2025版高考物理考点题型归纳总结（含答案）考点25　宇宙航行

考点25宇宙航行强基固本对点练知识点1卫星的运动规律1．[2023·天津卷]运行周期为24h的北斗卫星比运行周期为12h的()A．加速度大B．角速度大C．周期小D．线速度小2．(多选)有a、b、c、d四颗地球卫星，a还未发射，在赤道表面上随地球一起转动，b是近地轨道卫星，c是地球同步卫星，d是高空探测卫星，它们均做匀速圆周运动，各卫星排列位置如图所示，则()A．在相同时间内a转过的弧长最长B．b的向心加速度近似等于重力加速度gC．c在6h内转过的圆心角是eq\f(π,2)D．d的运动周期有可能是25h知识点2三个宇宙速度3．(多选)物体在地面附近绕地球做匀速圆周运动时的速度叫作第一宇宙速度．关于第一宇宙速度，下列说法正确的是()A．第一宇宙速度大小约为11.2km/sB．第一宇宙速度是使人造卫星绕地球运动所需的最小发射速度C．第一宇宙速度是人造卫星绕地球运动的最小运行速度D．若已知地球的半径和地球表面的重力加速度，即可求出第一宇宙速度4．(多选)下列关于三种宇宙速度的说法中正确的是()A．第一宇宙速度v1＝7.9km/s，第二宇宙速度v2＝11.2km/s，则人造卫星绕地球在圆轨道上运行时的速度大于等于v1，小于v2B．我国发射的火星探测器，其发射速度大于第三宇宙速度C．第二宇宙速度是在地面附近使物体可以挣脱地球引力束缚，成为绕太阳运行的人造行星的最小发射速度D．第一宇宙速度7.9km/s是人造地球卫星绕地球做圆周运动的最大运行速度5．某星球的半径为R，在其表面上方高度为aR的位置，以初速度v0水平抛出一个金属小球，水平位移为bR，a、b均为数值极小的常数，不计阻力，忽略星球的自转，则这个星球的第一宇宙速度为()A．eq\f(\r(2a),b)v0B．eq\f(\r(b),a)v0C．eq\f(\r(a),b)v0D．eq\f(\r(a),2b)v0知识点3地球同步卫星6．关于“亚洲一号”地球同步通讯卫星，下述说法正确的是()A．已知它的质量是1.24t，若将它的质量增为2.84t，其同步轨道半径变为原来的2倍B．它的运行速度为7.9km/sC．它可以绕过北京的正上方，所以我国能利用其进行电视转播D．它距地面的高度约为地球半径的5倍，卫星的向心加速度约为其下方地面上物体的重力加速度的eq\f(1,36)7．如图所示，1970年4月24日我国首次成功发射的人造卫星“东方红一号”，目前仍然在椭圆轨道上运行，其轨道近地点高度约为440km，远地点高度约为2060km；1984年4月8日成功发射的“东方红二号”卫星运行在赤道上空35786km的地球同步轨道上．设“东方红一号”在远地点的加速度为a1，“东方红二号”的加速度为a2，固定在地球赤道上的物体随地球自转的加速度为a3，则a1、a2、a3的大小关系为()A．a2＞a1＞a3B．a3＞a2＞a1C．a3＞a1＞a2D．a1＞a2＞a3培优提能模拟练8．[2024·广东省佛山市顺德区教学质量检测一]如图所示，“羲和号”是我国首颗可24小时全天候对太阳进行观测的试验卫星，该卫星绕地球可视为匀速圆周运动，轨道平面与赤道平面垂直．卫星距离A点的最小距离是517千米，每天绕地球运行n圈(n＞1)，下列关于“羲和号”的说法错误的是()A．“羲和号”的运行速度小于第一宇宙速度B．“羲和号”的发射速度大于第一宇宙速度C．“羲和号”的向心加速度大于地球同步卫星D．“羲和号”的运行周期大于地球同步卫星9．[2024·湖北省鄂东南教育教学联盟联考]2023年5月30日9时31分，搭载神舟十六号载人飞船的长征二号F遥十六运载火箭在酒泉卫星发射中心发射升空．从点火发射到进入地球环绕轨道，神舟十六号需要大约10分钟的时间．然后，它将在距地面高度约400公里的轨道上做匀速圆周运动．下列说法正确的是()A．神舟十六号在轨道上做匀速圆周运动时，舱内航天员处于完全失重状态B．神舟十六号的发射速度一定大于11.2km/sC．神舟十六号在轨道上做匀速圆周运动时的速度应大于7.9km/s而小于11.2km/sD．发射过程中为了保证航天员的安全，航天员需要固定在舱壁，保持头部朝上来维持大脑供氧10．[2024·江西省上饶市月考]北京时间2023年10月5日上午8时24分，我国在西昌卫星发射中心使用长征二号丁运载火箭成功将遥感三十九号卫星送入太空．其中遥感三十九号卫星的工作轨道高度约为700km，遥感三十九号卫星、地球的同步卫星和月球绕地球飞行的轨道如图所示，下列说法正确的是()A．遥感三十九号卫星的发射速度一定小于7.9km/sB．同步卫星绕地球运行的角速度比月球绕地球的角速度大C．遥感三十九号卫星绕地球运行的周期大于24hD．所有卫星在运行轨道上完全失重，重力加速度为零11．[2024·广东省江门市调研]2023年8月12日我国在西昌卫星发射中心成功发射了一颗名为陆地探测四号的卫星，这是世界上第一颗在同步静止轨道上运行的合成孔径雷达(SAR)卫星．同步静止卫星的离地高度比近地卫星高，下列说法正确的是()A．同步静止卫星可以运行在江门市正上方B．同步静止卫星的线速度比近地卫星大C．同步静止卫星的周期比近地卫星大D．同步静止卫星受到的万有引力一定比近地卫星小

1．答案：D解析：2．答案：BCD解析：因a在地球上，c为地球同步卫星，所以a、c角速度相同，由v＝ωr可知c的线速度比a的线速度大，在相同时间的c转过弧长一定比a大，A错误；b为近地轨道卫星，根据牛顿第二定律可得Geq\f(Mm,R2)＝mg＝ma，解得a＝g，b的向心加速度近似等于地球表面重力加速度g，B正确；c为地球同步卫星，24h内转过的角度为2π，则6h内转过的角度为eq\f(π,2)，C正确；由开普勒第三定律eq\f(R3,T2)＝k可知卫星的半径越大，周期越大，所以d的运动周期大于c的周期24h，则d的运动周期可能是25h，D正确．3．答案：BD解析：由万有引力提供向心力可知第一宇宙速度v1＝eq\r(\f(GM,R))，根据万有引力等于重力得mg＝eq\f(GMm,R2)，联立以上两式可得v1＝eq\r(gR)，将g＝9.8m/s2，R＝6.4×106m代入得v1≈7.9km/s，A错误，D正确；由于第一宇宙速度是发射卫星的最小速度，B正确；由v＝eq\r(\f(GM,r))可得，当轨道半径越大时，其运行速度越小，所以第一宇宙速度是卫星能绕地球做匀速圆周运动的最大速度，C错误．4．答案：CD解析：根据v＝eq\r(\f(GM,r))可知，卫星的轨道半径r越大，即距离地面越远，卫星的绕行速度越小，v1＝7.9km/s是人造地球卫星绕地球做圆周运动的最大运行速度，D正确；实际上，由于人造卫星的轨道半径都大于地球半径，故卫星绕地球在圆轨道上运行时的速度都小于第一宇宙速度，A错误；我国发射的火星探测器，仍在太阳系内，所以其发射速度小于第三宇宙速度，选项B错误；第二宇宙速度是在地面附近使物体挣脱地球引力束缚而成为绕太阳运行的人造卫星的最小发射速度，C正确．5．答案：A解析：设该星球表面的重力加速度为g，小球落地时间为t，抛出的金属小球做平抛运动，根据平抛运动规律得aR＝eq\f(1,2)gt2，bR＝v0t，联立以上两式解得g＝eq\f(2aveq\o\al(2,0),b2R)，第一宇宙速度即为该星球表面卫星的线速度，在星球表面卫星的重力充当向心力，得mg＝meq\f(v2,R)，所以第一宇宙速度v＝eq\r(gR)＝eq\f(\r(2a),b)v0，A正确．6．答案：D解析：同步卫星的轨道是一定的，和同步卫星的质量没有关系，A错误；同步卫星的速度小于第一宇宙速度7.9km/s，B错误；同步卫星只能在赤道的上方，不能绕过北京，C错误；根据eq\f(GMm,r2)＝ma，化简得a＝eq\f(GM,r2)，则a同∶a地＝eq\f(1,（5＋1）2)∶1＝eq\f(1,36)，D正确．7．答案：D解析：由于“东方红二号”卫星是同步卫星，则其角速度和赤道上的物体角速度相等，根据a＝ω2r，r2>r3，则a2>a3；由万有引力定律和牛顿第二定律得，Geq\f(Mm,r2)＝ma，由题目中数据可以得出，r1<r2，则a2<a1；综合以上分析有，a1>a2>a3，D正确．8．答案：D解析：第一宇宙速度是以地球半径为轨道半径的卫星绕地球做匀速圆周运动的最大环绕速度，也是卫星发射的最小速度，因此“羲和号”的运行速度小于第一宇宙速度，A正确；因“羲和号”的运行轨道半径大于地球的半径，所以其发射速度大于第一宇宙速度，B正确；由牛顿第二定律得Geq\f(Mm,r2)＝ma，解得a＝Geq\f(M,r2)，由题意可知，“羲和号”每天绕地球运行n圈（n＞1），因此“羲和号”的运行周期小于地球同步卫星，根据开普勒第三定律可知“羲和号”的轨道半径小于地球同步卫星的轨道半径，因此“羲和号”的向心加速度大于地球同步卫星，C正确，D错误．9．答案：A解析：神舟十六号在轨道上做匀速圆周运动时，万有引力提供向心力，舱内航天员处于完全失重状态，A正确；神舟十六号围绕地球做圆周运动，则发射速度一定大于7.9km/s小于11.2km/s，B错误；神舟十六号在轨道上做匀速圆周运动时的速度一定小于第一宇宙速度7.9km/s，C错误；发射过程中为了保证航天员的安全，航天员需要固定在座椅上，头部和身体轴线是保持水平的，面部朝上，D错误．10．答案：B解析：7.9km/s是发射地球人造卫星的最小发射速度，即遥感三十九号卫星的发射速度一定不小于7.9km/s，A错误；根据万有引力提供向心力Geq\f(Mm,r2)＝mrω2得ω＝eq\r(\f(GM,r3))，同步卫星的轨道半径小于月球的轨道半径，则同步卫星的角速度大于月球绕地球运动的角速度，B正确；根据万有引力提供向心力Geq\f(Mm,r2)＝mreq\f(4π2,T2)得T＝eq\r(\f(4π2r3,GM))，遥感三十九号的轨道半径小于同步卫星的轨道半径，即遥感三十九号卫星绕地球运行的周期小于24h，C错误；卫星在轨道上运行时，处于完全失重状态，但是重力加速度不为零，D错误．11．答案：C解析：地球同步静止卫星必须位于赤道平面，即同步静止卫星不可能运行在江门市正上方，A错误；根据万有引力提供圆周运动的向心力有Geq\f(Mm,r2)＝meq\f(v2,r)，解得v＝eq\r(\f(GM,r))，地球同步