专题09 宇宙速度与航天（解释版）-备战期末高一物理

试卷第=page22页，共=sectionpages33页专题09宇宙速度与航天一、单选题1．（22-23高一下·湖南长沙·期末）厦门大学天文学系顾为民教授团队利用我国郭守敬望远镜积累的海量恒星光谱，发现了一个处于宁静态的中子星与红矮星组成的双星系统，质量比约为，同时绕它们连线上某点O做匀速圆周运动，研究成果于2022年9月22日发表在《自然天文》期刊上。则此中子星绕O点运动的（）A．角速度大于红矮星的角速度 B．线速度小于红矮星的线速度C．轨道半径大于红矮星的轨道半径 D．向心力大小约为红矮星的2倍【答案】B【详解】A．双星系统中，由于两星在相同时间内转过的角度相等，则双星系统的角速度相等，即中子星绕O点运动的角速度等于红矮星的角速度，A错误；C．根据解得即星体质量越大，轨道半径越小，根据题意中子星质量大，可知，中子星绕O点运动的轨道半径小于红矮星的轨道半径，C错误；B．根据根据上述，双星系统角速度相等，中子星的轨道半径小一些，则中子星绕O点运动的线速度小于红矮星的线速度，B正确；D．双星系统中，有星体之间的万有引力提供向心力，可知，中子星绕O点运动的向心力大小等于红矮星的向心力大小，D错误；故选B。2．（22-23高一下·黑龙江佳木斯·期末）假设地球和火星都绕太阳做匀速圆周运动，已知地球到太阳的距离小于火星到太阳的距离，那么（

）A．地球公转的线速度小于火星公转的线速度B．地球公转的角速度大于火星公转的角速度C．地球公转的加速度小于火星公转的加速度D．地球公转周期大于火星的公转周期【答案】B【详解】A．地球的公转半径比火星的公转半径小，由可知地球公转的线速度大，A错误；B．由可知地球公转的角速度大，B正确；C．由可知地球公转的加速度大，C错误；D．由可知地球的公转周期比火星的公转周期小，D错误。故选B。3．（22-23高一下·北京房山·期末）空间站在距地面高度约为400km的轨道绕地球做匀速圆周运动，下列说法正确的是（）A．空间站处于平衡状态B．空间站内的航天员处于完全失重状态C．空间站绕地球运动的速度应介于第一宇宙速度和第二宇宙速度之间D．空间站绕地球运动的加速度比它在地面上的重力加速度大【答案】B【详解】A．空间站绕地球做匀速圆周运动，空间站受到万有引力提供向心力，空间站不处于平衡状态，故A错误；B．空间站内的航天员受到地球的万有引力提供其绕地球做匀速圆周运动所需的向心力，航天员处于完全失重状态，故B正确；C．地球第一宇宙速度等于卫星在地球表面轨道绕地球做匀速圆周运动的线速度，是卫星绕地球做匀速圆周运动的最大线速度，故空间站绕地球运动的速度小于第一宇宙速度，故C错误；D．根据牛顿第二定律可得解得可知空间站绕地球运动的加速度比它在地面上的重力加速度小，故D错误。故选B。4．（22-23高一下·江苏苏州·期末）2022年11月30日，“神舟十五号”载人飞船与“天和”核心舱完成对接，航天员费俊龙、邓清明、张陆进入“天和”核心舱。对接过程的示意图如图所示，“天和”核心舱处于半径为的圆轨道Ⅲ，“神舟十五号”飞船处于半径为的圆轨道Ⅰ，运行周期为，通过变轨操作后，沿椭圆轨道Ⅱ运动到处与“天和”核心舱对接。则“神舟十五号”飞船（）A．由轨道Ⅱ进入轨道Ⅲ需在B点减速B．沿轨道Ⅱ运行的周期为C．在轨道Ⅰ上A点的加速度大于在轨道Ⅱ上A点的加速度D．在轨道Ⅲ上B点的线速度大于在轨道Ⅱ上B点的线速度【答案】D【详解】AD．由低轨道Ⅱ进入高轨道Ⅲ需在点点火加速，则在轨道Ⅲ上B点的线速度大于在轨道Ⅱ上B点的线速度，故A错误，D正确；B．根据开普勒第三定律可得可得沿轨道Ⅱ运行的周期为故B错误；C．根据牛顿第二定律可得解得由于、都相同，则在轨道Ⅰ上A点的加速度等于在轨道Ⅱ上A点的加速度，故C错误。故选D。5．（22-23高一下·内蒙古赤峰·期末）北京时间2023年5月10日，天舟六号货运飞船在我国文昌航天发射场点火发射。飞船入轨后成功对接于空间站天和核心舱后向端口。交会对接完成后转入组合体飞行阶段，周期约90分钟。下列说法正确的是（

）A．组合体的角速度大小比地球同步卫星的小B．组合体的加速度大小比地球同步卫星的小C．天舟六号的发射速度要大于第一宇宙速度D．组合体的运行速度大于第一宇宙速度【答案】C【详解】AB．卫星绕地球做圆周运动时，遵循“高轨道、低速度、长周期”的规律，组合体周期小于同步卫星，所以组合体轨道半径一定比地球同步卫星的小，所以组合体的角速度大小比地球同步卫星的大、组合体的加速度大小也比地球同步卫星的大，故AB错误；CD．第一宇宙速度是最大的环绕速度、最小的发射速度，则天舟六号的发射速度要大于第一宇宙速度，但环绕地球运转的速度都小于等于第一宇宙速度，只有近地卫星的速度等于第一宇宙速度，故C正确、D错误。故选C。6．（22-23高一下·四川绵阳·期末）2019年9月12日，我国在太原卫星发射中心“一箭三星”发射成功。现假设三颗星a、b、c均在赤道平面上绕地球做匀速圆周运动，其中a、b的转动方向与地球自转方向相同，c的转动方向与地球自转方向相反，a、b、c三颗星的周期分别为、、，下列说法正确的是（

）A．三颗星中a的轨道半径最大 B．a、b每经过8h相遇一次C．b、c每经过6h相遇一次 D．三颗星中c的加速度最大【答案】B【详解】A．根据开普勒第三定律可知三颗星中a的轨道半径最小，故A错误；B．a、b转动方向相同，在相遇一次的过程中，a比b多转一圈，设相遇一次的时间为，则解得故B正确；C．b、c转动方向相反，在相遇一次的过程中，b、c共转一圈，设相遇一次的时间为，则解得故C错误；D．三颗星中a的轨道半径最小，根据万有引力提供向心力可知三颗星中a的加速度最大，故D错误。故选B。7．（22-23高一下·黑龙江大庆·期末）我国“天宫”空间站位于距地面约高的近地轨道，是我国宇航员进行太空工作和生活的场所；而同样也是我国自主研发的北斗卫星导航系统，由若干颗同步卫星、非静止轨道卫星和备用卫星组成，其广泛应用于三维卫星定位与通信。若上述的空间站和北斗系统的卫星均在各自轨道上绕地球做匀速圆周运动，则下面说法正确的是（）A．“天宫”空间站的运行速度小于北斗同步卫星的运行速度B．“天宫”空间站里的宇航员处于悬浮状态是因为不受重力C．所有的地球同步卫星离地球表面的高度都是一定的D．若北斗卫星在飞行的过程中速度变小了，它将远离地球【答案】C【详解】A．由万有引力提供向心力有解得由于“天宫”空间站的轨道半径小于北斗同步卫星的轨道半径，则“天宫”空间站的运行速度大于北斗同步卫星的运行速度，故A错误；B．“天宫”空间站里的宇航员处于悬浮状态是处于完全失重状态，不是不受重力，故B错误；C．由万有引力提供向心力有解得由于所有地球同步卫星的周期都等于地球的自转周期，则所有的地球同步卫星离地球表面的高度都是一定的，故C正确；D．若北斗卫星在飞行的过程中速度变小了，所需要的向心力减小，则它将靠近地球，故D错误。故选C。8．（22-23高一下·黑龙江哈尔滨·期末）中国空间站于2022年全面建成并转入应用与发展新阶段，计划于2023年5月发射天舟六号货运飞船。飞船将对接“天和”核心舱，对接完成后，可认为空间站贴近地球表面运行。已知地球的半径为R，地球同步卫星的轨道半径约为7R，地面的重力加速度为g，下列说法正确的是（）A．空间站的速度大于第一宇宙速度B．空间站的周期约为C．地球的自转周期约为D．空间站与地球同步卫星的线速度之比约为【答案】C【详解】A．空间站贴近地球表面运行，其轨道半径为R，则有可得对空间站，由地球的万有引力提供向心力，可得解得第一宇宙速度是卫星在地球表面附近的环绕速度，因此空间站的速度大小等于第一宇宙速度，A错误；B．对空间站，由地球的万有引力提供向心力，可得

解得空间站的周期约为B错误；C．地球同步卫星的轨道半径约为7R，设地球同步卫星的周期为T＇，对地球同步卫星，由地球的万有引力提供向心力，可得解得所以地球的自转周期约为，C正确；D．由地球的万有引力提供向心力，可得解得可知空间站与地球同步卫星的线速度之比约为D错误。故选C。9．（22-23高一下·云南普洱·期末）假如某志愿者登上火星后将一小球从高h处以初速度v0水平抛出，测出小球的水平射程为L.已知火星的半径为R，引力常量为G，不计火星大气阻力，不考虑火星自转，则下列说法正确的是（）A．火星表面的重力加速度 B．火星的第一宇宙速度为v1=C．火星的质量为 D．火星的平均密度为【答案】B【详解】A．小球在火星上做平抛运动，则解得火星表面的重力加速度为故A错误；B．在火星表面则故B正确；C．在火星表面解得火星的质量为故C错误；D．火星的平均密度为故D错误。故选B。10．（22-23高一下·云南普洱·期末）“嫦娥一号”发射后先在近地圆轨道绕行3周，再长途跋涉进入近月圆轨道绕月飞行。若月球表面的重力加速度为地球表面重力加速度的，月球半径为地球半径的，下列说法不正确的是（）A．绕月与绕地飞行周期之比为∶B．绕月与绕地飞行周期之比为∶C．绕月与绕地飞行向心加速度之比为1∶6D．月球与地球质量之比为1∶96【答案】B【详解】D．根据牛顿第二定律有可得月球与地球质量之比为故D正确；AB．根据万有引力提供向心力有可得绕月与绕地飞行周期之比为故A正确，B错误；C．根据牛顿第二定律有可得绕月与绕地飞行向心加速度之比故C正确。本题选不正确的，故选B。多选题11．（22-23高一下·吉林延边·期末）我国一箭多星技术居世界前列，一箭多星是一枚运载火箭同时或先后将数颗卫星送入轨道的技术。某两颗卫星释放过程简化为如图所示，火箭运行至P点时，同时将A、B两颗卫星送入预定轨道，A卫星进入轨道1做圆周运动，B卫星进入轨道2沿椭圆轨道运动，P点为椭圆轨道的近地点，Q点为远P地点，B卫星在Q点喷气变轨到轨道3，之后绕地球做圆周运动，下列说法正确的是（）A．A卫星在P点的加速度等于B卫星在P点的加速度B．B卫星在轨道2的公转周期小于B卫星在轨道3的公转周期C．B卫星从轨道2上Q点变轨进入轨道3时需要喷气减速D．B卫星沿轨道2从P点运动到Q点过程中引力做负功【答案】ABD【详解】A．两卫星在P点时，根据可得显然两卫星的加速度相同，故A正确；B．根据开普勒第三定律可知，B卫星在轨道2的公转的半长轴小于B卫星在轨道3的公转半径，可知B卫星在轨道2的公转周期小于B卫星在轨道3的公转周期，选项B正确；C．卫星从低轨道运动到高轨道，需要在轨道相切点点火加速实现，所以B卫星在Q点变轨进入轨道3时需要向后喷气加速，故C错误；D．B卫星沿轨道2从P点运动到Q点过程中速度减少，则动能减小，故引力做负功，故D正确。故选ABD。12．（22-23高一下·云南文山·期末）如图所示，a、b两颗人造地球卫星分别在半径不同的轨道上绕地球做匀速圆周运动，则下列说法正确的是（）A．a的加速度大于b的加速度 B．a的周期小于b的周期C．a的线速度大于b的线速度 D．地球对a的引力小于地球对b的引力【答案】ABC【详解】A．根据牛顿第二定律有可得加速度为可知a的加速度大于b的加速度，故A正确；B．根据开普勒第三定律有可知a的周期小于b的周期，故B正确；C．根据万有引力提供向心力有可得线速度为可知a的线速度大于b的线速度，故C正确；D．根据由于a、b两颗人造地球卫星质量不清楚，故无法判断地球对a的引力与地球对b的引力的大小，故D错误。故选ABC。13．（22-23高一下·江西吉安·期末）潘多拉是电影《阿凡达》虚构的一个天体，其属于阿尔法半人马星系，即阿尔法半人马星系B-4号行星，大小与地球相差无几（半径与地球半径近似相等），若把电影中的虚构视为真实的，地球人登上该星球后发现：自己在该星球上体重只有在地球上体重的n倍（n<1），由此可以判断（）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．潘多拉星球的质量是地球质量的n倍C．若在潘多拉星球上发射卫星，最小发射速度是地球第一宇宙速度的n倍D．若在潘多拉星球上发射卫星，第二宇宙速度是11.2km/s【答案】AB【详解】A．因为地球人的质量不变，则根据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﹐故选项A正确；B．根据可知半径与地球半径近似相等时﹐该星球质量是地球质量的n倍，故选项B正确；C．卫星的最小发射速度也是该星球的第一宇宙速度﹐根据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，则最小发射速度是地球第一宇宙速度的倍，故选项C错误；D．第二宇宙速度是卫星脱离该星球的引力束缚飞到无限远处所必须具有的速度﹐卫星在地面上具有的动能应等于从地面附近运动到无限远处克服重力做的功，因为重力大小不同，则在潘多拉星球上发射卫星时第二宇宙速度与地球的第二宇宙速度不相等，不是，故选项D错误。故选AB。14．（22-23高一下·甘肃天水·期末）“天舟一号”货运飞船于2017年4月20日在文昌航天发射中心成功发射升空。与“天宫二号”空间实验室对接前，“天舟一号”在距地面约380km的圆轨道上飞行，则其（）A．角速度小于地球自转角速度 B．线速度小于第一宇宙速度C．周期小于地球自转周期 D．向心加速度大于地面的重力加速度【答案】BC【详解】A．万有引力提供向心力，根据牛顿第二定律有解得地球同步卫星和地球自转的周期相同，角速度相同，地球同步卫星的轨道半径大于“天舟一号”的轨道半径，则“天舟一号”角速度大于地球自转角速度，故A错误；B．第一宇宙速度是卫星绕地球做匀速圆周运动最大的运行速度，可知“天舟一号”线速度小于第一宇宙速度，故B正确；C．根据周期和角速度关系式可知“天舟一号”周期小于地球自转周期，故C正确；D．根据牛顿第二定律有，可知“天舟一号”向心加速度小于地面的重力加速度，故D错误。故选BC。15．（22-23高一下·山东威海·期末）如图所示为地球同步卫星发射过程的简化图，Ⅰ为近地轨道，卫星在此轨道运行速度大小为；Ⅲ为同步轨道，卫星在此轨道运行速度大小为；Ⅱ为椭圆轨道，与Ⅰ相切于近地点a，与Ⅲ相切于远地点b，卫星沿Ⅱ经过a点时的速度大小为，经过b点时的速度大小为。下列说法正确的是（）A． B． C． D．【答案】AC【详解】A．根据万有引力充当向心力有解得可知，轨道半径越大线速度越小，轨道III的轨道半径大于轨道I的轨道半径，因此故A正确；B．卫星从轨道I的a点向轨道II变轨需要在a点加速，因此故B错误；C．取极短时间，根据开普勒第二定律有其中，，由此可得故C正确；D．卫星从轨道II的b点变轨到轨道III需要点火加速，因此有故D错误。故选AC。三、解答题16．（22-23高一下·湖南张家界·期末）假设未来的人类登上某一地外行星。一小球在距离该星球表面h处自由下落，经过时间t落到星球表面，无空气阻力。设这个行星的半径为R，万有引力常量为G，回答下面问题：（1）该行星表面的重力加速度大小；（2）该行星的质量；（3）如果将来要在这颗行星上发射环绕卫星，环绕这个行星的第一宇宙速度大小约为多少？【答案】（1）；（2）；（3）【详解】（1）根据自由落体运动公式解得该行星表面的重力加速度大小为（2）根据物体在星球表面受到的重力等于万有引力可得解得该行星的质量为（3）根据解得环绕这个行星的第一宇宙速度大小为17．（22-23高一下·湖南益阳·期末）某中子星的质量大约与太阳的质量相等，为，但是它的半径只有100km，已知引力常量，忽略中子星自转的影响。（结果均保留二位有效数字，13.34的平方根约为3.7）（1）求此中子星表面的自由落体加速度。（2）求此中子星的第一宇宙速度。【答案】（1）；（2）【详解】（1）在中子星表面，重力等于万有引力，则有解得中子星表面的自由落体加速度为（2）卫星在中子星表面做匀速圆周运动，万有引力提供向心力，由牛顿第二定律得解得中子星的第一宇宙速度为18．（22-23高一下·云南红河·期末）（1）已知地球半径R地=6400km，月球绕地球做圆周运动的半径r月=60R地，运行周期T=27.3天=2.36×106s，求：（1）月球绕地球做圆周运动的向心加速度a月；（2）地球表面物体自由下落的加速度g一般取9.8m/s2，a月与g的比值是多大？（3）根据万有引力公式及牛顿第二定律推算，月球做匀速圆周运动的向心加速度是地面附近自由落体加速度g的多少倍？【答案】（1）2.72×10-3m/s2；（2）；（3）【详解】（1）由，代入数据得a月≈2.72×10-3m/s2.（2）a月与g的比值为（3）根据万有引力定律，可知，解得所以月球做匀速圆周运动的向心加速度约是地面附近自由落体加速度的。一、单选题1．（22-23高一下·湖南益阳·期末）如图所示，卫星A是2022年8月20日我国成功发射的遥感三十五号04组卫星，卫星B是地球同步卫星，若它们均可视为绕地球做匀速圆周运动，卫星P是地球赤道上还未发射的卫星，已知地球周期为24h，下列说法正确的是（）A．卫星A、B、P的速度大小关系为B．要将卫星A转移到卫星B的轨道上需要对卫星A进行减速C．卫星B在12h内转过的圆心角是D．卫星B的向心加速度大小小于卫星P随地球自转的向心加速度大小【答案】C【详解】A．对于卫星、，根据万有引力提供向心力，有解得由图可知，所以对于卫星、，由可知相等，可知时则卫星的速度大小关系为故A错误；B．要将卫星转移到卫星的轨道上，须先在近地圆轨道加速做离心运动，进入椭圆轨道，使椭圆轨道的远地点在地球同步轨道上，当卫星运行到远地点时，再加速进入地球同步轨道，故要将卫星转移到卫星的轨道上至少需要对卫星进行两次加速，故B错误；C．地球同步卫星在内转动的圆心角为故C正确；D．卫星和卫星同轴转动，角速度相等，根据可知，卫星的向心加速度大小大于卫星随地球自转的向心加速度大小，故D错误。故选C。2．（22-23高一下·宁夏银川·期末）如图所示，在同一轨道平面上，有绕地球做匀速圆周运动的卫星A、B、C某时刻在同一条直线上，则（）A．经过一段时间，A回到原位置时，B、C也将同时回到原位置B．卫星C的向心加速度最小C．卫星B的周期比卫星A的周期小D．卫星A的线速度最小【答案】B【详解】卫星绕地球做匀速圆周运动，根据万有引力提供向心力，得：G＝mr＝m＝mrω2式中M是地球的质量，r是卫星的轨道半径，m是卫星的质量，则得：AC．卫星的周期T＝2π所以TC＞TB＞TA若从此刻起经历的时间是三者周期的公倍数，三者就可以同时回到原位置，若从此刻起经历的时间不是三者周期的公倍数，A回到原位置时，B、C不会同时回到原位置。故A错误；C错误；B．卫星的向心加速度又卫星C的向心加速度最小。故B正确。D．卫星的线速度又卫星A的线速度最大。故D错误。故选B。3．（22-23高一下·黑龙江齐齐哈尔·期末）如图所示，有a、b、c、d四颗地球卫星，a还未发射，在地球赤道上随地球一起转动，b是近地卫星，c是地球同步卫星，d是高空探测卫星，下列说法正确的是（

）A．卫星a放在此位置时受到的重力比放在南极时大B．卫星c所需的向心力比卫星b所需的向心力要小C．卫星c的发射速度一定大于卫星b的发射速度D．卫星d的角速度是四颗卫星中最大的【答案】C【详解】A．卫星a处于赤道位置随地球自转，万有引力提供向心力和重力，而两极的向心力最小为零，则两极处的重力加速度最大，故卫星a放在此位置时受到的重力比放在南极时小，故A错误；B．根据卫星c的半径大于卫星的b半径，但由于两卫星的质量关系不确定，无法比较两卫星所受万有引力的大小，万有引力提供向心力，即无法比较卫星c所需的向心力与卫星b所需的向心力的大小，故B错误；C．卫星要到达离地球越远的高度，需要克服引力做功越多，则需要的初动能越大，则卫星c的发射速度大于卫星b的发射速度，故C正确；D．对b、c、d三颗公转的卫星，根据万有引力提供向心力，则有其角速度满足半径越大，角速度越大，，而对于a与c两个具有相同的角速度，有，故四颗卫星中b的角速度最大，故D错误。故选C。4．（22-23高一下·山东威海·期末）红矮星与中子星组成双星系统，它们同时绕连线上的某点做匀速圆周运动。若两星相距L，红矮星的质量是中子星的n倍，中子星转一圈的时间为t，引力常量为G，则（）A．红矮星的轨道半径为B．红矮星的轨道半径为C．红矮星和中子星的总质量为D．红矮星和中子星的总质量为【答案】D【详解】AB．设红矮星的轨道半径为、质量为，中子星的轨道半径为、质量为，则根据题意有由万有引力充当向心力有，联立以上各式解得故AB错误；CD．根据以上分析可得，则可得故C错误，D正确。故选D。5．（22-23高一下·青海西宁·期末）2022年中国空间站将全面建成。建成后的中国空间站将支持大规模科学研究，并进一步探索人类如何在太空长期生存。假定空间站绕地球做匀速圆周运动，绕行周期约为90分钟，和周期为24小时的地球同步卫星相比（

）A．空间站的轨道半径小于同步卫星的轨道半径 B．空间站的加速度小于同步卫星的加速度C．空间站的线速度小于同步卫星的线速度 D．空间站的角速度小于同步卫星的角速度【答案】A【详解】A．同步卫星的周期为24小时，因为由开普勒第三定律可得其中所以空间站的离地高度小于同步卫星的高度，A正确；B．由万有引力提供向心力可得，加速度为因为所以即空间站的加速度大于同步卫星的加速度，B错误；C．由万有引力提供向心力可得，线速度为因为所以即空间站的线速度大于同步卫星的线速度，C错误；D．由万有引力提供向心力可得，角速度为因为所以即空间站的角速度大于同步卫星的角速度，D错误。故选A。6．（22-23高一下·安徽黄山·期中）假设宇宙中有两颗相距无限远的行星A和B，半径分别为和。两颗行星周围卫星的轨道半径的三次方（）与运行周期的平方（）的关系如图所示；为卫星环绕行星表面运行的周期，则（）A．行星A的质量小于行星B的质量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．当两行星的卫星轨道半径相同时，行星A的卫星向心力大于行星B的卫星向心力【答案】B【详解】A．根据可得根据图像可知，A的比B的大，所以行星A的质量大于行星B的质量，故A错误；B．行星的密度大小为根据图像可知，在两颗行星表面做匀速圆周运动的周期相同，所以行星A的密度等于行星B的密度，故B正确；C．第一宇宙速度大小为由于A的半径大于B的半径，卫星环绕行星表面运行的周期相同，则行星A的第一宇宙速度大于行星B的第一宇宙速度，故C错误；D．根据可得当两行星的卫星轨道半径相同时，A的质量大于B的质量，但卫星的质量关系未知，则行星A的卫星向心力与行星B的卫星向心力关系无法确定，故D错误。故选B。7．（22-23高一下·吉林四平·期末）2023年5月30日，“神舟十六号”载人飞船的发射取得圆满成功，飞船进入预定轨道后，按照预定程序与空间站组合体进行自主快速交会对接。已知空间站组合体绕地球做匀速圆周运动的轨道半径为6800km，地球同步轨道卫星的轨道半径为42000km，则（）A．“神舟十六号”的发射速度应大于第一宇宙速度小于第二宇宙速度B．空间站组合体运行的线速度小于地球同步轨道卫星的线速度C．空间站组合体运行的周期大于地球同步轨道卫星的周期D．空间站组合体运行的角速度小于地球同步轨道卫星的角速度【答案】A【详解】A．组合体绕地球运动，“神舟十六号”的发射速度应大于第一宇宙速度小于第二宇宙速度，故A正确；B．根据万有引力提供向心力可得可知该组合体运行的线速度大于地球同步轨道卫星的线速度，故B错误；C．根据开普勒第三定律可知该组合体运行的周期小于地球同步轨道卫星运行的周期，故C错误；D．根据牛顿第二定律可得可知空间站组合体运行的角速度大于地球同步轨道卫星的角速度，故D错误。故选A。8．（22-23高一下·内蒙古巴彦淖尔·期末）独立在轨运行33天的“天舟五号”货运飞船（以下简称“天舟五号”）于2023年6月6日3时10分完成与空间站组合体再次交会对接，空间站组合体再次恢复了“三船三舱”构型。“天舟五号”独立在轨运行时与空间站组合体均在同一轨道上绕地球做匀速圆周运动，已知空间站组合体运行的周期约为90min，则下列说法正确的是（

）A．“天舟五号”独立在轨运行时的线速度大于第一宇宙速度B．“天舟五号”独立在轨运行时的角速度小于地球自转的角速度C．“天舟五号”独立在轨运行时的线速度大于地球同步轨道卫星运行的线速度D．“天舟五号”独立在轨运行时的向心加速度大于空间站组合体的向心加速度【答案】C【详解】A．由地球的万有引力提供“天舟五号”做圆周运动的向心力有得随着轨道半径的增大，线速度减小，“天舟五号”独立在轨运行时的线速度小于第一宇宙速度，A错误；B．由地球的万有引力提供卫星做圆周运动的向心力有卫星运行周期为随着卫星轨道半径的增大，周期增大，由于空间站组合体运行的周期约为90min，小于同步卫星运行周期，故同步卫星运行半径大于“天舟五号”的运行半径，同时由得“天舟五号”独立在轨运行时的角速度大于同步卫星的运行角速度，即地球自转的角速度，B错误；C．由于同步卫星运行半径大于“天舟五号”的运行半径，由得“天舟五号”独立在轨运行时的线速度大于地球同步轨道卫星运行的线速度，C正确；D．由得“天舟五号”独立在轨运行时的向心加速度等于空间站组合体的向心加速度，D错误。故选C。9．（22-23高一下·福建福州·期末）如图，我国“天宫”空间站位于距地面约400km高的近地轨道，是我国宇航员进行太空工作和生活的场所；而同样也是我国自主研发的北斗卫星导航系统，由5颗同步卫星、30颗非静止轨道卫星和备用卫星组成，其广泛应用于三维卫星定位与通信。若上述的空间站和北斗系统的卫星均在各自轨道上绕地球做匀速圆周运动，则下面说法正确的是（）A．“天宫”空间站的运行速度小于北斗同步卫星的运行速度B．“天宫”空间站里的宇航员处于悬浮状态是因为不受重力C．所有的同步卫星离地球表面的高度都是一定的D．若北斗卫星在飞行的过程中点火加速了，它将靠近地球【答案】C【详解】A．根据万有引力提供向心力有可得“天宫”空间站的运行轨道半径小于北斗同步卫星的轨道半径，则“天宫”空间站的运行速度大于北斗同步卫星的运行速度，故A错误；B．“天宫”空间站里的宇航员处于悬浮状态是因为处于完全失重状态，但仍受重力，故B错误；C．根据万有引力提供向心力有所有的同步卫星具有相同的周期，则离地球表面的高度都是一定的，故C正确；D．若北斗卫星在飞行的过程中速度变大了，万有引力小于所需的向心力，则它将向远离地球的方向运动，故D错误。故选C。10．（22-23高一下·辽宁阜新·期末）对于地球同步卫星的认识，正确的是（

）A．同步卫星可在我国北京上空运行，常用于我国的电视转播B．与地球自转同步，运行的角速度等于地球自转角速度C．所有同步卫星的轨道半径都相同，一定在赤道的正上方，且运行速度大于近地卫星的速度D．不同的同步卫星轨道半径可以不同【答案】B【详解】A．地球同步卫星只能在赤道的正上方，它若在除赤道所在平面外的任意点，假设实现了“同步”，那它的运动轨道所在平面与受到地球的引力就不在一个平面上，这是不可能的，所以不可能定点在北京正上方，故A错误；BD．同步卫星要与地球的自转实现同步，就必须要角速度与地球自转角速度相同，相对地球静止，根据因为一定，所以r必须确定，故B正确，D错误；C．根据万有引力提供向心力，列出等式得v=第一宇宙速度是近地卫星的环绕速度，也是最大的圆周运动的环绕速度。而同步卫星的轨道半径要大于近地卫星的轨道半径，根据表达式可以发现，同步卫星运行的线速度一定小于第一宇宙速度，故C错误；故选B。多选题11．（22-23高一下·福建莆田·期末）习近平高度重视我国航天事业发展，多次作出重要论述和重要指示批示，倡导世界各国一起推动构建人类命运共同体，坚持在平等互利、和平利用、包容发展的基础上，深入开展外空领域国际交流合作。如图所示是某卫星绕地飞行的三条轨道，轨道1是近地圆形轨道，2和3是变轨后的椭圆轨道。A点是2轨道的近地点，B点是2轨道的远地点，卫星在轨道1的运行速率为7.7km/s，则下列说法中正确的是（）A．卫星在2轨道经过A点时的速率一定大于7.7km/sB．卫星在2轨道经过B点时的速率可能大于7.7km/sC．卫星分别在1、2轨道经过A点时的加速度相同。D．卫星在3轨道经过A点的时速度小于在2轨道经过A点时的速度。【答案】AC【详解】A．卫星在经过A点时，要做离心运动才能沿2轨道运动，卫星在1轨道上的速度为7.7km/s，故在2轨道上经过A点的速度一定大于7.7km/s，故A正确；B．假设有一圆轨道经过B点，根据得可知此轨道上的速度小于7.7km/s，卫星在B点速度减小，才会做近心运动进入2轨道运动。故卫星在2轨道经过B点时的速率一定小于7.7km/s，故B错误；C．由公式可知则卫星分别在3条轨道上运行经过A点时的加速度相同，故C正确。D．卫星从2轨道上A点加速做离心运动才能进入3轨道，则卫星在3轨道经过A点时的速率大于在2轨道经A点时的速率，故D错误。故选AC。12．（22-23高一下·云南·期末）高分五号卫星在太原卫星发射中心成功发射，它填补了国产卫星无法有效探测区域大气污染气体的空白。如图是高分五号卫星发射的模拟示意图，先将高分五号卫星送入圆形近地轨道I运动，在轨道A处点火变轨进入椭圆轨道II，在轨道B处再次点火进入圆形预定轨道Ⅲ绕地球做圆周运动，不考虑卫星的变化。则正确的是（）A．高分五号卫星在轨道I上运动的速率小于在轨道Ⅲ上的速率B．高分五号卫星在三条轨道上的运行周期，在轨道I上最小、在轨道Ⅲ上最大C．高分五号卫星在轨道I上的加速度大于在轨道Ⅲ上的加速度D．高分五号卫星在A处变轨要加速，在B处变轨要减速【答案】BC【详解】A．根据得则高分五号卫星在轨道Ⅰ上运动的速率大于在轨道Ⅲ上的速率，选项A错误；B．根据开普勒第三定律高分五号卫星运动周期在轨道Ⅰ上最小，在轨道Ⅲ上最大，选项B正确；C．根据得高分五号卫星在轨道Ⅰ上的加速度大于在轨道Ⅲ上的加速度，选项C正确；D．高分五号卫星在两处都需要加速离心升入高轨道，选项D错误。故选BC。13．（22-23高一下·福建福州·期末）2023年3月30日，我国在太原卫星发射中心使用长征二号丁运载火箭，成功将宏图一号01组卫星发射升空，并进入预定的极地轨道做匀速圆周运动。它是由“一颗主星+三颗辅星”构成的卫星组，犹如在太空中飞行的车轮。已知宏图一号卫星组的运行轨道距离地面的高度为h（约为530km），地球半径为R，自转周期为T，地球极地表面的重力加速度为g，卫星组经过赤道上空的时候，携带的摄像机都可以对赤道进行一次拍摄。则下列正确的有（）A．地球的第一宇宙速度为B．宏图一号卫星组绕地球运动的周期为C．宏图一号卫星组绕地球运动的速度等于D．要使摄像机在1天的时间内将整个赤道拍摄下来，则每次拍摄赤道的长度至少为【答案】AD【详解】A．根据题意，由万有引力等于重力有万有引力提供向心力有联立可得，地球的第一宇宙速度为故A正确；B．由万有引力提供向心力有又有解得由于宏图一号卫星组绕地球运动的高度低于地球同步卫星的高度，则有故B错误；C．是围绕地球做圆周运动的最大速度，则宏图一号卫星组绕地球运动的速度小于，故C错误；D．根据题意，结合B分析可得，1天时间内卫星经过赤道的次数为要使摄像机在1天的时间内将整个赤道拍摄下来，则每次拍摄赤道的长度至少为故D正确。故选AD。14．（22-23高一下·天津和平·期末）如图，甲、乙两颗卫星以相同的轨道半径分别绕半径相同、质量为M和