力等于重力

B.c比〃的加速度小

C.四顆衛星中在相同時間內人轉過的弧長最長

D.衛星d的周期可能是23h

7.（多選）同步衛星離地心距離為r,運行速率為也，加速度為即地球赤道上的物體隨地球自轉的

向心加速度為例,第?宇宙速度為電,地球的半徑為凡則下列比值正確的是（）

B”⑤

C.^=-

丫21

D.2=-

8.（多選）［2025?河北唐山模擬］嫦娥六號探測器在落到月球表面過程中先懸停,利用激光三維

掃描技術選定好著陸點，然后開始緩慢豎直卜降,距月面"高度時發動機關閉，以自由落體方式

到達月面，測得探測器下落時間為，，已知月球半徑為R,引力常量為G,忽略關閉發動機時探測

器的速度，則（）

2h

A.月球表面重力加速度為g二：

B.月球質量為M二咨

C.月球表面的第一宇宙速度為片胖

D.月球繞地球周期為T=2人性

、zn

9（多選）嫦娥五號軌道器在地面飛控人員精確控制卜成功被口地拉格朗口L點捕獲，這也是

我國首顆進入口地Li點探測軌道的航天器.已知太陽和地球所在的連線上有如圖所示的3個

拉格朗日點，飛行器位于這些點上時，在太陽與地球引力的共同作用下，可以保持與地球同步

繞太陽做勻速圓周運動.下列說法正確的是（）

，????????????????????????

hHA地乙

A.飛行器在“點繞太陽飛行的加速度小于地球繞太陽飛行的加速度

B.飛行器在心點處于平衡狀態

C.飛行器A在匕點繞太陽飛行的動能小于飛行器3在心點繞太陽飛行的動能

D.飛行器A在匕點繞太陽匕行的角速度等于飛行器8在心點繞太陽6行的角速度

10.（多選）［2024?湖南卷］2024年5月3日，“嫦娥六號”探測器順利進入地月轉移軌道，正式開啟

月球之旅.相較于“嫦娥四號”和“嫦娥五號”,本次的主要任務是登陸月球背面進行月壤采集，并

通過升空器將?月壤轉移至燒月運行的返回艙，返回艙再通過返回軌道返回地球.設返回艙繞月

運行的軌道為圓軌道，半徑近似為月球半徑.已知月球表面重力加速度約為地球表面畦月球

半徑約為地球半徑的）.關于返回艙在該繞月軌道上的運匆，下列說法正確的是（）

A.其相對于月球的速度大于地球第一宇宙速度

B.其相對于月球的速度小于地球第一宇宙速度

C.其繞月飛行周期約為地球上近地圓軌道衛星周期的倍

D.其繞月飛行周期約為地球上近地圓軌道衛星周期的心倍

11.［2025?山西太原模擬］宇宙中行星4、B的半徑關系為R/產2RA,衛星各自環繞相應行星做

勻速圓周運動，衛星軌道半徑與周期的關系如圖所示,若不考慮其他星體對A、8的影響及4、

8之間的作用力，下列說法正確的是（）

A.行星A8的質量之比為1；4

B.行星A、B的密度之比為I

C.行星A、B的第一宇宙速度之比為1；2

D.行星A、B的同步衛星的向心加速度之比為1..8

拓展挑戰

12J2025?江蘇南京一中模擬］“日心說”以太陽為參考系,金星和地球運動的軌跡可以視為共

面的同心圓，金星公轉半徑小于地球公轉半徑.觀測得每隔1.6年金星離地球最近，則（）

A.金星繞太陽轉動的線速度小于地球繞太陽的線速度

B.在16年內太陽、地球、金星有20次在一條直線上

C.地球和金星繞太陽公轉的周期之比為8；13

2

D.地球和金星繞太陽公轉治半徑之比為cy

13.（多選）［2025?湖南長沙模擬］2023年5月17010時49分，我國在西昌衛星發射中心用長

征三號乙運載火箭，成功發射第56顆北斗導航衛星.北斗衛星的軌道分為地球中圓軌道、傾斜

地球同步軌道、地球靜止凱道三種不同衛星軌道.如圖所示工為地球靜止軌道衛星，其軌道半

徑為為與地球自轉方向相同的地球中圓軌道衛星,其軌道半徑為）o,。為地心.已知地球的

自轉周期為%從某次衛星A、8距離最近時開始計時，則下列說法正確的是（）

A.衛星B的周期為「產與。

4

B.經歷時間守7B后。、A、〃三者間第一次構成直角三角形

C.經歷時間穿兀后。、A、8三者間第二次構成直角三角形

28

D.經歷時間匕;“后A、4第一次相距最遠

答案解析

1.D［解析1根據題意，該衛星是傾斜軌道衛星，故不可能定位在北京的正上空.A錯誤;由于該

衛星的運轉周期也是24小時，與地球靜止軌道衛星的周期相同，故軌道半徑、向心加速度大小

均相同,B錯誤;第?宇宙速度i，=7.9knVs是最小的發射速度,C錯誤;根據s哼可知，該衛星的

用速度與放在北京地面上物體隨地球自轉的角速度大小相等,D正確.

2.B［解析］對衛星有空=〃以=〃§=/〃（手））,力||速度4=,，因為心<小<小，所以三顆衛星的

加速度大小au>ah>a（,\錯誤;速度片拜，所以三顆衛星的運行速度大小va>vh>vc,C錯誤;周

期T=2n區,所以三顆衛星的運行周期Ta<Th<Tc,D錯誤尸二等，因為三顆衛星受到的萬有引

力大小相等,所以三顆衛星的質量〃仍V"”,選項B正確.

3.A［解析］探測器環月運行,由萬有引力提供向心力有卓=〃§，得^=岸，其中M為月球質

量網為“嫦娥六號”質量，動能反爭v2，則,二患、D錯誤;同理，由卓=/槨。得

則裝二后,A正確,C錯誤.

4.C［解析1第一宇宙速度是近地（月）衛星的環繞速度，則喈刁所以第一宇宙速度為

5.BC［解析］地球第一宇宙速度的推導為G*=/〃/求得%=檜，同理可得金星的第一宇

宙速度vs=混，聯立上式并代入數據求得小=7.3km/s,A錯誤,B正確;根據開普勒第三定律可

得馬二鳥,代入數據求得^=1.1x10"m,C正確,D錯誤?

'e's

6.C［解析］a在赤道上隨地球自轉，有答:叫赤自，則受到的自轉向心力不等于重力，故A

錯誤;c是地球靜止1!星M、。角速度相同，根據。=#二。的軌道半徑更大力］速度更大，故B錯

誤M、C比較，由L3可知C的線速度較大，對b、C、d衛星，由年=〃茁得V=杵，衛星的半

徑越大，線速度越小，周期越大，所以〃的線速度最大，在相同時間內轉過的弧長最長，故C正

確;〃是高空探測衛星，軌道半徑大于同步衛星的軌道半徑，則衛星周期大于24h,故D錯誤.

7.AD［解析］設地球質量為M,同步衛星的質量為〃“，地球赤道上的物體的質量為心近地軌

道上物體質量為"n.向心加速度和角速度的關系為八。2=322凡由于聯立解得

最三,故A正確.B錯誤;由萬有引力定律有電二吟、窄二喑，由以上兩式解得最二g,

故C錯誤,D正確.

8.AC［解析］根據〃=好，解得g或,A正確;根據黃金代換式GM刊代解得知二螯,B錯誤;

根據牛頓第二定律得，咫二加?,解得v=庠,C正確;無法求出月球繞地球周期,D錯誤.

9.AD［解析］飛行器在心點與地球同步繞太陽做勻速圓周運動時，有。=小八由圖可知，飛行

器的軌道半徑小于地球的軌道半徑，故其繞太陽飛行的加速度小于地球繞太陽飛行的加速

度,A正確;飛行器在A點繞太陽做勻速圓周運動,故合力不為零，不處于平衡狀態,B錯誤:兩飛

行器的質量關系不明，故它們的動能關系不能確定,C錯誤;飛行器只要在拉格朗日點,均與地

球同步公轉.故飛行器人在L點繞太陽飛行的角速度等于飛行器4在心點繞太陽飛行的角

速度,D正確.

10.BD［解析］返回艙繞月運行的軌道為圓軌道,半徑近以為月球半徑，則由萬有引力提供向

心力，有根據在月球表面萬有引力和重力的關系有吟，中咫兒聯立解得丫月

=師］,由于第一宇宙速度為近地衛星的環繞速度，同理可得三「二Jg地丁地，則

—=增所以—，故A錯誤,B正確;根據線速度和周期的關系有了二生?，,

加出地r地412V

則誓為H，故C錯誤,D正確.

11.C［解析］根據牛頓第二定律得誓=/偌凡解得心黑咒則圖像的斜率為上篝又心..

2

kH=RA；而3=13：23=1；8,故行星A、B的質量之比為MA；MB=以止=1：8,故A錯誤;根

據牛頓第二定律得G譽一厚飛解得?；；，故行星的密度為片9丁?)%，山題意可

5

R1o1QV-1TK,

知，衛星在兩顆行星表面做勻速圓周運動的周期公相等,故行星A的密度等于行星B的密度,

故B錯誤;行星的第一宇宙速度等于衛星在行星表面做勻速圓周運動的線速度，則有VI

則行星4、8的第一宇宙速度之比為匕;心產I；2,故C正確;同步衛星的相關物理量

未知,無法計算加速度比值，故D錯誤.

I2.B［解析］金星繞太陽的軌道半徑比地球小,根據有=〃蒼可得i，=護，金星繞太陽轉動

的線速度大于地球繞太陽轉動的線速度，選項A錯誤;由于每隔1.6年金星離地球最近,則每隔

1.6年金星比地球多轉1圈,即每隔0.8年太陽、地球、金星在一條直線上一次，則在16年內

金星比地球多轉10圈，在16年內太陽、地球、金星有20