2024年高考物理复习第23讲 人造卫星 宇宙速度（原卷练习）（原卷版+解析）

第23讲人造卫星宇宙速度

（模拟精练+真题演练）

—易斯模拟度维

1.（2023•江西南昌•江西师大附中校考三模）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。已知地球的半径为火，地球同步卫星离她面的高度约为6R,地面的重

力加速度为g,下列说法正确的是（）

A.空间站的速度大于阚

B.空间站的周期约为2万《

C.地球的自转周期约为147rA

D.空间站与地球同步卫星的线速度之比约为7:1

2.（2023•浙江温州•乐清市知临中学校考模拟预测）我国成功发射“神

舟七号”载人飞船，随后航天员圆满完成了太空出舱任务并释放了“伴飞”

小卫星。载人飞船在固定的轨道上做匀速圆周运动，“伴飞”小卫星与载

人飞船相对静止，“伴飞”小卫星有多种伴飞模式，图1和图2是其中的

第1页共32页

等

_______________________________I

两种伴飞梭式，则下列说法正确的是（）

♦0，o

图1图2

A.载人飞船的速度大小介于7.9km/s到11.2km/s之间

B.图1的伴飞模式下，“伴飞”小卫星的线速度大于载人飞船的线速度

C.图2模式下“伴飞”小卫星只需向后喷出气体，加速后，就可以和载人

飞船对接

D.图1和图2这两种伴飞模式下“伴飞”小卫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学校考模拟预测）北京时间

2022年10月7日21时10分，中国成功将微厘空间北斗低轨导航增强系

统S5/S6两颗试验卫星送入离地高度约700km的近地轨道。这两颗卫星主

要用于实时监测全球卫星导航系统服务性能，开展导航增强及星间激光通

信试验。已知目前在轨运行的中国空间站离地高度约400km,若它们绕地

球做的均是匀速圆周运动，已知地球的半径R=6400km,地球同步卫星的轨

道半径约为6.6凡两颗试验卫星的质量均小于中国空间站的质量，下列说

法正确的是（）

A.这两颗试验卫星的线速度大于第一宇宙速度

B.这两颗试验卫星的线速度小于地球赤道上随地球一起自转的物体的线速

度

C.这两颗试验卫星的运行周期小于中国空间站的运行周期

D.这两颗试脸卫星的动能均小于中国空间站的动能

4.（2023•江苏南京•南京师大附中校考模拟颈测）电影中的太空电梯非

第2页共32页

常吸引人。现假设已经建成了如图所示的太空电梯，其通过超级缆绳将地

球赤道上的固定基地、同步空间站和配重空间站连接在一起，它们随地球

同步旋转。图中配重空间站比同步空间站更高，户是缆绳上的一个平台。

则下列说法正确的是（）

A.太空电梯上各点线速度的平方与该点离她球球心的距离成反比

B.宇航员在配重空间站时处于完全失重状态

C.若从户平台向外自由释放一个小物块，则小物块会一边朝P点转动的方

向向前运动一边落向地球

D.若两空间站之间缆绳断裂，配重空间站将绕地球做椭圆运动，且断裂处

为椭圆的远地点

5.（2023•山东日照•统考三模）2023年5月11日，天舟六号货运飞船

成功对接中国空间站天和核心舱，空间站和另一地球卫星的轨道如图所示，

二者的运动均可看成匀速圆周运动。已知卫星-地心的连线与卫星一空间站

的连线的最大夹角为0,地球半径为R,空间站距地面的高度为人，万有引

力常量为G,重力加速度为g,忽略地球自转。下列判断正确的是（）

第3页共32页

o

b

O'

A.地球同步卫星都与。在同一个轨道上，并JL它们受到的万有引力大小相

等

B.a、6、c做匀速圆周运动的向心加速度大小关系为见

C.甘物体与地球的万有引力全部提供给a物体随地球自转的向心力

D.a、b、c做匀速圆周运动的周期关系为1=

8.（2023•天津静海•静海一中校考模拟预测）2019年3月10日，长征

三号乙运载火箭将“中星6C”通信卫星（记为卫星I）送入地球同步轨道

上，主要为我国、东南亚、澳洲和南太平洋岛国等地区提供通信与广播业

务。在同平面内的圆轨道上有一颗中轨道卫星II它运动的每个周期内都有

一段时间亡（匕未知）无法直接接收到卫星I发出的电磁波信号，因为其轨

道上总有一段区域没有被卫星I发出的电磁波信号覆盖到，这段区域对应

的圆心角为功。已知卫星I对地球的张角为24，地球自转周期为万有

引力常量为G,则下列说法正确的是（）

B.卫星I、II的角速度之比为sir；；L）

A.地球的平均密度为鬲

第5页共32页

C.卫星II的周期为J，芸D.题中时间七不可能为上票包产”

ys:n（a-p）^sin（a-p）TV

9.（2023•湖北•模拟预测）2023年2月23日19时49分，由航天科技

集团一院研制的长征三号乙运载火箭在西昌卫星发射中心点火升空，将中

星26号卫星顺利送入预定轨道。中星26号卫星是一颗地球静止轨道高通

量宽带通信卫星，标志着我国进入了卫星互联网的全新阶段。已知地球自

转周期为7；地球半径为用地面重力加速度为g,下列说法正确的是（）

A.中星26号卫星绕地球运行过程中里面的科学仪器不受重力作用，处于

完全失重状态

B.中星26号卫星绕地球运行的角速度大于静止于赤道上物体的角速度

C.中星26号卫星距离地面的高度为"建屋1

V4k

D.中星26号卫星发射速度一定大于第一宇宙速度

10.（2023•河南•校联考模拟预测）2022年11月29日，神舟十五号载

人飞船由长征二号F运载火箭稳稳托举，在酒泉卫星发射中心一飞冲天，

将费俊龙、邓清明、张F击3名航天员送入太空。11月30日，神舟十五号

载人飞船成功对接于空间站天和核心舱前向端口。空间站和飞船的组合体

在轨运行的周期为90min,则组合体与地球同步卫星的线速度之比为（）

A.啦B.诉C.2啦D.2网

11.（2023•全国•模拟预测）某次地轨道卫星的运行轨道平面通过地球的

南北两极正上方，已知该卫星从北纬60。的正上方按图示方向第一次运行到

第6页共32页

南纬60。的正上方时所用时间为Ih,则下列说法正确的是（)

夕\率'、

::标二］

\/

'、、、南极J

*।

A.该卫星的运行速度一定大于7.9初"s

B.该卫星的机械能一定大于同步卫星的机械能

C.该卫星与同步卫星的运行半径之比为1:4

D.该卫星与同步卫星的运行速度之比为拉：1

12.（2023•四川成都•校考二模）如图甲所示，航天员在半径为/?的某星

球表面将一轻弹簧竖直固定在水平面上，把质量为力的小球P（可看作质

点）从弹簧上端，处（力不为0）由静止释放，小球落到弹簧上后继续向下

运动直到最低点。从接触弹簧开始的小球加速度a与弹簧压缩量x间的关

系如图乙所示，其中为、，和X。为已知量，空气阻力不计。下列说法正确

A.星球的第一宇宙速度师B.该弹簧劲度系数A的大小分

C.小球在最低点处力口速度大于a0D.弹簧的最大弹性势能为机g（/?+%）

第7页共32页

13.（2023-安徽滁州・安徽省定远中学校考模拟预测）“嫦娥四号”是嫦

娥探月工程计划中嫦娥系列的第四颗人造探月卫星，主要任务是更深层次、

更加全面地科学探测月球地貌、资源等方面的信息，完善月球档案资料。

已知引力常量为G,地球半径为R,月球的半径为地球半径的攵倍，地球表

面重力力口速度为g,月球表面的重力加速度为地球表面重力加速度的八倍，

“嫦娥四号”离月球中心的距离为「，绕月周期为丁。根据以上信息判断下

列说法正确的是（）

A.月球的第一宇宙速度是地球的第一宇宙速度的♦倍

B.“嫦娥四号”绕月运行的速度为沪咨

C.月球的平均密度为夕=

O/KK

D.“嫦娥四号”只要减速运动就能返回地球

14.（2023•江西上饶-统考二模）2023年2月24日是俄乌冲突爆发一周

年纪念日，俄乌冲突是俄罗斯与乌克兰及其背后的西方双方阵营在多个领

域开展的综合博弈，其中，低轨道卫星更是体现出重要的军事应用价值。

如图所示，卫星A是一颗低轨道卫星，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，下

列说法正确的是（）

A.卫星A的运行周期可能为36h

B.卫星B在6h内转过的圆心南是90。

第8页共32页

C.卫星B在运行一周时间内经过上饶市的正上方一次

D.卫星B的向心加速度大于卫星P随地球自转的向心加速度

15.（2023•湖北•模拟预测）人类设想在赤道平面内建造垂直于地面并延

伸到太空的电梯，又称“太空电梯”如图甲所示。图乙中，图线4表示地

球引力对航天员产生的加速度大小与航天员距地心的距离厂的关系，图线

8表示航天员相对地面静止时而产生的向心加速度大小与〃的关系。图乙

中/?（地球半径），々为已知量，地球自转的周期为7；引力常量为G,下

A.太空电梯停在〃。处时，航天员对电梯舱的弹力为0

B.地球的质量为第

G/

C.地球的第一宇宙速度为半深

D.随着〃的增大，航天员对电梯舱的弹力逐渐减小

■真题实战演练

16.（2022•湖北•统考高考真题）2022年5月，我国成功完成了天舟四

号货运飞船与空间站的对接，形成的组合体在地球引力作用下绕地球做圆

周运动，周期约90分钟。下列说法正确的是（）

A.组合体中的货物处于超重状态

B.组合体的速度大小略大于第一宇宙速度

第9页共32页

C.组合体的两速度大小比地球同步卫星的大

D.组合体的加速度大小比地球同步卫星的小

17.（2022•山东•统考高考真题）“羲和号”是我国首颗太阳探测科学技

术试验卫星。如图所示，该卫星围绕地球的运动视为匀速圆周运动，轨道

平面与赤道平面接近垂直。卫星每天在相同时刻，沿相同方向经过地球表

面力点正上方，恰好绕地球运行"圈。已知地球半径为地轴尺自转周期

为T,地球表面重力加速度为g,则“羲和号”卫星轨道距地面高度为

（）

c.卧LD（誓T

［.（4〃~兀一）

18.（2021•河北-高考真题）“祝融号”火星车登陆火星之前，“天问一

号”探测器沿椭圆形的停泊轨道绕火星飞行，其周期为2个火星日，假设

某飞船沿圆轨道绕火星飞行，其周期也为2个火星日，已知一个火星日的

时长约为一个地球日，火星质量约为地球质量的0.1倍，则该飞船的轨道

半径与地球同步卫星的轨道半径的比值约为（）

第10页共32页

第23讲人造卫星宇宙速度

（模拟精练+真题演练）

・最新模拟精练

1.（2023•江西南昌•江西师大附中校考三模）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。已知地球的半径为我，地球同步卫星离她面的高度约为6R,地面的重

力加速度为巴下列说法正确的是（）

A.空间站的速度大于历

B.空间站的周期约为2/怖

C.地球的自转周期约为14乃仁

D.空间站与地球同步卫星的线速度之比约为7:1

【答案】B

【详解】AB.可认为空间站贴近地球表面运行，根据万有引力提供向心力

可得坐=,〃匕=切±1又

TR?RT2

竿=〃，g解得空间站的速度为X啊空间站的周期为丁=2乃患故A错误，B

正确；

C.地球同步卫星的周期等于地球的自转周期，则有需=〃?苓〃我解得地球

的自转周期为4=

故C错误；

第12页共32页

D.根据万有引力提供向心力可得m:解得v=伴可得空间站与地球

同步卫星的线速度之比为］=愣=［故D错误。故选B。

2.（2023•浙江温州•乐清市知临中学校考模拟预测）我国成功发射“神

舟七号”载人飞船，随后航天员圆满完成了太空出舱任务并释放了“伴飞”

小卫星。载人飞船在固定的轨道上做匀速圆周运动，“伴飞”小卫星与载

人飞船相对静止，“伴飞”小卫星有多种伴飞模式，图1和图2是其中的

两种伴飞模式，则下列说法正确的是（）

⑥（o）

图1图2

A.载人飞船的速度大小介于7.9km/s到11.2km/s之间

B.图1的伴飞模式下，“伴飞”小卫星的线速度大于载人飞船的线速度

C.图2模式下“伴飞”小卫星只需向后喷出气体，加速后，就可以和载人

飞船对接

D.图1和图2这两种伴飞模式下“伴飞”小卫星的角速度大小是相等的

【答案】D

【详解】A.第一宇宙速度7.9km/s是卫星绕地球做勺速圆周运动的最大线速

度，则载人飞船的速度小于7.9km/s,故A错误；

BD.“伴飞”小卫星与载人飞船相对静止，可知图1和图2这两种伴飞模

式下“伴飞”小卫星的角速度大小是相等的，都与载人飞船的角速度大小

相等，根据昨西图1的伴飞模式下，由于“伴飞”小卫星的轨道半径小于

载人飞船的轨道半径，则“伴飞”小卫星的线速度小于载人飞船的线速度，

*第13页共32页

故B错误，D正确;

C.图2模式下“伴飞”小卫星向后喷出气体，加速后将做离心运动，变轨

到更高的轨道，不可能与载人飞船对接，故C错误。故选D。

3.（2023•安徽亳州•安徽省亳州市第一中学校考模拟预测）北京时间

2022年10月7日21时10分，中国成功将微厘空间北斗低轨导航增强系

统S5/S6两颗试验卫星送入离地高度约700km的近地轨道。这两颗卫星主

要用于实时监测全球卫星导航系统服务性能，开展导航增强及星间激光通

信试脸。已知目前在轨运行的中国空间站离地高度约400km,若它们绕地

球做的均是匀速圆周运动，已知地球的半径/e=6400km,地球同步卫星的轨

道半径约为6.6斤，两颗试脸卫星的质量均小于中国空间站的质量，下列说

法正确的是（）

A.这两颗试验卫星的线速度大于第一宇宙速度

B.这两颗试验卫星的线速度小于地球赤道上随地球一起自转的物体的线速

度

C.这两颗试验卫星的运行周期小于中国空间站的运行周期

D.这两颗试验卫星的动能均小于中国空间站的动能

【答案】D

【详解】A.地球第一宇宙速度是卫星绕地球做匀速圆周运动的最大线速度，

可知这两颗试验卫星的线速度小于第一宇宙速度，故A错误；

B.卫星绕地球做匀速圆周运动，由万有引力提供向心力可得曾=〃苫可

厂r

可知这两颗试脸卫星的线速度大于同步卫星的线速度；根据吁画可知同步

卫星的线速度大干地球赤道上随地球一起自转的物体的线速度，则这两颗

试脸卫星的线速度大于地球赤道上随地球一起自转的物体的线速度，故B

错误；

C.卫星绕地球做匀速圆周运动，由万有引力提供向心力可得竿=，〃芳，可

得了=、匡?由于这两颗试验卫星的轨道半径穴于中国空间站的轨道半径，

则这两颗试验卫星的运行周期大于中国空间站的运行周期，故C错误；

D.卫星绕地球做匀速圆周运动，由万有引力提供向心力可得坐工可

r~r

得卫星的动能为:〃病=?

22r

由于这两颗试验卫星的轨道半径大于中国空间站的轨道半径，且质量小于

中国空间站的质量，则这两颗试验卫星的动能均小于中国空间站的动能，

故D正确。故选D。

4.（2023•江苏南京•南京师大附中校考模拟预测）电影中的太空电梯非

常吸引人。现假设已经建成了如图所示的太空电梯，其通过超级缆绳将地

球赤道上的固定基地、同步空间站和配重空间站连接在一起，它们随地球

同步旋转。图中配重空间站比同步空间站更高，，是缆绳上的一个平台。

则下列说法正确的是（）

超级缆绳E重空间站

赤道1基地

A.太空电梯上各点线速度的平方与该点离她球球心的距离成反比

B.宇航员在配重空间站时处于完全失重状态

C.若从"平台向外自由释放一个小物块，则小物块会一边朝夕点转动的方

第15页共32页

向向前运动一边落向地球

D.若两空间站之间缆绳断裂，配重空间站将绕地球做椭圆运动，且断裂处

为椭圆的远地点

【答案】C

【详解】A.太空电梯上各点具有相同的角速度，根据「5可知，太空电

梯上各点线速度与该点离地球球心的距离成正比，故A错误；

B.配重空间站轨道半径大于同步就道，由/=口。知其线速度和向心加速度

均大于同步卫星；而=叫

知同步卫星的加速度大于配重空间站所在轨道的正常运行卫星的加速度，

所以配重空间站内的宇航员的加速度大于同轨道卫星的运行加速度，所以

不是处于完全失重状态，故B错误；

C.若从户平台向外自由释放一个小物块，则小物块会一边朝P点转动的方

向向前运动一边落向地球，做近心运动，故C正确；

D.若两空间站之间缆绳断裂，配重空间站将绕地球做椭圆运动，其断裂处

为椭圆的近地点，由于在近地点线速度较大，半径较小，需要的向心力更

大，故D错误。故选C。

5.（2023•山东日照•统考三模）2023年5月11日，天舟六号货运飞船

成功对接中国空间站天和核心舱，空间站和另一地球卫星的轨道如图所示，

二者的运动均可看成匀速圆周运动。已知卫星-地心的连线与卫星一空间站

的连线的最大夹角为夕，地球半径为R,空间站距地面的高度为人，万有引

力常量为G,重力加速度为g,忽略地球自转。下列判断正确的是（）

第16页共32页

A.中国空间站的运行周期为（

B.卫星的机道半径为&

S11W

C.空间站与卫星的线速度之比为标：1

D.空间站与卫星的角速度之比为1:Jsin”

【答案】D

【详解】A.在地表附近万有引力近似等于重力，则誓=〃吆根据万有引力

提供向心力可知怨T=机（R+〃）笄解得r=J叫”丫故A错误；

B.根据题意结合几何关系可知卫星的轨道半径为修故B错误；

CD.由万有引力提供向心力可得=2sl解得v=觇J;0=■所以

空间站与卫星的线速度之比为1：厢，角速度之比为1:扃沔。故C错误，

D正确；故选D。

6.（2023•广东•模拟预测）2022年7月24日，中国空间站问天实脸舱

发射成功。中国空间站组建完成后，将从空间站中释放伴随卫星。如图所

示，空间站绕地球运行轨道为圆轨道，伴随卫星绕地球运行轨道为接近圆

的椭圆轨道，二者位于同一轨道平面内，足。分别为伴随卫星轨道的远地

点和近地点，伴随卫星在P处时位于空间站正上方，P、Q两点与空间站轨

道的高度差相等，仅考虑地球的引力作用。则（）

第17页共32页

A.当伴随卫星运行到2点时，加速度比空间站的大

B.当伴随卫星运行到。点时，速度比空间站的小

C.空间站绕地球转过一周的过程，以空间站为参考系，伴随卫星绕空间站

也转过一周

D.经过相同时间，伴随卫星、空间站分别与地心的连线扫过的面积相等

【答案】C

【详解】A.万有引力提供加速度，由G等3M得4=当伴随卫星位于0

点时，空间站的加速度大于伴随卫星的加速度，A错误；

B.构造一个过伴随卫星远地点的绕地圆轨道1,设在其上运行的天体速度

为匕。当伴随卫星位于。点时，做离心运动，速度为大于4。圆轨道1的半

径小于空间站的轨道半径，匕大于空间站的速度I/,所以々大于匕B错误；

C.伴随卫星与空间站的周期相等，伴随卫星在P处时位于空间站正上方，

经过半个周期，伴随卫星在0处时转到空间站正下方，再经过半个周期，

伴随卫星运动到。处时又转到空间站正上方，可见空间站绕地球转过一周

的过程中，以空间站为参考系，伴随卫星绕空间站也转过一周，C正确。

D.伴随卫星的轨道半长轴与空间站的轨道半径相等，则周期相等，但是两

者处于不同的轨道，则经过相同时间伴随卫星与地心连线扫过的面积与空

间站与地心连线扫过的面积不相等，D错误；故选C。

7.（2023•海南省直辖县级单位•嘉积中学校考模拟预测）如图所示，a

第18页共32页

为放在赤道上相对地球静止的物体，随地球自转做勺速圆周运动，力为沿

地球表面附近做匀速圆周运动的人造卫星（轨道半径约等于地球半径），C

为地球的同步卫星。下列关于a、6、C的说法中正确的是（）

A.地球同步卫星都与。在同一个轨道上，并且它们受到的万有引力大小相

等

B.a、b、C做勺速圆周运动的向心加速度大小关系为

a物体与地球的万有引力全部提供给a物体随地球自转的向心力

D.仄b、。做匀速圆周运动的周期关系为

【答案】D

【详解】A.由万有引力定律尸=甯可知，地球同步卫星都与c在同一个

轨道上，轨道半径相等，但是卫星的质量不相等，所以它们受到的万有引

力大小不相等，A错误；

B.对于卫星Ac,由万有引力提供向心力6当=〃也解得〃=当其中（力所

以%＞里由于卫星dC绕地球运动的周期相等，所以a=r（o2其中2G可得《•＞《

所以3、b、。做匀速圆周运动的向心加速度大小关系为对＞/＞《，B错误；

C.石物体与地球的万有引力一部分提供给a物体随地球自转的向心力，一

部分为物体的重力，C错误;

D.对于卫星dc,其周期相等，所以对于卫星Ac,由万有引力提

供向心力G与=w*

第19页共32页

解得7=2乃层其中。所以［>7；即db、C做匀速圆周运动的周期关系为

T（l=T>ThfD正确。

故选Do

8.（2023•天津静海•静海一中校考模拟预测）2019年3月10日，长征

三号乙运载火箭将“中星6C”通信卫星（记为卫星I）送入地球同步轨道

上，主要为我国、东南亚、澳洲和南太平洋岛国等地区提供通信与广播业

务。在同平面内的圆轨道上有一颗中轨道卫星II它运动的每个周期内都有

一段时间t（2未知）无法直接接收到卫星I发出的电磁波信号，因为其轨

道上总有一段区域没有被卫星I发出的电磁波信号覆盖到，这段区域对应

的圆心角为勿。已知卫星I对地球的张角为2出地球自转周期为4,万有

引力常量为G,则下列说法正确的是（）

A.地球的平均密度为说B.卫星I、II的角速度之比为〜（二夕

C.卫星H的周期为悌需D.题中时间力不可能为届高%

【答案】D

【详解】A.设卫星I、II的轨道半径分别为吊和兄，因卫星I为同步卫

星，则有喈=喏飞

第20页共32页

且有2=卷=藕其中/?为地球的半径，联立解得展卷+故A错误；

B.设卫星I、II的角速度分别为例和g,如图所示

I/

“中星犯"fEPF/

\\-->/

、、J

'、、_____

在三角形松中，有缶=悬即缶T信根据写U。2r可得

正悟故有寺后联立以上各式，有上肾=底京攵B错误；

C.根据粤=〃?学力可得丁=2否匹因卫星I为同步卫星，则其周期为To,

r/VGM

设卫星口的周期为“，则有>肾二用湃整理得戏屏常故C

错误；

D.若卫星I和卫星II均不运动，卫星II对应为圆心角为2。，则有

匚卷嚓但卫星之间是有相对运动的，所以时间不可能为

2乃pin-(a-/7)TV

J故D错误。故选D。

ysin(a-p)TT

9.(2023•湖北•模拟预测)2023年2月23日19时49分，由航天科技

集团一院研制的长征三号乙运载火箭在西昌卫星发射中心点火升空，将中

星26号卫星顺利送入预定轨道。中星26号卫星是一颗地球静止轨道高通

量宽带通信卫星，标志着我国进入了卫星互联网的全新阶段。已知地球自

转周期为T,地球半径为用地面重力加速度为g,下列说法正确的是()

A.中星26号卫星绕她球运行过程中里面的科学仪器不受重力作用，处干

第21页共32页

完全失重状态

B.中星26号卫星绕地球运行的角速度大于静止于赤道上物体的角速度

C.中星26号卫星距离地面的高度为

V44一

D.中星26号卫星发射速度一定大于第一宇宙速度

【答案】D

【详解】A.中星26号卫星绕地球运行过程中里面的科学仪器依然受重力

作用，因加速度向下等于重力加速度而处于完全失重，故A错误；

B.中星26号是卫星是静止轨道高通量宽带通信卫星，即为同步卫星，则

其绕地球运行的角速度等于静止于赤道上物体的角速度，B错误；

C.对中星26号卫星，由万有引力提供向心力可知华夫=，〃冬（R+力）由地

面附近重力近似等于引力可知且=器联立解得中星26号卫星距离地面的

A

高度为c错误；

D.中星26号卫星为地球的卫星，则发射速度一定大于第一宇宙速度，小

于第二宇宙速度，D正确。

故选D。

10.（2023•河南•校联考模拟预测）2022年11月29日，神舟十五号载

人飞船由长征二号F运载火箭稳稳托举，在酒泉卫星发射中心一飞冲天，

将费俊龙、邓清明、张陆3名航天员送入太空。11月30日，神舟十五号

载人飞船成功对接于空间站天和核心舱前向端口。空间站和飞船的组合体

在轨运行的周期为90min,则组合体与地球同步卫星的线速度之比为（）

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A.次B.班C.2蚯D.2孤

【答案】C

【详解】由地球的万有引力提供向心力，可得G仔=〃?「（半J设飞船组合体

的轨道半径为八,线速度为匕，周期为Th地球同步卫星的轨道半径为Q,

线速度为上，周期为n,由上式可得到工=，由G型=加匕

与岂广r

得到以=产因此有如=伍y=2啦故选c。

为Y/v2[TJ

11.（2023•全国•模拟预测）某次地轨道卫星的运行轨道平面通过地球的

南北两极正上方，已知该卫星从北纬60。的正上方按图示方向第一次运行到

南纬60。的正上方时所用时间为lh,则下列说法正确的是（）

夕、蟒、、

k0/

'、、、南极J

I

I

I

I

*

A.该卫星的运行速度一定大于7.95〃s

B.该卫星的机械能一定大于同步卫星的机械能

C.该卫星与同步卫星的运行半径之比为1:4

D.该卫星与同步卫星的运行速度之比为收：1

第23页共32页

【答案】C

【详解】A.7.9km/s是近地卫星环绕地球做匀速圆周运动的运行速度，根

据万有引力提供向心力可得

曾=〃尤该卫星的轨道半径大于地球的半径.所以该卫星的运行速度一定

厂r

小于7.9km/s,故A错误;

B.由于不知道卫星的质量关系，所以不能确定机械能的关系，该卫星的机

械能有可能大于同步卫星的机械能，故B错误；

C.卫星从北纬60°的正上方，按图示方向第一次运行到南纬60°的正上

方时，偏转的角度是120°,刚好为其转动周期的:,所以卫星运行的周

期为3h,同步卫星的周期是24h,该卫星与同步卫星的运行周期之比为1:

8,由。=半可知该卫星与同步卫星的运行角速度之比为8:1,根据

G等=〃〃］该卫星与同步卫星的运行半径之比为1：4,故C正确；

D.根据X"该卫星与同步卫星的运行速度之比2：1,故D错误。

故选C。

12.（2023•四川成都•校考二模）如图甲所示，航天员在半径为/?的某星

球表面将一较弹簧竖直固定在水平面上，把质量为力的小球P（可看作质

点）从弹簧上端，处（力不为0）由静止释放，小球落到弹簧上后继续向下

运动直到最低点。从接触弹簧开始的小球加速度石与弹簧压缩量x间的关

系如图乙所示，其中为、力和刈为已知量，空气阻力不计。下列说法正确

的是（）

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A.星球的第一宇宙速度师B.该弹簧劲度系数4的大小骁

C.小球在最低点处加速度大于a0D.弹簧的最大弹性势能为〃?gS+玉.）

【答案】C

【详解】A.根据图像可知小球接触弹簧时的加速度为由，所以星球表面的

重力加速度为g=%所以第一宇宙速度为口=标=历故A错误；

B.当压缩量为刈时加速度为0,故3）=〃w所以”二也故B错误；

玉）

C.根据=；收可知，若小球从弹簧原长处释放到最底部时小球的加速度

为a=g=4在力>0情况下，小球到最低点的加速度大于a°,故C正确；

D.小球下降到最低点的高度差”>"不根据机械能守恒弹性势能最大值大

于加g（/?+%）,故D错误。

故选C。

13.（2023•安徽滁州・安徽省定远中学校考模拟预测）“嫦娥四号”是嫦

娥探月工程计划中嫦娥系列的第四颗人造探月卫星，主要任务是更深层次、

更加全面地科学探测月球地貌、资源等方面的信息，完善月球档案资料。

已知引力常量为G,地球半径为R,月球的半径为地球半径的攵倍，地球表

面重力加速度为S,月球表面的重力加速度为地球表面重力加速度的〃倍，

“嫦娥四号”离月球中心的距离为，、绕月周期为了。根据以上信息判断下

列说法正确的是（）

A.月球的第一宇宙速度是地球的第一宇宙速度的七倍

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B.“嫦娥四号”绕月运行的速度为｛史黄

C.月球的平均密度为夕=启\

C//KK

D.“嫦娥四号”只要减速运动就能返回地球

【答案】C

【详解】A.根据第一宇宙速度的定义有：地球表面〃吆3；元月球

表面/咫'=〃?三

得％'=Jg'R'=而,'选项A错误；

B.根据/华=机式；G黑力仁可以得到“嫦娥四号”绕月运行的速度为4

rr

选项B错误；

C.根据G^=府等；历可以知道月球的平均密度P=焉?=高篇

rIJU/A<JIKA

选项C正确；

D.“嫦娥四号”必须先加速离开月球，再减速运动才能返回地球，选项D

错误。故选C。

14.（2023•江西上饶•统考二模）2023年2月24日是俄乌冲突爆发一周

年纪念日，俄乌冲突是俄罗斯与乌克兰及其背后的西方双方阵营在多个领

域开展的综合博弈，其中，低轨道卫星更是体现出重要的军事应用价值。

如图所示，卫星A是一颗低轨道卫星，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，下

列说法正确的是（）

第26页共32页

A.卫星A的运行周期可能为36h

B.卫星B在6h内转过的圆心甭是90。

C.卫星B在运行一周时间内经过上饶市的正上方一次

D.卫星B的向心加速度大于卫星P随地球自转的向心加速度

【答案】BD

【详解】A.根据开普勒第三定律«卫星A的轨道半径小于同步口星B

的就道半径，可知卫星A的运行周期小于24h,不可能为36h,选项A错误；

B.卫星B的周期为24h,则在6h内转过的圆心角是90。，选项B正确；

C.同步卫星B只能定点在赤道上空，不可能经过上饶市的正上方，选项C

错误；

D.卫星B的角速度等于未发射的卫星P得角速度，根据43》可知，卫

星B的向心加速度大于卫星P随地球自转的向心加速度，选项D正确。故

选BDO

15.（2023•湖北•模拟预测）人类设想在赤道平面内建造垂直于地面并延

伸到太空的电梯，又称“太空电梯”如图甲所示。图乙中，图线力表示地

球引力对航天员产生的加速度大小与航天员距地心的距离〃的关系，图线

8表示航天员相对地面静止时而产生的向心加速度大小与〃的关系。图乙

中/?（地球半径），々为已知量，地球自转的周期为7；引力常量为G,下

列说法正确的有（）

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图甲

A.太空电梯停在小处时，航天员对电梯舱的弹力为0

B.地球的质量为

C.地球的第一宇宙速度为半楞

D.随着〃的增大，航天员对电梯舱的弹力逐渐减小

【答案】AB

【详解】A.由图乙可知，太空电梯在々时，航天员所受地球的引力完全

提供其随地球自转所需的向心力，此时，航天员与电梯舱间的弹力为0,

故A正确；

BC.太空电梯在o时，由于航天员的引力完全提供其所需的向心力，设地

球的质量为K航天员的质量为勿，则6与=加黑心解得加=富由第一字

ro15

宙速度的表达式得八榨二竿聆故B正确