宇宙速度與人造地球衛(wèi)星知識(shí)點(diǎn)：宇宙航行一、宇宙速度1.牛頓的設(shè)想如圖所示，把物體從高山上水平拋出，如果速度足夠大，物體就不再落回地面，它將繞地球運(yùn)動(dòng)，成為人造地球衛(wèi)星.圖2.第一宇宙速度的推導(dǎo)(1)已知地球質(zhì)量m地和半徑R，物體繞地球的運(yùn)動(dòng)可視為勻速圓周運(yùn)動(dòng)，萬(wàn)有引力提供物體運(yùn)動(dòng)所需的向心力，即eq\f(Gmm地,R2)＝meq\f(v2,R)，可得v＝eq\r(\f(Gm地,R)).(2)已知地面附近的重力加速度g和地球半徑R，由mg＝meq\f(v2,R)得：v＝eq\r(gR).(3)三個(gè)宇宙速度及含義數(shù)值意義第一宇宙速度7.9km/s物體在地面附近繞地球做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的速度第二宇宙速度11.2km/s在地面附近發(fā)射飛行器使物體克服地球引力，永遠(yuǎn)離開地球的最小地面發(fā)射速度第三宇宙速度16.7km/s在地面附近發(fā)射飛行器使物體掙脫太陽(yáng)引力束縛，飛到太陽(yáng)系外的最小地面發(fā)射速度二、人造地球衛(wèi)星1.1957年10月4日，世界上第一顆人造地球衛(wèi)星發(fā)射成功.1970年4月24日，我國(guó)第一顆人造地球衛(wèi)星“東方紅1號(hào)”發(fā)射成功.為我國(guó)航天事業(yè)作出特殊貢獻(xiàn)的科學(xué)家錢學(xué)森被譽(yù)為“中國(guó)航天之父”.2.地球同步衛(wèi)星的特點(diǎn)地球同步衛(wèi)星位于赤道上方高度約36000km處，因相對(duì)地面靜止，也稱靜止衛(wèi)星.地球同步衛(wèi)星與地球以相同的角速度轉(zhuǎn)動(dòng)，周期與地球自轉(zhuǎn)周期相同.三、載人航天與太空探索1.1961年蘇聯(lián)宇航員加加林進(jìn)入東方一號(hào)載人飛船，鑄就了人類首次進(jìn)入太空的豐碑.2.1969年，美國(guó)阿波羅11號(hào)飛船發(fā)射升空，拉開人類登月這一偉大歷史事件的帷幕.3.2003年10月15日9時(shí)，我國(guó)神舟五號(hào)宇宙飛船把中國(guó)第一位航天員楊利偉送入太空，截止到2017年底，我國(guó)已經(jīng)將11名航天員送入太空，包括兩名女航天員.4.2013年6月，神舟十號(hào)分別完成與天宮一號(hào)空間站的手動(dòng)和自動(dòng)交會(huì)對(duì)接；2016年10月19日，神舟十一號(hào)完成與天宮二號(hào)空間站的自動(dòng)交會(huì)對(duì)接.2017年4月20日，我國(guó)發(fā)射了貨運(yùn)飛船天舟一號(hào)，入軌后與天宮二號(hào)空間站進(jìn)行自動(dòng)交會(huì)對(duì)接、自主快速交會(huì)對(duì)接等3次交會(huì)對(duì)接及多項(xiàng)實(shí)驗(yàn).技巧點(diǎn)撥一、三個(gè)宇宙速度1.第一宇宙速度(1)兩個(gè)表達(dá)式思路一：萬(wàn)有引力提供向心力，由Geq\f(Mm,R2)＝meq\f(v2,R)得v＝eq\r(\f(GM,R))思路二：重力提供向心力，由mg＝meq\f(v2,R)得v＝eq\r(gR)(2)含義①近地衛(wèi)星的圓軌道運(yùn)行速度，大小為7.9km/s，也是衛(wèi)星圓軌道的最大運(yùn)行速度.②人造衛(wèi)星的最小發(fā)射速度，向高軌道發(fā)射衛(wèi)星比向低軌道發(fā)射衛(wèi)星困難，需要更多能量.2.第二宇宙速度在地面附近發(fā)射飛行器，使之能夠克服地球的引力，永遠(yuǎn)離開地球所需的最小發(fā)射速度，其大小為11.2km/s.當(dāng)發(fā)射速度7.9km/s<v0<11.2km/s時(shí)，物體繞地球運(yùn)行的軌跡是橢圓，且在軌道不同點(diǎn)速度大小一般不同.3.第三宇宙速度在地面附近發(fā)射飛行器，使之能夠掙脫太陽(yáng)引力的束縛，飛到太陽(yáng)系外的最小發(fā)射速度，其大小為16.7km/s.二、人造地球衛(wèi)星1.人造地球衛(wèi)星(1)衛(wèi)星的軌道平面可以在赤道平面內(nèi)(如同步軌道)，可以通過(guò)兩極上空(極地軌道)，也可以和赤道平面成任意角度，如圖所示.圖(2)因?yàn)榈厍驅(qū)πl(wèi)星的萬(wàn)有引力提供了衛(wèi)星繞地球做圓周運(yùn)動(dòng)的向心力，所以地心必定是衛(wèi)星圓軌道的圓心.2.近地衛(wèi)星(1)v1＝7.9km/s；T＝eq\f(2πR,v1)≈85min.(2)7.9km/s和85min分別是人造地球衛(wèi)星做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的最大線速度和最小周期.3.同步衛(wèi)星(1)“同步”的含義就是和地面保持相對(duì)靜止，所以其周期等于地球自轉(zhuǎn)周期.(2)特點(diǎn)①定周期：所有同步衛(wèi)星周期均為T＝24h.②定軌道：同步衛(wèi)星軌道必須在地球赤道的正上方，運(yùn)轉(zhuǎn)方向必須跟地球自轉(zhuǎn)方向一致，即由西向東.③定高度：由Geq\f(mM,R＋h2)＝meq\f(4π2,T2)(R＋h)可得，同步衛(wèi)星離地面高度為h＝eq\r(3,\f(GMT2,4π2))－R≈3.58×104km≈6R.④定速度：由于同步衛(wèi)星高度確定，則其軌道半徑確定，因此線速度、角速度大小均不變.⑤定加速度：由于同步衛(wèi)星高度確定，則其軌道半徑確定，因此向心加速度大小也不變.三、同步衛(wèi)星、近地衛(wèi)星、赤道上物體的比較同步衛(wèi)星、近地衛(wèi)星、赤道上物體的比較1.同步衛(wèi)星和近地衛(wèi)星都是萬(wàn)有引力提供向心力，即都滿足eq\f(GMm,r2)＝meq\f(v2,r)＝mω2r＝meq\f(4π2,T2)r＝man.由上式比較各運(yùn)動(dòng)量的大小關(guān)系，即r越大，v、ω、an越小，T越大.2.同步衛(wèi)星和赤道上物體都做周期和角速度相同的圓周運(yùn)動(dòng).因此要通過(guò)v＝ωr，an＝ω2r比較兩者的線速度和向心加速度的大小.例題精練1．（五華區(qū)校級(jí)模擬）2021年2月5日“天問(wèn)一號(hào)”火星探測(cè)器順利完成地火轉(zhuǎn)移段第四次軌道中途修正，以確保按計(jì)劃實(shí)施火星捕獲。如圖所示，其過(guò)程簡(jiǎn)化為探測(cè)器先進(jìn)入繞火星圓軌道Ⅰ，經(jīng)過(guò)與其相切的繞火星橢圓軌道Ⅱ再轉(zhuǎn)移到繞火星圓軌道Ⅲ，A、B分別為橢圓軌道II上的近火點(diǎn)和遠(yuǎn)火點(diǎn)，探測(cè)器在變軌過(guò)程中質(zhì)量視為不變，則下列說(shuō)法正確的是（）A．探測(cè)器在軌道Ⅰ上的機(jī)械能大于在軌道Ⅱ上的機(jī)械能 B．探測(cè)器在軌道Ⅱ上的運(yùn)行周期大于在軌道Ⅰ上的運(yùn)行周期 C．探測(cè)器在軌道Ⅱ上B點(diǎn)的加速度小于在軌道Ⅰ上的加速度 D．探測(cè)器在軌道Ⅱ上A點(diǎn)時(shí)的速率小于在軌道Ⅲ上的速率2．（5月份模擬）2020年12月17目凌晨，嫦娥五號(hào)返回器攜帶月球樣品著陸地球，實(shí)現(xiàn)了中國(guó)首次月球無(wú)人采樣返回，助力月球成因和演化歷史等科學(xué)研究。如圖所示，嫦娥五號(hào)在月球表面采集完樣品后，先將其發(fā)射到月球表面的圓形軌道Ⅰ，到達(dá)軌道Ⅰ的A點(diǎn)時(shí)點(diǎn)火變軌進(jìn)入橢圓軌道Ⅱ。已知月球半徑為R，月球表面重力加速度為g′，不考慮其他星球的影響，則下列說(shuō)法正確的是（）A．嫦娥五號(hào)在月球表面的發(fā)射速度最小為 B．嫦娥五號(hào)在軌道Ⅰ上的運(yùn)行周期大于軌道Ⅱ上的運(yùn)行周期 C．嫦娥五號(hào)由軌道Ⅰ變到軌道Ⅱ時(shí)。需要在A點(diǎn)對(duì)嫦蛾五號(hào)點(diǎn)火使其減速 D．嫦娥五號(hào)在軌道Ⅱ上運(yùn)行到A點(diǎn)時(shí)，月球?qū)︽隙鹞逄?hào)的萬(wàn)有引力等于嫦娥五號(hào)運(yùn)行所需向心力隨堂練習(xí)1．（臨海市二模）2020年11月24日4時(shí)30分，長(zhǎng)征五號(hào)遙五運(yùn)載火箭在中國(guó)海南文昌航天發(fā)射場(chǎng)成功發(fā)射，飛行約2200秒后，順利將探月工程嫦娥五號(hào)探測(cè)器送入預(yù)定軌道，開啟中國(guó)首次地外天體采樣返回之旅。嫦娥五號(hào)飛行軌跡可以簡(jiǎn)化為如圖所示，首先進(jìn)入圓軌道Ⅰ，在P點(diǎn)進(jìn)入橢圓軌道Ⅱ，到達(dá)遠(yuǎn)地點(diǎn)Q后進(jìn)入地月轉(zhuǎn)移軌道，到達(dá)月球附近后進(jìn)入環(huán)月軌道Ⅱ。圓軌道Ⅰ的半徑為r1，周期為T1，橢圓軌道Ⅱ的半長(zhǎng)軸為a，周期為T2，環(huán)月軌道Ⅱ的半徑為r3，周期為T3，地球半徑為R，地球表面重力加速度為g。忽略地球自轉(zhuǎn)和太陽(yáng)引力的影響。下列說(shuō)法正確的是（）A． B．嫦娥五號(hào)在軌道Ⅰ運(yùn)行速度等于 C．嫦娥五號(hào)在軌道Ⅰ的P點(diǎn)和橢圓軌道Ⅱ的P點(diǎn)加速度相同 D．嫦娥五號(hào)在橢圓軌道Ⅱ的Q點(diǎn)運(yùn)行速度大于在圓軌道Ⅰ的運(yùn)行速度2．（河北模擬）無(wú)線通信早已進(jìn)入大眾的日常生活，可是海上或深山中由于無(wú)法建立基站而通信困難，利用三顆對(duì)稱分布的地球同步衛(wèi)星，基本上可使地球上除兩極附近外的任意兩點(diǎn)之間實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)通信。正常情況下地球同步衛(wèi)星的軌道距地球表面的高度為地球半徑的5.6倍，若降低通信衛(wèi)星的高度，只要任意兩顆衛(wèi)星之間的連線不通過(guò)地球而直接連接就能實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)通信，即通信衛(wèi)星距地面的高度等于地球半徑時(shí)，通信衛(wèi)星的周期最小，?。?.55，則通信衛(wèi)星的最小周期約為（）A．1h B．4h C．8h D．16h3．（河南模擬）宇宙星辰浩瀚璀璨，中國(guó)航天風(fēng)正帆懸。我國(guó)于2020年7月23日成功發(fā)射的“天問(wèn)一號(hào)”火星探測(cè)器經(jīng)過(guò)多次變軌，預(yù)計(jì)將于2021年5月份在火星著陸。如圖所示，為“天問(wèn)一號(hào)”火星探測(cè)器經(jīng)過(guò)多次變軌后登陸火星的軌跡圖，軌道I為圓形軌道，軌道Ⅱ?yàn)闄E圓軌道，兩軌道相切于P點(diǎn)，下列說(shuō)法正確的是（）A．“天問(wèn)一號(hào)”在軌道Ⅰ運(yùn)動(dòng)的周期小于在軌道Ⅱ運(yùn)動(dòng)的周期 B．若已知“天問(wèn)一號(hào)”在軌道Ⅰ運(yùn)動(dòng)的半徑、運(yùn)動(dòng)周期和引力常量，可算出火星的密度 C．“天問(wèn)一號(hào)”減速下降登陸火星的過(guò)程中處于超重狀態(tài) D．“天問(wèn)一號(hào)”在軌道Ⅰ上P點(diǎn)運(yùn)行的速度一定小于在軌道Ⅱ上P點(diǎn)運(yùn)行的速度4．（南充模擬）2020年6月23日，我國(guó)北斗三號(hào)全球衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)最后一顆組網(wǎng)衛(wèi)星在西昌衛(wèi)星發(fā)射中心點(diǎn)火升空，該衛(wèi)星A最終在地球同步軌道運(yùn)行。另一顆相同質(zhì)量的衛(wèi)星B也繞地球做圓周運(yùn)動(dòng)，A的軌道半徑是B的4倍。下列說(shuō)法正確的是（）A．由v＝可知，A的線速度是B的2倍 B．由a＝ω2r可知，A的向心加速度是B的4倍 C．由F＝G可知，A的向心力是B的16倍 D．由＝k可知，A的周期是B的8倍綜合練習(xí)一．選擇題（共15小題）1．（鼓樓區(qū)校級(jí)模擬）北京時(shí)間4月29日，長(zhǎng)征五號(hào)B遙二運(yùn)載火箭搭載中國(guó)空間站天和核心艙從海南文昌航天發(fā)射場(chǎng)升空并成功入軌．此次發(fā)射成功不僅標(biāo)志著中國(guó)載人航天工程“三步走”成功邁出第三步，也宣告中國(guó)開啟空間站任務(wù)的新時(shí)代．天和核心艙目前運(yùn)行在距離地面約400km～450km、傾角約42°的近地軌道。下列說(shuō)法正確的是（）A．天和核心艙每天只能經(jīng)過(guò)赤道正上方兩次 B．僅憑文中數(shù)據(jù)和萬(wàn)有引力常量G，就可以大致估算出地球質(zhì)量 C．將天和核心艙的軌道近似看成圓，其加速度一定大于地球赤道上某建筑的加速度 D．將天和核心艙的軌道近似看成橢圓，其在近地點(diǎn)時(shí)的機(jī)械能大于遠(yuǎn)地點(diǎn)時(shí)的機(jī)械能2．（南通四模）2021年4月29日，我國(guó)天宮空間站的“天和”核心艙發(fā)射成功，核心艙的運(yùn)行軌道距地面高度為340～450km，則核心艙（）A．運(yùn)行速度大于第一宇宙速度 B．發(fā)射速度大于第一宇宙速度 C．運(yùn)行周期大于地球自轉(zhuǎn)周期 D．運(yùn)行加速度大于地面的重力加速度3．（沙坪壩區(qū)校級(jí)模擬）如圖所示，北斗導(dǎo)航系統(tǒng)中兩顆繞地球做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的衛(wèi)星1號(hào)和衛(wèi)星2號(hào)，其軌道半徑分別為r1、r2，且r1：r2＝3：4，不計(jì)兩衛(wèi)星間的引力作用和其他星體的影響，則衛(wèi)星1號(hào)和2號(hào)分別與地球的連線在單位時(shí)間內(nèi)掃過(guò)的面積之比為（）A．：2 B．2： C．3：4 D．4：34．（寶雞模擬）2020年10月12日和26日，我國(guó)在西昌衛(wèi)星發(fā)射中心分別將“高分十三號(hào)”和“天啟星座06”兩顆地球衛(wèi)星成功送入預(yù)定軌道?！案叻质?hào)”是一顆高軌道光學(xué)遙感衛(wèi)星，“天啟星座06”是一顆低軌道衛(wèi)星，若兩衛(wèi)星均繞地球做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，則由以上信息可知（）A．“高分十三號(hào)”繞地球運(yùn)動(dòng)的周期小于“天啟星座06”的周期 B．“高分十三號(hào)”繞地球運(yùn)動(dòng)的動(dòng)能小于“天啟星座06”的動(dòng)能 C．“高分十三號(hào)”繞地球運(yùn)動(dòng)的加速度小于“天啟星座06”的加速度 D．“高分十三號(hào)”繞地球運(yùn)動(dòng)的角速度大于“天啟星座06”的角速度5．（煙臺(tái)三模）如圖甲所示，是由教育部深空探測(cè)聯(lián)合研究中心組織，重慶大學(xué)等高校合作的“多段式多功能載運(yùn)月球天梯概念研究”的“天梯”項(xiàng)目?；脚_(tái)效果圖，該項(xiàng)目是在赤道上建造重直于水平面的“太空電梯”，宇航員乘坐太空艙通過(guò)“太空電梯”直通地球空間站。圖乙中r為宇航員到地心的距離，R為地球半徑，曲線A為地球引力對(duì)宇航員產(chǎn)生的加速度大小與r的關(guān)系；直線B為宇航員由于地球自轉(zhuǎn)而產(chǎn)生的向心加速度大小與r的關(guān)系，關(guān)于相對(duì)地面靜止在不同高度的宇航員，下列說(shuō)法正確的有（）A．宇航員的線速度隨著r的增大而減小 B．圖乙中r0為地球同步衛(wèi)星的軌道半徑 C．宇航員在r＝R處的線速度等于第一宇宙速度 D．宇航員感受到的“重力”隨著r的增大而增大6．（重慶模擬）2021年2月24日，我國(guó)首次火星探測(cè)任務(wù)“天問(wèn)一號(hào)”探測(cè)器進(jìn)行第三次調(diào)整，成功進(jìn)入近火點(diǎn)280千米、遠(yuǎn)火點(diǎn)5.9萬(wàn)千米、周期為2個(gè)火星日（1個(gè)火星日即火星自轉(zhuǎn)一周的時(shí)間，為24小時(shí)37分鐘）的火星停泊軌道；2月26日起，“天問(wèn)一號(hào)”在停泊軌道開展科學(xué)探測(cè)。已知火星半徑約為地球半徑的一半，火星表面重力加速度約為地球表面重力加速度的0.38倍。下列說(shuō)法正確的是（）A．探測(cè)器從遠(yuǎn)火點(diǎn)向近火點(diǎn)運(yùn)動(dòng)的過(guò)程中，探測(cè)器的速率不斷減小 B．如果探測(cè)器在火星表面附近做近火環(huán)繞，其運(yùn)行周期約為1個(gè)火星日 C．火星同步衛(wèi)星的周期小于地球同步衛(wèi)星的周期 D．火星的第一宇宙速度小于地球的第一宇宙速度7．（浙江模擬）中國(guó)北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)（BeiDouNavigationSatelliteSystem，BDS）是繼美國(guó)全球定位系統(tǒng)（GPS）、俄羅斯格洛納斯衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)（GLONASS）之后第三個(gè)成熟的衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)．北斗導(dǎo)航系統(tǒng)中有幾顆衛(wèi)星是地球同步衛(wèi)星，GPS導(dǎo)航系統(tǒng)是由周期約為12h的衛(wèi)星群組成．則北斗導(dǎo)航系統(tǒng)的同步衛(wèi)星與GPS導(dǎo)航衛(wèi)星相比（）A．GPS導(dǎo)航衛(wèi)星的線速度大 B．GPS導(dǎo)航衛(wèi)星的向心加速度小 C．北斗導(dǎo)航系統(tǒng)的同步衛(wèi)星的角速度大 D．北斗導(dǎo)航系統(tǒng)的同步衛(wèi)星的軌道半徑小8．（重慶模擬）2020年7月23日，中國(guó)首個(gè)火星探測(cè)器“天問(wèn)一號(hào)”從海南文航天發(fā)射場(chǎng)升空，2021年春節(jié)前后進(jìn)入環(huán)火軌道，將依次完成“繞、著、巡”三大任務(wù)。若“天問(wèn)一號(hào)”進(jìn)行“火星環(huán)繞”時(shí)的某階段可視為勻速圓周運(yùn)動(dòng)，其軌道半徑與地球同步衛(wèi)星的軌道半徑相等，已知火星質(zhì)量是地球質(zhì)量的1/9，則該階段“天問(wèn)一號(hào)”的繞行周期為（）A．72h B．27h C．24h D．8h9．（和平區(qū)一模）“遂古之初，誰(shuí)傳道之？上下未形，何由考之？”2021年3月4日國(guó)家航天局發(fā)布了探測(cè)飛船“天問(wèn)一號(hào)”在近火軌道拍攝的高清火星影像圖，預(yù)計(jì)2021年5月“天問(wèn)一號(hào)”將完成落“火”的壯舉！如圖所示，我們近似認(rèn)為“天問(wèn)一號(hào)”由遠(yuǎn)火圓周軌道A變軌后進(jìn)入近火圓周軌道B，用r、T、a、Ek、F分別表示“天問(wèn)一號(hào)”的軌道半徑、周期、向心加速度、動(dòng)能和所受的萬(wàn)有引力。則探測(cè)器在A、B兩個(gè)軌道上（）A．＝ B．＝ C．＝ D．＝10．（梅州二模）2020年7月23日，我國(guó)在海南文昌發(fā)射中心成功發(fā)射了“天問(wèn)一號(hào)”火星探測(cè)器。假設(shè)“天問(wèn)一號(hào)”繞火星做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，除了引力常量G外，至少還需要兩個(gè)物理量才能計(jì)算出火星的質(zhì)量，這兩個(gè)物理量可以是（）A．“天問(wèn)一號(hào)”的質(zhì)量和軌道半徑 B．“天問(wèn)一號(hào)”的運(yùn)行周期和軌道半徑 C．“天問(wèn)一號(hào)”的質(zhì)量和角速度 D．“天問(wèn)一號(hào)”的質(zhì)量和線速度11．（寧德模擬）早在2300多年前，中國(guó)偉大詩(shī)人屈原就發(fā)出了“送古之初，誰(shuí)傳道之？上下未形，何由考之？”的著名“天問(wèn)”。2020年7月23日，我國(guó)探測(cè)飛船“天問(wèn)一號(hào)”飛向火星。圖中虛線為“天問(wèn)一號(hào)”的“地﹣火”轉(zhuǎn)移軌道，則“天問(wèn)一號(hào)”在該軌道運(yùn)行的（）A．動(dòng)量不變 B．動(dòng)能不變 C．速度大于地球繞太陽(yáng)的公轉(zhuǎn)速度 D．加速度不小于火星繞太陽(yáng)的加速度12．（倉(cāng)山區(qū)校級(jí)期中）2020年6月23日，我國(guó)北斗三號(hào)最后一顆全球組網(wǎng)衛(wèi)星發(fā)射成功，至此北斗三號(hào)全球衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)星座部署全面完成（如圖所示）。這顆衛(wèi)星是地球靜止軌道衛(wèi)星，其軌道半徑約為地球半徑的7倍。與近地軌道衛(wèi)星相比，地球靜止軌道衛(wèi)星（）A．周期大 B．線速度大 C．角速度大 D．加速度大13．（倉(cāng)山區(qū)校級(jí)期中）我國(guó)是世界上能夠發(fā)射地球同步衛(wèi)星的少數(shù)國(guó)家之一。關(guān)于同步衛(wèi)星，下列說(shuō)法正確的是（）A．質(zhì)量不同的地球同步衛(wèi)星軌道高度也不同 B．同步衛(wèi)星軌道平面與赤道平面重合 C．地球同步衛(wèi)星運(yùn)動(dòng)周期為12小時(shí) D．同步衛(wèi)星的速度大于7.9km/s14．（未央?yún)^(qū)校級(jí)模擬）“玉兔號(hào)”登月車在月球表面成功登陸，實(shí)現(xiàn)了中國(guó)人“奔月”的偉大夢(mèng)想，“玉兔號(hào)”登月車在月球表面做了一個(gè)自由下落實(shí)驗(yàn)，測(cè)得物體從靜止自由下落h高度的時(shí)間為t，已知月球半徑為R，自轉(zhuǎn)周期為T，引力常量為G，則下列說(shuō)法中不正確的是（）A．月球的第一宇宙速度為 B．月球質(zhì)量為 C．月球球體密度為 D．月球同步衛(wèi)星離月球表面的高度為15．（南京月考）如圖所示，飛船在地面指揮控制中心的控制下，由近地點(diǎn)圓形軌道A，經(jīng)橢圓軌道B轉(zhuǎn)變到遠(yuǎn)地點(diǎn)的圓軌道C。軌道A與軌道B相切于P點(diǎn)，軌道B與軌道C相切于Q點(diǎn)，以下說(shuō)法錯(cuò)誤的是（）A．衛(wèi)星在軌道B上由P向Q運(yùn)動(dòng)的過(guò)程中速率越來(lái)越小 B．衛(wèi)星在圓軌道C上的速率大于在圓軌道A上的速率 C．衛(wèi)星在軌道B上經(jīng)過(guò)P點(diǎn)的加速度與在軌道A上經(jīng)過(guò)P點(diǎn)的加速度是相等的 D．衛(wèi)星在軌道B上經(jīng)過(guò)Q點(diǎn)時(shí)受到地球的引力小于經(jīng)過(guò)P點(diǎn)時(shí)受到地球的引力二．多選題（共15小題）16．（文山市校級(jí)月考）假設(shè)火星和地球繞太陽(yáng)公轉(zhuǎn)的運(yùn)動(dòng)均可視為勻速圓周運(yùn)動(dòng)。某一時(shí)刻，火星會(huì)運(yùn)動(dòng)到日地連線的延長(zhǎng)線上，如圖所示。下列選項(xiàng)正確的是（）A．火星的向心加速度大于地球的向心加速度 B．火星的環(huán)繞速度小于地球的環(huán)繞速度 C．火星的公轉(zhuǎn)周期大于地球的公轉(zhuǎn)周期 D．從圖示時(shí)刻再經(jīng)過(guò)半年的時(shí)間，太陽(yáng)、地球、火星再次共線17．（襄城縣校級(jí)月考）“嫦娥三號(hào)”衛(wèi)星從地球發(fā)射到月球過(guò)程的路線示意圖如圖所示。關(guān)于“嫦娥三號(hào)”的說(shuō)法正確的是（）A．在P點(diǎn)由a軌道轉(zhuǎn)變到b軌道時(shí)，速度必須變小 B．在Q點(diǎn)由d軌道轉(zhuǎn)變到c軌道時(shí)，要加速才能實(shí)現(xiàn)（不計(jì)“嫦娥三號(hào)”的質(zhì)量變化） C．在b軌道上，衛(wèi)星在P點(diǎn)的速度比在R點(diǎn)的速度大 D．“嫦娥三號(hào)”在a、b軌道上正常運(yùn)行時(shí)，通過(guò)同一點(diǎn)P時(shí)，加速度相等18．（安徽月考）已知地球的第一宇宙速度為7.9km/s，第二宇宙速度為11.2km/s，第三宇宙速度為16.7km/s。下列敘述正確的是（）A．第一宇宙速度是物體在地面附近繞地球做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的速度 B．第二宇宙速度是成為地球衛(wèi)星的最小發(fā)射速度 C．所有地球衛(wèi)星環(huán)繞地球的運(yùn)行速度都介于7.9km/s和11.2km/s之間 D．要發(fā)射土星探測(cè)器速度要大于第二宇宙速度19．（文山市校級(jí)月考）衛(wèi)星在A點(diǎn)從圓形軌道I進(jìn)入橢圓軌道II，B為軌道II上的一點(diǎn)，如圖所示，關(guān)于衛(wèi)星的運(yùn)動(dòng)，下列說(shuō)法中正確的是（）A．衛(wèi)星在圓形軌道I上過(guò)A點(diǎn)時(shí)加速可能進(jìn)入橢圓軌道II B．在軌道II上經(jīng)過(guò)A的速度小于在軌道I上經(jīng)過(guò)A的速度 C．在軌道II上運(yùn)動(dòng)的周期小于在軌道I上運(yùn)動(dòng)的周期 D．在軌道II上經(jīng)過(guò)A的加速度小于在軌道I上經(jīng)過(guò)A的加速度20．（安徽模擬）2021年2月5日20時(shí)，“天問(wèn)一號(hào)”探測(cè)器發(fā)動(dòng)機(jī)點(diǎn)火工作，順利完成地火轉(zhuǎn)移段第四次軌道中途修正，以確保按計(jì)劃實(shí)施火星捕獲。若“天問(wèn)一號(hào)”被火星捕獲后，經(jīng)過(guò)多次調(diào)整，進(jìn)入預(yù)設(shè)的環(huán)火圓軌道做勻速圓周運(yùn)動(dòng)。如圖所示的橢圓軌道1、2為兩次調(diào)整軌道，A是兩橢圓軌道的近火點(diǎn)，B、C分別是橢圓軌道1、2的遠(yuǎn)火點(diǎn)，若A、B間的距離為d1、A、C間的距離為d2；“天問(wèn)一號(hào)”在軌道1、2上的運(yùn)動(dòng)周期分別為T1、T2；橢圓1、2的面積分別為S1、S2；“天問(wèn)一號(hào)”在軌道1、2上的A點(diǎn)加速度分別為a1、a2。則（）A．T1＝T2 B．a(chǎn)1＝a2 C． D．21．（南平二模）2020年11月24日，長(zhǎng)征五號(hào)遙五運(yùn)載火箭托舉嫦娥五號(hào)向著月球飛馳而去。12月17日，在闖過(guò)月面著陸、自動(dòng)采樣、月面起飛、月軌交會(huì)對(duì)接、再入返回等多個(gè)難關(guān)后，歷經(jīng)重重考驗(yàn)的嫦娥五號(hào)返回器攜帶月球樣品，成功返回地面。如圖為“嫦娥五號(hào)”發(fā)射到達(dá)環(huán)月軌道的行程示意圖，下列說(shuō)法正確的是（）A．在地月轉(zhuǎn)移軌道上無(wú)動(dòng)力奔月時(shí)，動(dòng)能不斷減小 B．接近環(huán)月軌道時(shí)，需要減速才能進(jìn)入環(huán)月軌道 C．“嫦娥五號(hào)”在地月轉(zhuǎn)移軌道上運(yùn)動(dòng)的最大速度小于11.2km/s D．“嫦娥五號(hào)”在地球表面加速升空過(guò)程中地球引力越來(lái)越小，處于失重狀態(tài)22．（江西模擬）2021年2月10日，我國(guó)首次火星探測(cè)任務(wù)“天問(wèn)一號(hào)”火星探測(cè)衛(wèi)星順利實(shí)施近火制動(dòng)，完成火星捕獲，正式踏入環(huán)繞火星軌道．假設(shè)火星可視為半徑為R的均勻球體，探測(cè)衛(wèi)星沿橢圓軌道繞火星運(yùn)動(dòng)，如圖所示．橢圓軌道的“近火點(diǎn)”P離火星表面的距離為2R，“遠(yuǎn)火點(diǎn)”Q離火星表面的距離為4R，萬(wàn)有引力常量為G．下列說(shuō)法正確的是（）A．若已知探測(cè)衛(wèi)星在橢圓軌道運(yùn)行的周期為T，可以計(jì)算得出火星的質(zhì)量 B．若已知探測(cè)衛(wèi)星在橢圓軌道運(yùn)行的周期為T，可以計(jì)算得出火星的第一宇宙速度 C．探測(cè)衛(wèi)星在“近火點(diǎn)”P和“遠(yuǎn)火點(diǎn)”Q的速率之比為2：1 D．探測(cè)衛(wèi)星在“近火點(diǎn)”P和“遠(yuǎn)火點(diǎn)”Q的加速度大小之比為25：923．（張家口三模）一衛(wèi)星在赤道上空繞地球表面做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，其運(yùn)動(dòng)周期T＝1.5h。某時(shí)刻該衛(wèi)星位于赤道上一建筑物的正上方，如圖所示。從衛(wèi)星第一次出現(xiàn)在建筑物的正上方開始計(jì)時(shí)，下列說(shuō)法正確的是（）A．地球自轉(zhuǎn)角速度大于此衛(wèi)星的角速度 B．建筑物隨地球運(yùn)動(dòng)的線速度小于此衛(wèi)星運(yùn)動(dòng)的線速度 C．從計(jì)時(shí)開始經(jīng)過(guò)1.6h，此衛(wèi)星再次出現(xiàn)在該建筑物的正上方 D．從計(jì)時(shí)開始經(jīng)過(guò)1.5h，此衛(wèi)星再次出現(xiàn)在該建筑物的正上方24．（濟(jì)南三模）2021年2月10日19時(shí)52分，中國(guó)首次火星探測(cè)任務(wù)“天問(wèn)一號(hào)”探測(cè)器實(shí)施近火捕獲制動(dòng)，探測(cè)器順利進(jìn)入近火點(diǎn)高度約400千米，周期約10個(gè)地球日的環(huán)火橢圓軌道，軌道如圖所示，“天問(wèn)一號(hào)”成為我國(guó)第一顆人造火星衛(wèi)星。已知火星的直徑約為地球直徑的一半，質(zhì)量約為地球質(zhì)量的10%，自轉(zhuǎn)周期約為一個(gè)地球日，關(guān)于火星和天問(wèn)一號(hào)的下列說(shuō)法正確的是（）A．天問(wèn)一號(hào)在近火點(diǎn)的速度比遠(yuǎn)火點(diǎn)速度大 B．天問(wèn)一號(hào)在遠(yuǎn)火點(diǎn)的速度比火星的第一宇宙速度大 C．火星表面的重力加速度小于地球表面的重力加速度 D．根據(jù)以上信息可以估算出火星的密度25．（福建模擬）2021年2月15日17時(shí)，天問(wèn)一號(hào)火星探測(cè)器在“火星捕獲軌道”的遠(yuǎn)火點(diǎn)成功實(shí)施平面機(jī)動(dòng)，進(jìn)入兩極上空的“環(huán)火星1軌道”，之后多次在近火點(diǎn)實(shí)施制動(dòng)，進(jìn)入運(yùn)行周期為火星自轉(zhuǎn)周期2倍的“火星停泊軌道”。載荷的高分辨率相機(jī)、光譜儀等儀器將對(duì)預(yù)選著陸區(qū)地形地貌、沙塵天氣等進(jìn)行詳查，為擇機(jī)著陸火星做好準(zhǔn)備，則天問(wèn)一號(hào)（）A．在“火星停泊軌道”的運(yùn)行周期大于它在“環(huán)火星2軌道”的運(yùn)行周期 B．在“火星停泊軌道”從近火點(diǎn)向遠(yuǎn)火點(diǎn)運(yùn)動(dòng)過(guò)程機(jī)械能守恒 C．在“火星停泊軌道”每次經(jīng)過(guò)近火點(diǎn)時(shí)，都在火星上同一個(gè)位置的正上空 D．在“火星捕獲軌道“的遠(yuǎn)火點(diǎn)要沿捕獲軌道的速度反方向點(diǎn)火進(jìn)入“環(huán)火星1軌道”26．（讓胡路區(qū)校級(jí)一模）2020年6月23日上午，北斗三號(hào)最后一顆全球組網(wǎng)衛(wèi)星成功發(fā)射。北斗三號(hào)共有三種衛(wèi)星，中圓軌道衛(wèi)星、地球靜止軌道衛(wèi)星和傾斜同步軌道衛(wèi)星，中圓軌道衛(wèi)星的軌道半徑比地球靜止軌道衛(wèi)星的軌道半徑小，若將衛(wèi)星繞軌道運(yùn)行近似看作勻速圓周運(yùn)動(dòng)，則中圓軌道衛(wèi)星比地球靜止軌道衛(wèi)星（）A．速度變化更快 B．速度變化更慢 C．與地心連線在單位時(shí)間內(nèi)掃過(guò)的面積更大 D．與地心連線在單位時(shí)間內(nèi)掃過(guò)的面積更小27．（蔡甸區(qū)校級(jí)模擬）行星外圍有一圈厚度為d的發(fā)光帶（發(fā)光的物質(zhì)），簡(jiǎn)化為如圖所示模型，R為該行星除發(fā)光帶以外的半徑。現(xiàn)不知發(fā)光帶是該行星的組成部分還是環(huán)繞該行星的衛(wèi)星群，某科學(xué)家做了精確的觀測(cè)，發(fā)現(xiàn)發(fā)光帶繞行星中心的運(yùn)行速度與到行星中心的距離r的關(guān)系如圖所示（圖中所標(biāo)v0為已知），則下列說(shuō)法正確的是（）A．發(fā)光帶是該行星的組成部分 B．該行星的質(zhì)量 C．行星表面的重力加速度 D．該行星的平均密度為28．（濱海新區(qū)校級(jí)三模）我國(guó)“北斗”衛(wèi)星導(dǎo)航定位系統(tǒng)將由5顆靜止軌道衛(wèi)星（同步衛(wèi)星）和30顆非靜止軌道衛(wèi)星組成，30顆非靜止軌道衛(wèi)星中有27顆是中軌道衛(wèi)星，中軌道衛(wèi)星軌道高度約為2.15×104km，靜止軌道衛(wèi)星的高度約為3.60×104km。下列說(shuō)法正確的是（）A．中軌道衛(wèi)星的線速度大于7.9km/s B．靜止軌道衛(wèi)星的線速度小于中軌道衛(wèi)星的線速度 C．靜止軌道衛(wèi)星的向心加速度大于中軌道衛(wèi)星的向心加速度 D．靜止軌道衛(wèi)星的運(yùn)行周期大于中軌道衛(wèi)星的運(yùn)行周期29．（湖北模擬）嫦娥五號(hào)探測(cè)器在月球著陸前，沿不同的軌道繞月球做勻速圓周運(yùn)動(dòng)并在距離月球表面H處有一次懸停，對(duì)障礙物和坡度進(jìn)行識(shí)別，自主避障.選定相對(duì)平坦的區(qū)域后，開始緩速垂直下降。如果引力常量G已知，不考慮月球的自轉(zhuǎn)，則（）A．嫦娥五號(hào)探測(cè)器在從H處開始著陸過(guò)程中可以視作做自由落體運(yùn)動(dòng) B．嫦娥五號(hào)探測(cè)器在環(huán)月圓軌道上繞月運(yùn)行的速度小于月球第一宇宙速度 C．嫦娥五號(hào)探測(cè)器沿不同的圓軌道繞月球運(yùn)動(dòng)時(shí)，軌道半徑越大繞行線速度越大 D．嫦娥五號(hào)探測(cè)器貼近月球表面做勻速圓周運(yùn)動(dòng)時(shí)，若已知探測(cè)器的運(yùn)行周期，即可估算月球密度30．（湖南模擬）2020年7月31日，北斗三號(hào)全球衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)正式建成開通。如圖是北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)中三個(gè)衛(wèi)星的圓軌道示意圖，其中A為地球赤道同步軌道；軌道B為傾斜同步軌道，軌道半徑與地球赤道同步軌道半徑相同；軌道C為一顆中地球軌道。則下列說(shuō)法中正確的是（）A．在軌道A、B、C上運(yùn)動(dòng)的衛(wèi)星的線速度大小關(guān)系為vA＝vB＜vC B．在軌道A、B上運(yùn)動(dòng)的衛(wèi)星需要的向心力大小一定相等 C．在軌道A、C上運(yùn)動(dòng)的衛(wèi)星周期關(guān)系為TA＜TC D．在軌道A、B、C上運(yùn)動(dòng)的衛(wèi)星周期的平方和軌道半徑三次方的比值相等三．填空題（共10小題）31．（運(yùn)城期中）一人造地球衛(wèi)星繞地球做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，假如該衛(wèi)星變軌后仍做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，速度減小為原來(lái)的，不考慮衛(wèi)星質(zhì)量的變化，則變軌前后衛(wèi)星的軌道半徑之比為，向心加速度之比為，角速度之比為。32．（奉賢區(qū)二模）某行星有甲、乙兩顆衛(wèi)星，設(shè)它們繞該行星運(yùn)行的軌道均為圓形，甲的軌道半徑為R1，乙的軌道半徑為R2，R1＞R2，根據(jù)以上信息可知甲和乙的線速度之比為，甲的向心加速度乙的向心加速度（選填“大于”、“等于”或“小于”）。33．（泉州模擬）我國(guó)“天宮二號(hào)”空間站已在軌運(yùn)行四年多，設(shè)其離地面的高度不變，運(yùn)行周期為T。已知地球半徑為R、質(zhì)量