試卷第=page22頁，共=sectionpages33頁專題09宇宙速度與航天一、單選題1．（22-23高一下·湖南長沙·期末）廈門大學天文學系顧為民教授團隊利用我國郭守敬望遠鏡積累的海量恒星光譜，發(fā)現(xiàn)了一個處于寧靜態(tài)的中子星與紅矮星組成的雙星系統(tǒng)，質(zhì)量比約為，同時繞它們連線上某點O做勻速圓周運動，研究成果于2022年9月22日發(fā)表在《自然天文》期刊上。則此中子星繞O點運動的（）A．角速度大于紅矮星的角速度 B．線速度小于紅矮星的線速度C．軌道半徑大于紅矮星的軌道半徑 D．向心力大小約為紅矮星的2倍【答案】B【詳解】A．雙星系統(tǒng)中，由于兩星在相同時間內(nèi)轉(zhuǎn)過的角度相等，則雙星系統(tǒng)的角速度相等，即中子星繞O點運動的角速度等于紅矮星的角速度，A錯誤；C．根據(jù)解得即星體質(zhì)量越大，軌道半徑越小，根據(jù)題意中子星質(zhì)量大，可知，中子星繞O點運動的軌道半徑小于紅矮星的軌道半徑，C錯誤；B．根據(jù)根據(jù)上述，雙星系統(tǒng)角速度相等，中子星的軌道半徑小一些，則中子星繞O點運動的線速度小于紅矮星的線速度，B正確；D．雙星系統(tǒng)中，有星體之間的萬有引力提供向心力，可知，中子星繞O點運動的向心力大小等于紅矮星的向心力大小，D錯誤；故選B。2．（22-23高一下·黑龍江佳木斯·期末）假設地球和火星都繞太陽做勻速圓周運動，已知地球到太陽的距離小于火星到太陽的距離，那么（

）A．地球公轉(zhuǎn)的線速度小于火星公轉(zhuǎn)的線速度B．地球公轉(zhuǎn)的角速度大于火星公轉(zhuǎn)的角速度C．地球公轉(zhuǎn)的加速度小于火星公轉(zhuǎn)的加速度D．地球公轉(zhuǎn)周期大于火星的公轉(zhuǎn)周期【答案】B【詳解】A．地球的公轉(zhuǎn)半徑比火星的公轉(zhuǎn)半徑小，由可知地球公轉(zhuǎn)的線速度大，A錯誤；B．由可知地球公轉(zhuǎn)的角速度大，B正確；C．由可知地球公轉(zhuǎn)的加速度大，C錯誤；D．由可知地球的公轉(zhuǎn)周期比火星的公轉(zhuǎn)周期小，D錯誤。故選B。3．（22-23高一下·北京房山·期末）空間站在距地面高度約為400km的軌道繞地球做勻速圓周運動，下列說法正確的是（）A．空間站處于平衡狀態(tài)B．空間站內(nèi)的航天員處于完全失重狀態(tài)C．空間站繞地球運動的速度應介于第一宇宙速度和第二宇宙速度之間D．空間站繞地球運動的加速度比它在地面上的重力加速度大【答案】B【詳解】A．空間站繞地球做勻速圓周運動，空間站受到萬有引力提供向心力，空間站不處于平衡狀態(tài)，故A錯誤；B．空間站內(nèi)的航天員受到地球的萬有引力提供其繞地球做勻速圓周運動所需的向心力，航天員處于完全失重狀態(tài)，故B正確；C．地球第一宇宙速度等于衛(wèi)星在地球表面軌道繞地球做勻速圓周運動的線速度，是衛(wèi)星繞地球做勻速圓周運動的最大線速度，故空間站繞地球運動的速度小于第一宇宙速度，故C錯誤；D．根據(jù)牛頓第二定律可得解得可知空間站繞地球運動的加速度比它在地面上的重力加速度小，故D錯誤。故選B。4．（22-23高一下·江蘇蘇州·期末）2022年11月30日，“神舟十五號”載人飛船與“天和”核心艙完成對接，航天員費俊龍、鄧清明、張陸進入“天和”核心艙。對接過程的示意圖如圖所示，“天和”核心艙處于半徑為的圓軌道Ⅲ，“神舟十五號”飛船處于半徑為的圓軌道Ⅰ，運行周期為，通過變軌操作后，沿橢圓軌道Ⅱ運動到處與“天和”核心艙對接。則“神舟十五號”飛船（）A．由軌道Ⅱ進入軌道Ⅲ需在B點減速B．沿軌道Ⅱ運行的周期為C．在軌道Ⅰ上A點的加速度大于在軌道Ⅱ上A點的加速度D．在軌道Ⅲ上B點的線速度大于在軌道Ⅱ上B點的線速度【答案】D【詳解】AD．由低軌道Ⅱ進入高軌道Ⅲ需在點點火加速，則在軌道Ⅲ上B點的線速度大于在軌道Ⅱ上B點的線速度，故A錯誤，D正確；B．根據(jù)開普勒第三定律可得可得沿軌道Ⅱ運行的周期為故B錯誤；C．根據(jù)牛頓第二定律可得解得由于、都相同，則在軌道Ⅰ上A點的加速度等于在軌道Ⅱ上A點的加速度，故C錯誤。故選D。5．（22-23高一下·內(nèi)蒙古赤峰·期末）北京時間2023年5月10日，天舟六號貨運飛船在我國文昌航天發(fā)射場點火發(fā)射。飛船入軌后成功對接于空間站天和核心艙后向端口。交會對接完成后轉(zhuǎn)入組合體飛行階段，周期約90分鐘。下列說法正確的是（

）A．組合體的角速度大小比地球同步衛(wèi)星的小B．組合體的加速度大小比地球同步衛(wèi)星的小C．天舟六號的發(fā)射速度要大于第一宇宙速度D．組合體的運行速度大于第一宇宙速度【答案】C【詳解】AB．衛(wèi)星繞地球做圓周運動時，遵循“高軌道、低速度、長周期”的規(guī)律，組合體周期小于同步衛(wèi)星，所以組合體軌道半徑一定比地球同步衛(wèi)星的小，所以組合體的角速度大小比地球同步衛(wèi)星的大、組合體的加速度大小也比地球同步衛(wèi)星的大，故AB錯誤；CD．第一宇宙速度是最大的環(huán)繞速度、最小的發(fā)射速度，則天舟六號的發(fā)射速度要大于第一宇宙速度，但環(huán)繞地球運轉(zhuǎn)的速度都小于等于第一宇宙速度，只有近地衛(wèi)星的速度等于第一宇宙速度，故C正確、D錯誤。故選C。6．（22-23高一下·四川綿陽·期末）2019年9月12日，我國在太原衛(wèi)星發(fā)射中心“一箭三星”發(fā)射成功。現(xiàn)假設三顆星a、b、c均在赤道平面上繞地球做勻速圓周運動，其中a、b的轉(zhuǎn)動方向與地球自轉(zhuǎn)方向相同，c的轉(zhuǎn)動方向與地球自轉(zhuǎn)方向相反，a、b、c三顆星的周期分別為、、，下列說法正確的是（

）A．三顆星中a的軌道半徑最大 B．a(chǎn)、b每經(jīng)過8h相遇一次C．b、c每經(jīng)過6h相遇一次 D．三顆星中c的加速度最大【答案】B【詳解】A．根據(jù)開普勒第三定律可知三顆星中a的軌道半徑最小，故A錯誤；B．a(chǎn)、b轉(zhuǎn)動方向相同，在相遇一次的過程中，a比b多轉(zhuǎn)一圈，設相遇一次的時間為，則解得故B正確；C．b、c轉(zhuǎn)動方向相反，在相遇一次的過程中，b、c共轉(zhuǎn)一圈，設相遇一次的時間為，則解得故C錯誤；D．三顆星中a的軌道半徑最小，根據(jù)萬有引力提供向心力可知三顆星中a的加速度最大，故D錯誤。故選B。7．（22-23高一下·黑龍江大慶·期末）我國“天宮”空間站位于距地面約高的近地軌道，是我國宇航員進行太空工作和生活的場所；而同樣也是我國自主研發(fā)的北斗衛(wèi)星導航系統(tǒng)，由若干顆同步衛(wèi)星、非靜止軌道衛(wèi)星和備用衛(wèi)星組成，其廣泛應用于三維衛(wèi)星定位與通信。若上述的空間站和北斗系統(tǒng)的衛(wèi)星均在各自軌道上繞地球做勻速圓周運動，則下面說法正確的是（）A．“天宮”空間站的運行速度小于北斗同步衛(wèi)星的運行速度B．“天宮”空間站里的宇航員處于懸浮狀態(tài)是因為不受重力C．所有的地球同步衛(wèi)星離地球表面的高度都是一定的D．若北斗衛(wèi)星在飛行的過程中速度變小了，它將遠離地球【答案】C【詳解】A．由萬有引力提供向心力有解得由于“天宮”空間站的軌道半徑小于北斗同步衛(wèi)星的軌道半徑，則“天宮”空間站的運行速度大于北斗同步衛(wèi)星的運行速度，故A錯誤；B．“天宮”空間站里的宇航員處于懸浮狀態(tài)是處于完全失重狀態(tài)，不是不受重力，故B錯誤；C．由萬有引力提供向心力有解得由于所有地球同步衛(wèi)星的周期都等于地球的自轉(zhuǎn)周期，則所有的地球同步衛(wèi)星離地球表面的高度都是一定的，故C正確；D．若北斗衛(wèi)星在飛行的過程中速度變小了，所需要的向心力減小，則它將靠近地球，故D錯誤。故選C。8．（22-23高一下·黑龍江哈爾濱·期末）中國空間站于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R，地球同步衛(wèi)星的軌道半徑約為7R，地面的重力加速度為g，下列說法正確的是（）A．空間站的速度大于第一宇宙速度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【答案】C【詳解】A．空間站貼近地球表面運行，其軌道半徑為R，則有可得對空間站，由地球的萬有引力提供向心力，可得解得第一宇宙速度是衛(wèi)星在地球表面附近的環(huán)繞速度，因此空間站的速度大小等于第一宇宙速度，A錯誤；B．對空間站，由地球的萬有引力提供向心力，可得

解得空間站的周期約為B錯誤；C．地球同步衛(wèi)星的軌道半徑約為7R，設地球同步衛(wèi)星的周期為T＇，對地球同步衛(wèi)星，由地球的萬有引力提供向心力，可得解得所以地球的自轉(zhuǎn)周期約為，C正確；D．由地球的萬有引力提供向心力，可得解得可知空間站與地球同步衛(wèi)星的線速度之比約為D錯誤。故選C。9．（22-23高一下·云南普洱·期末）假如某志愿者登上火星后將一小球從高h處以初速度v0水平拋出，測出小球的水平射程為L.已知火星的半徑為R，引力常量為G，不計火星大氣阻力，不考慮火星自轉(zhuǎn)，則下列說法正確的是（）A．火星表面的重力加速度 B．火星的第一宇宙速度為v1=C．火星的質(zhì)量為 D．火星的平均密度為【答案】B【詳解】A．小球在火星上做平拋運動，則解得火星表面的重力加速度為故A錯誤；B．在火星表面則故B正確；C．在火星表面解得火星的質(zhì)量為故C錯誤；D．火星的平均密度為故D錯誤。故選B。10．（22-23高一下·云南普洱·期末）“嫦娥一號”發(fā)射后先在近地圓軌道繞行3周，再長途跋涉進入近月圓軌道繞月飛行。若月球表面的重力加速度為地球表面重力加速度的，月球半徑為地球半徑的，下列說法不正確的是（）A．繞月與繞地飛行周期之比為∶B．繞月與繞地飛行周期之比為∶C．繞月與繞地飛行向心加速度之比為1∶6D．月球與地球質(zhì)量之比為1∶96【答案】B【詳解】D．根據(jù)牛頓第二定律有可得月球與地球質(zhì)量之比為故D正確；AB．根據(jù)萬有引力提供向心力有可得繞月與繞地飛行周期之比為故A正確，B錯誤；C．根據(jù)牛頓第二定律有可得繞月與繞地飛行向心加速度之比故C正確。本題選不正確的，故選B。多選題11．（22-23高一下·吉林延邊·期末）我國一箭多星技術(shù)居世界前列，一箭多星是一枚運載火箭同時或先后將數(shù)顆衛(wèi)星送入軌道的技術(shù)。某兩顆衛(wèi)星釋放過程簡化為如圖所示，火箭運行至P點時，同時將A、B兩顆衛(wèi)星送入預定軌道，A衛(wèi)星進入軌道1做圓周運動，B衛(wèi)星進入軌道2沿橢圓軌道運動，P點為橢圓軌道的近地點，Q點為遠P地點，B衛(wèi)星在Q點噴氣變軌到軌道3，之后繞地球做圓周運動，下列說法正確的是（）A．A衛(wèi)星在P點的加速度等于B衛(wèi)星在P點的加速度B．B衛(wèi)星在軌道2的公轉(zhuǎn)周期小于B衛(wèi)星在軌道3的公轉(zhuǎn)周期C．B衛(wèi)星從軌道2上Q點變軌進入軌道3時需要噴氣減速D．B衛(wèi)星沿軌道2從P點運動到Q點過程中引力做負功【答案】ABD【詳解】A．兩衛(wèi)星在P點時，根據(jù)可得顯然兩衛(wèi)星的加速度相同，故A正確；B．根據(jù)開普勒第三定律可知，B衛(wèi)星在軌道2的公轉(zhuǎn)的半長軸小于B衛(wèi)星在軌道3的公轉(zhuǎn)半徑，可知B衛(wèi)星在軌道2的公轉(zhuǎn)周期小于B衛(wèi)星在軌道3的公轉(zhuǎn)周期，選項B正確；C．衛(wèi)星從低軌道運動到高軌道，需要在軌道相切點點火加速實現(xiàn)，所以B衛(wèi)星在Q點變軌進入軌道3時需要向后噴氣加速，故C錯誤；D．B衛(wèi)星沿軌道2從P點運動到Q點過程中速度減少，則動能減小，故引力做負功，故D正確。故選ABD。12．（22-23高一下·云南文山·期末）如圖所示，a、b兩顆人造地球衛(wèi)星分別在半徑不同的軌道上繞地球做勻速圓周運動，則下列說法正確的是（）A．a(chǎn)的加速度大于b的加速度 B．a(chǎn)的周期小于b的周期C．a(chǎn)的線速度大于b的線速度 D．地球?qū)的引力小于地球?qū)的引力【答案】ABC【詳解】A．根據(jù)牛頓第二定律有可得加速度為可知a的加速度大于b的加速度，故A正確；B．根據(jù)開普勒第三定律有可知a的周期小于b的周期，故B正確；C．根據(jù)萬有引力提供向心力有可得線速度為可知a的線速度大于b的線速度，故C正確；D．根據(jù)由于a、b兩顆人造地球衛(wèi)星質(zhì)量不清楚，故無法判斷地球?qū)的引力與地球?qū)的引力的大小，故D錯誤。故選ABC。13．（22-23高一下·江西吉安·期末）潘多拉是電影《阿凡達》虛構(gòu)的一個天體，其屬于阿爾法半人馬星系，即阿爾法半人馬星系B-4號行星，大小與地球相差無幾（半徑與地球半徑近似相等），若把電影中的虛構(gòu)視為真實的，地球人登上該星球后發(fā)現(xiàn)：自己在該星球上體重只有在地球上體重的n倍（n<1），由此可以判斷（）A．潘多拉星球上的重力加速度是地球表面重力加速度的n倍B．潘多拉星球的質(zhì)量是地球質(zhì)量的n倍C．若在潘多拉星球上發(fā)射衛(wèi)星，最小發(fā)射速度是地球第一宇宙速度的n倍D．若在潘多拉星球上發(fā)射衛(wèi)星，第二宇宙速度是11.2km/s【答案】AB【詳解】A．因為地球人的質(zhì)量不變，則根據(jù)可知潘多拉星球上的重力加速度是地球表面重力加速度的n倍﹐故選項A正確；B．根據(jù)可知半徑與地球半徑近似相等時﹐該星球質(zhì)量是地球質(zhì)量的n倍，故選項B正確；C．衛(wèi)星的最小發(fā)射速度也是該星球的第一宇宙速度﹐根據(jù)解得潘多拉星球上的重力加速度是地球表面重力加速度的n倍，則最小發(fā)射速度是地球第一宇宙速度的倍，故選項C錯誤；D．第二宇宙速度是衛(wèi)星脫離該星球的引力束縛飛到無限遠處所必須具有的速度﹐衛(wèi)星在地面上具有的動能應等于從地面附近運動到無限遠處克服重力做的功，因為重力大小不同，則在潘多拉星球上發(fā)射衛(wèi)星時第二宇宙速度與地球的第二宇宙速度不相等，不是，故選項D錯誤。故選AB。14．（22-23高一下·甘肅天水·期末）“天舟一號”貨運飛船于2017年4月20日在文昌航天發(fā)射中心成功發(fā)射升空。與“天宮二號”空間實驗室對接前，“天舟一號”在距地面約380km的圓軌道上飛行，則其（）A．角速度小于地球自轉(zhuǎn)角速度 B．線速度小于第一宇宙速度C．周期小于地球自轉(zhuǎn)周期 D．向心加速度大于地面的重力加速度【答案】BC【詳解】A．萬有引力提供向心力，根據(jù)牛頓第二定律有解得地球同步衛(wèi)星和地球自轉(zhuǎn)的周期相同，角速度相同，地球同步衛(wèi)星的軌道半徑大于“天舟一號”的軌道半徑，則“天舟一號”角速度大于地球自轉(zhuǎn)角速度，故A錯誤；B．第一宇宙速度是衛(wèi)星繞地球做勻速圓周運動最大的運行速度，可知“天舟一號”線速度小于第一宇宙速度，故B正確；C．根據(jù)周期和角速度關(guān)系式可知“天舟一號”周期小于地球自轉(zhuǎn)周期，故C正確；D．根據(jù)牛頓第二定律有，可知“天舟一號”向心加速度小于地面的重力加速度，故D錯誤。故選BC。15．（22-23高一下·山東威海·期末）如圖所示為地球同步衛(wèi)星發(fā)射過程的簡化圖，Ⅰ為近地軌道，衛(wèi)星在此軌道運行速度大小為；Ⅲ為同步軌道，衛(wèi)星在此軌道運行速度大小為；Ⅱ為橢圓軌道，與Ⅰ相切于近地點a，與Ⅲ相切于遠地點b，衛(wèi)星沿Ⅱ經(jīng)過a點時的速度大小為，經(jīng)過b點時的速度大小為。下列說法正確的是（）A． B． C． D．【答案】AC【詳解】A．根據(jù)萬有引力充當向心力有解得可知，軌道半徑越大線速度越小，軌道III的軌道半徑大于軌道I的軌道半徑，因此故A正確；B．衛(wèi)星從軌道I的a點向軌道II變軌需要在a點加速，因此故B錯誤；C．取極短時間，根據(jù)開普勒第二定律有其中，，由此可得故C正確；D．衛(wèi)星從軌道II的b點變軌到軌道III需要點火加速，因此有故D錯誤。故選AC。三、解答題16．（22-23高一下·湖南張家界·期末）假設未來的人類登上某一地外行星。一小球在距離該星球表面h處自由下落，經(jīng)過時間t落到星球表面，無空氣阻力。設這個行星的半徑為R，萬有引力常量為G，回答下面問題：（1）該行星表面的重力加速度大小；（2）該行星的質(zhì)量；（3）如果將來要在這顆行星上發(fā)射環(huán)繞衛(wèi)星，環(huán)繞這個行星的第一宇宙速度大小約為多少？【答案】（1）；（2）；（3）【詳解】（1）根據(jù)自由落體運動公式解得該行星表面的重力加速度大小為（2）根據(jù)物體在星球表面受到的重力等于萬有引力可得解得該行星的質(zhì)量為（3）根據(jù)解得環(huán)繞這個行星的第一宇宙速度大小為17．（22-23高一下·湖南益陽·期末）某中子星的質(zhì)量大約與太陽的質(zhì)量相等，為，但是它的半徑只有100km，已知引力常量，忽略中子星自轉(zhuǎn)的影響。（結(jié)果均保留二位有效數(shù)字，13.34的平方根約為3.7）（1）求此中子星表面的自由落體加速度。（2）求此中子星的第一宇宙速度。【答案】（1）；（2）【詳解】（1）在中子星表面，重力等于萬有引力，則有解得中子星表面的自由落體加速度為（2）衛(wèi)星在中子星表面做勻速圓周運動，萬有引力提供向心力，由牛頓第二定律得解得中子星的第一宇宙速度為18．（22-23高一下·云南紅河·期末）（1）已知地球半徑R地=6400km，月球繞地球做圓周運動的半徑r月=60R地，運行周期T=27.3天=2.36×106s，求：（1）月球繞地球做圓周運動的向心加速度a月；（2）地球表面物體自由下落的加速度g一般取9.8m/s2，a月與g的比值是多大？（3）根據(jù)萬有引力公式及牛頓第二定律推算，月球做勻速圓周運動的向心加速度是地面附近自由落體加速度g的多少倍？【答案】（1）2.72×10-3m/s2；（2）；（3）【詳解】（1）由，代入數(shù)據(jù)得a月≈2.72×10-3m/s2.（2）a月與g的比值為（3）根據(jù)萬有引力定律，可知，解得所以月球做勻速圓周運動的向心加速度約是地面附近自由落體加速度的。一、單選題1．（22-23高一下·湖南益陽·期末）如圖所示，衛(wèi)星A是2022年8月20日我國成功發(fā)射的遙感三十五號04組衛(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，已知地球周期為24h，下列說法正確的是（）A．衛(wèi)星A、B、P的速度大小關(guān)系為B．要將衛(wèi)星A轉(zhuǎn)移到衛(wèi)星B的軌道上需要對衛(wèi)星A進行減速C．衛(wèi)星B在12h內(nèi)轉(zhuǎn)過的圓心角是D．衛(wèi)星B的向心加速度大小小于衛(wèi)星P隨地球自轉(zhuǎn)的向心加速度大小【答案】C【詳解】A．對于衛(wèi)星、，根據(jù)萬有引力提供向心力，有解得由圖可知，所以對于衛(wèi)星、，由可知相等，可知時則衛(wèi)星的速度大小關(guān)系為故A錯誤；B．要將衛(wèi)星轉(zhuǎn)移到衛(wèi)星的軌道上，須先在近地圓軌道加速做離心運動，進入橢圓軌道，使橢圓軌道的遠地點在地球同步軌道上，當衛(wèi)星運行到遠地點時，再加速進入地球同步軌道，故要將衛(wèi)星轉(zhuǎn)移到衛(wèi)星的軌道上至少需要對衛(wèi)星進行兩次加速，故B錯誤；C．地球同步衛(wèi)星在內(nèi)轉(zhuǎn)動的圓心角為故C正確；D．衛(wèi)星和衛(wèi)星同軸轉(zhuǎn)動，角速度相等，根據(jù)可知，衛(wèi)星的向心加速度大小大于衛(wèi)星隨地球自轉(zhuǎn)的向心加速度大小，故D錯誤。故選C。2．（22-23高一下·寧夏銀川·期末）如圖所示，在同一軌道平面上，有繞地球做勻速圓周運動的衛(wèi)星A、B、C某時刻在同一條直線上，則（）A．經(jīng)過一段時間，A回到原位置時，B、C也將同時回到原位置B．衛(wèi)星C的向心加速度最小C．衛(wèi)星B的周期比衛(wèi)星A的周期小D．衛(wèi)星A的線速度最小【答案】B【詳解】衛(wèi)星繞地球做勻速圓周運動，根據(jù)萬有引力提供向心力，得：G＝mr＝m＝mrω2式中M是地球的質(zhì)量，r是衛(wèi)星的軌道半徑，m是衛(wèi)星的質(zhì)量，則得：AC．衛(wèi)星的周期T＝2π所以TC＞TB＞TA若從此刻起經(jīng)歷的時間是三者周期的公倍數(shù)，三者就可以同時回到原位置，若從此刻起經(jīng)歷的時間不是三者周期的公倍數(shù)，A回到原位置時，B、C不會同時回到原位置。故A錯誤；C錯誤；B．衛(wèi)星的向心加速度又衛(wèi)星C的向心加速度最小。故B正確。D．衛(wèi)星的線速度又衛(wèi)星A的線速度最大。故D錯誤。故選B。3．（22-23高一下·黑龍江齊齊哈爾·期末）如圖所示，有a、b、c、d四顆地球衛(wèi)星，a還未發(fā)射，在地球赤道上隨地球一起轉(zhuǎn)動，b是近地衛(wèi)星，c是地球同步衛(wèi)星，d是高空探測衛(wèi)星，下列說法正確的是（

）A．衛(wèi)星a放在此位置時受到的重力比放在南極時大B．衛(wèi)星c所需的向心力比衛(wèi)星b所需的向心力要小C．衛(wèi)星c的發(fā)射速度一定大于衛(wèi)星b的發(fā)射速度D．衛(wèi)星d的角速度是四顆衛(wèi)星中最大的【答案】C【詳解】A．衛(wèi)星a處于赤道位置隨地球自轉(zhuǎn)，萬有引力提供向心力和重力，而兩極的向心力最小為零，則兩極處的重力加速度最大，故衛(wèi)星a放在此位置時受到的重力比放在南極時小，故A錯誤；B．根據(jù)衛(wèi)星c的半徑大于衛(wèi)星的b半徑，但由于兩衛(wèi)星的質(zhì)量關(guān)系不確定，無法比較兩衛(wèi)星所受萬有引力的大小，萬有引力提供向心力，即無法比較衛(wèi)星c所需的向心力與衛(wèi)星b所需的向心力的大小，故B錯誤；C．衛(wèi)星要到達離地球越遠的高度，需要克服引力做功越多，則需要的初動能越大，則衛(wèi)星c的發(fā)射速度大于衛(wèi)星b的發(fā)射速度，故C正確；D．對b、c、d三顆公轉(zhuǎn)的衛(wèi)星，根據(jù)萬有引力提供向心力，則有其角速度滿足半徑越大，角速度越大，，而對于a與c兩個具有相同的角速度，有，故四顆衛(wèi)星中b的角速度最大，故D錯誤。故選C。4．（22-23高一下·山東威海·期末）紅矮星與中子星組成雙星系統(tǒng)，它們同時繞連線上的某點做勻速圓周運動。若兩星相距L，紅矮星的質(zhì)量是中子星的n倍，中子星轉(zhuǎn)一圈的時間為t，引力常量為G，則（）A．紅矮星的軌道半徑為B．紅矮星的軌道半徑為C．紅矮星和中子星的總質(zhì)量為D．紅矮星和中子星的總質(zhì)量為【答案】D【詳解】AB．設紅矮星的軌道半徑為、質(zhì)量為，中子星的軌道半徑為、質(zhì)量為，則根據(jù)題意有由萬有引力充當向心力有，聯(lián)立以上各式解得故AB錯誤；CD．根據(jù)以上分析可得，則可得故C錯誤，D正確。故選D。5．（22-23高一下·青海西寧·期末）2022年中國空間站將全面建成。建成后的中國空間站將支持大規(guī)模科學研究，并進一步探索人類如何在太空長期生存。假定空間站繞地球做勻速圓周運動，繞行周期約為90分鐘，和周期為24小時的地球同步衛(wèi)星相比（

）A．空間站的軌道半徑小于同步衛(wèi)星的軌道半徑 B．空間站的加速度小于同步衛(wèi)星的加速度C．空間站的線速度小于同步衛(wèi)星的線速度 D．空間站的角速度小于同步衛(wèi)星的角速度【答案】A【詳解】A．同步衛(wèi)星的周期為24小時，因為由開普勒第三定律可得其中所以空間站的離地高度小于同步衛(wèi)星的高度，A正確；B．由萬有引力提供向心力可得，加速度為因為所以即空間站的加速度大于同步衛(wèi)星的加速度，B錯誤；C．由萬有引力提供向心力可得，線速度為因為所以即空間站的線速度大于同步衛(wèi)星的線速度，C錯誤；D．由萬有引力提供向心力可得，角速度為因為所以即空間站的角速度大于同步衛(wèi)星的角速度，D錯誤。故選A。6．（22-23高一下·安徽黃山·期中）假設宇宙中有兩顆相距無限遠的行星A和B，半徑分別為和。兩顆行星周圍衛(wèi)星的軌道半徑的三次方（）與運行周期的平方（）的關(guān)系如圖所示；為衛(wèi)星環(huán)繞行星表面運行的周期，則（）A．行星A的質(zhì)量小于行星B的質(zhì)量B．行星A的密度等于行星B的密度C．行星A的第一宇宙速度等于行星B的第一宇宙速度D．當兩行星的衛(wèi)星軌道半徑相同時，行星A的衛(wèi)星向心力大于行星B的衛(wèi)星向心力【答案】B【詳解】A．根據(jù)可得根據(jù)圖像可知，A的比B的大，所以行星A的質(zhì)量大于行星B的質(zhì)量，故A錯誤；B．行星的密度大小為根據(jù)圖像可知，在兩顆行星表面做勻速圓周運動的周期相同，所以行星A的密度等于行星B的密度，故B正確；C．第一宇宙速度大小為由于A的半徑大于B的半徑，衛(wèi)星環(huán)繞行星表面運行的周期相同，則行星A的第一宇宙速度大于行星B的第一宇宙速度，故C錯誤；D．根據(jù)可得當兩行星的衛(wèi)星軌道半徑相同時，A的質(zhì)量大于B的質(zhì)量，但衛(wèi)星的質(zhì)量關(guān)系未知，則行星A的衛(wèi)星向心力與行星B的衛(wèi)星向心力關(guān)系無法確定，故D錯誤。故選B。7．（22-23高一下·吉林四平·期末）2023年5月30日，“神舟十六號”載人飛船的發(fā)射取得圓滿成功，飛船進入預定軌道后，按照預定程序與空間站組合體進行自主快速交會對接。已知空間站組合體繞地球做勻速圓周運動的軌道半徑為6800km，地球同步軌道衛(wèi)星的軌道半徑為42000km，則（）A．“神舟十六號”的發(fā)射速度應大于第一宇宙速度小于第二宇宙速度B．空間站組合體運行的線速度小于地球同步軌道衛(wèi)星的線速度C．空間站組合體運行的周期大于地球同步軌道衛(wèi)星的周期D．空間站組合體運行的角速度小于地球同步軌道衛(wèi)星的角速度【答案】A【詳解】A．組合體繞地球運動，“神舟十六號”的發(fā)射速度應大于第一宇宙速度小于第二宇宙速度，故A正確；B．根據(jù)萬有引力提供向心力可得可知該組合體運行的線速度大于地球同步軌道衛(wèi)星的線速度，故B錯誤；C．根據(jù)開普勒第三定律可知該組合體運行的周期小于地球同步軌道衛(wèi)星運行的周期，故C錯誤；D．根據(jù)牛頓第二定律可得可知空間站組合體運行的角速度大于地球同步軌道衛(wèi)星的角速度，故D錯誤。故選A。8．（22-23高一下·內(nèi)蒙古巴彥淖爾·期末）獨立在軌運行33天的“天舟五號”貨運飛船（以下簡稱“天舟五號”）于2023年6月6日3時10分完成與空間站組合體再次交會對接，空間站組合體再次恢復了“三船三艙”構(gòu)型。“天舟五號”獨立在軌運行時與空間站組合體均在同一軌道上繞地球做勻速圓周運動，已知空間站組合體運行的周期約為90min，則下列說法正確的是（

）A．“天舟五號”獨立在軌運行時的線速度大于第一宇宙速度B．“天舟五號”獨立在軌運行時的角速度小于地球自轉(zhuǎn)的角速度C．“天舟五號”獨立在軌運行時的線速度大于地球同步軌道衛(wèi)星運行的線速度D．“天舟五號”獨立在軌運行時的向心加速度大于空間站組合體的向心加速度【答案】C【詳解】A．由地球的萬有引力提供“天舟五號”做圓周運動的向心力有得隨著軌道半徑的增大，線速度減小，“天舟五號”獨立在軌運行時的線速度小于第一宇宙速度，A錯誤；B．由地球的萬有引力提供衛(wèi)星做圓周運動的向心力有衛(wèi)星運行周期為隨著衛(wèi)星軌道半徑的增大，周期增大，由于空間站組合體運行的周期約為90min，小于同步衛(wèi)星運行周期，故同步衛(wèi)星運行半徑大于“天舟五號”的運行半徑，同時由得“天舟五號”獨立在軌運行時的角速度大于同步衛(wèi)星的運行角速度，即地球自轉(zhuǎn)的角速度，B錯誤；C．由于同步衛(wèi)星運行半徑大于“天舟五號”的運行半徑，由得“天舟五號”獨立在軌運行時的線速度大于地球同步軌道衛(wèi)星運行的線速度，C正確；D．由得“天舟五號”獨立在軌運行時的向心加速度等于空間站組合體的向心加速度，D錯誤。故選C。9．（22-23高一下·福建福州·期末）如圖，我國“天宮”空間站位于距地面約400km高的近地軌道，是我國宇航員進行太空工作和生活的場所；而同樣也是我國自主研發(fā)的北斗衛(wèi)星導航系統(tǒng)，由5顆同步衛(wèi)星、30顆非靜止軌道衛(wèi)星和備用衛(wèi)星組成，其廣泛應用于三維衛(wèi)星定位與通信。若上述的空間站和北斗系統(tǒng)的衛(wèi)星均在各自軌道上繞地球做勻速圓周運動，則下面說法正確的是（）A．“天宮”空間站的運行速度小于北斗同步衛(wèi)星的運行速度B．“天宮”空間站里的宇航員處于懸浮狀態(tài)是因為不受重力C．所有的同步衛(wèi)星離地球表面的高度都是一定的D．若北斗衛(wèi)星在飛行的過程中點火加速了，它將靠近地球【答案】C【詳解】A．根據(jù)萬有引力提供向心力有可得“天宮”空間站的運行軌道半徑小于北斗同步衛(wèi)星的軌道半徑，則“天宮”空間站的運行速度大于北斗同步衛(wèi)星的運行速度，故A錯誤；B．“天宮”空間站里的宇航員處于懸浮狀態(tài)是因為處于完全失重狀態(tài)，但仍受重力，故B錯誤；C．根據(jù)萬有引力提供向心力有所有的同步衛(wèi)星具有相同的周期，則離地球表面的高度都是一定的，故C正確；D．若北斗衛(wèi)星在飛行的過程中速度變大了，萬有引力小于所需的向心力，則它將向遠離地球的方向運動，故D錯誤。故選C。10．（22-23高一下·遼寧阜新·期末）對于地球同步衛(wèi)星的認識，正確的是（

）A．同步衛(wèi)星可在我國北京上空運行，常用于我國的電視轉(zhuǎn)播B．與地球自轉(zhuǎn)同步，運行的角速度等于地球自轉(zhuǎn)角速度C．所有同步衛(wèi)星的軌道半徑都相同，一定在赤道的正上方，且運行速度大于近地衛(wèi)星的速度D．不同的同步衛(wèi)星軌道半徑可以不同【答案】B【詳解】A．地球同步衛(wèi)星只能在赤道的正上方，它若在除赤道所在平面外的任意點，假設實現(xiàn)了“同步”，那它的運動軌道所在平面與受到地球的引力就不在一個平面上，這是不可能的，所以不可能定點在北京正上方，故A錯誤；BD．同步衛(wèi)星要與地球的自轉(zhuǎn)實現(xiàn)同步，就必須要角速度與地球自轉(zhuǎn)角速度相同，相對地球靜止，根據(jù)因為一定，所以r必須確定，故B正確，D錯誤；C．根據(jù)萬有引力提供向心力，列出等式得v=第一宇宙速度是近地衛(wèi)星的環(huán)繞速度，也是最大的圓周運動的環(huán)繞速度。而同步衛(wèi)星的軌道半徑要大于近地衛(wèi)星的軌道半徑，根據(jù)表達式可以發(fā)現(xiàn)，同步衛(wèi)星運行的線速度一定小于第一宇宙速度，故C錯誤；故選B。多選題11．（22-23高一下·福建莆田·期末）習近平高度重視我國航天事業(yè)發(fā)展，多次作出重要論述和重要指示批示，倡導世界各國一起推動構(gòu)建人類命運共同體，堅持在平等互利、和平利用、包容發(fā)展的基礎上，深入開展外空領域國際交流合作。如圖所示是某衛(wèi)星繞地飛行的三條軌道，軌道1是近地圓形軌道，2和3是變軌后的橢圓軌道。A點是2軌道的近地點，B點是2軌道的遠地點，衛(wèi)星在軌道1的運行速率為7.7km/s，則下列說法中正確的是（）A．衛(wèi)星在2軌道經(jīng)過A點時的速率一定大于7.7km/sB．衛(wèi)星在2軌道經(jīng)過B點時的速率可能大于7.7km/sC．衛(wèi)星分別在1、2軌道經(jīng)過A點時的加速度相同。D．衛(wèi)星在3軌道經(jīng)過A點的時速度小于在2軌道經(jīng)過A點時的速度。【答案】AC【詳解】A．衛(wèi)星在經(jīng)過A點時，要做離心運動才能沿2軌道運動，衛(wèi)星在1軌道上的速度為7.7km/s，故在2軌道上經(jīng)過A點的速度一定大于7.7km/s，故A正確；B．假設有一圓軌道經(jīng)過B點，根據(jù)得可知此軌道上的速度小于7.7km/s，衛(wèi)星在B點速度減小，才會做近心運動進入2軌道運動。故衛(wèi)星在2軌道經(jīng)過B點時的速率一定小于7.7km/s，故B錯誤；C．由公式可知則衛(wèi)星分別在3條軌道上運行經(jīng)過A點時的加速度相同，故C正確。D．衛(wèi)星從2軌道上A點加速做離心運動才能進入3軌道，則衛(wèi)星在3軌道經(jīng)過A點時的速率大于在2軌道經(jīng)A點時的速率，故D錯誤。故選AC。12．（22-23高一下·云南·期末）高分五號衛(wèi)星在太原衛(wèi)星發(fā)射中心成功發(fā)射，它填補了國產(chǎn)衛(wèi)星無法有效探測區(qū)域大氣污染氣體的空白。如圖是高分五號衛(wèi)星發(fā)射的模擬示意圖，先將高分五號衛(wèi)星送入圓形近地軌道I運動，在軌道A處點火變軌進入橢圓軌道II，在軌道B處再次點火進入圓形預定軌道Ⅲ繞地球做圓周運動，不考慮衛(wèi)星的變化。則正確的是（）A．高分五號衛(wèi)星在軌道I上運動的速率小于在軌道Ⅲ上的速率B．高分五號衛(wèi)星在三條軌道上的運行周期，在軌道I上最小、在軌道Ⅲ上最大C．高分五號衛(wèi)星在軌道I上的加速度大于在軌道Ⅲ上的加速度D．高分五號衛(wèi)星在A處變軌要加速，在B處變軌要減速【答案】BC【詳解】A．根據(jù)得則高分五號衛(wèi)星在軌道Ⅰ上運動的速率大于在軌道Ⅲ上的速率，選項A錯誤；B．根據(jù)開普勒第三定律高分五號衛(wèi)星運動周期在軌道Ⅰ上最小，在軌道Ⅲ上最大，選項B正確；C．根據(jù)得高分五號衛(wèi)星在軌道Ⅰ上的加速度大于在軌道Ⅲ上的加速度，選項C正確；D．高分五號衛(wèi)星在兩處都需要加速離心升入高軌道，選項D錯誤。故選BC。13．（22-23高一下·福建福州·期末）2023年3月30日，我國在太原衛(wèi)星發(fā)射中心使用長征二號丁運載火箭，成功將宏圖一號01組衛(wèi)星發(fā)射升空，并進入預定的極地軌道做勻速圓周運動。它是由“一顆主星+三顆輔星”構(gòu)成的衛(wèi)星組，猶如在太空中飛行的車輪。已知宏圖一號衛(wèi)星組的運行軌道距離地面的高度為h（約為530km），地球半徑為R，自轉(zhuǎn)周期為T，地球極地表面的重力加速度為g，衛(wèi)星組經(jīng)過赤道上空的時候，攜帶的攝像機都可以對赤道進行一次拍攝。則下列正確的有（）A．地球的第一宇宙速度為B．宏圖一號衛(wèi)星組繞地球運動的周期為C．宏圖一號衛(wèi)星組繞地球運動的速度等于D．要使攝像機在1天的時間內(nèi)將整個赤道拍攝下來，則每次拍攝赤道的長度至少為【答案】AD【詳解】A．根據(jù)題意，由萬有引力等于重力有萬有引力提供向心力有聯(lián)立可得，地球的第一宇宙速度為故A正確；B．由萬有引力提供向心力有又有解得由于宏圖一號衛(wèi)星組繞地球運動的高度低于地球同步衛(wèi)星的高度，則有故B錯誤；C．是圍繞地球做圓周運動的最大速度，則宏圖一號衛(wèi)星組繞地球運動的速度小于，故C錯誤；D．根據(jù)題意，結(jié)合B分析可得，1天時間內(nèi)衛(wèi)星經(jīng)過赤道的次數(shù)為要使攝像機在1天的時間內(nèi)將整個赤道拍攝下來，則每次拍攝赤道的長度至少為故D正確。故選AD。14．（22-23高一下·天津和平·期末）如圖，甲、乙兩顆衛(wèi)星以相同的軌道半徑分別繞半徑相同、質(zhì)量為M和