第24練人造衛(wèi)星宇宙速度分值：60分1~7題每小題5分，共35分1.(多選)關(guān)于地球同步衛(wèi)星，下列說(shuō)法正確的是()A.它的周期與地球自轉(zhuǎn)周期相同B.它的周期、高度、速度大小都是一定的C.它的速度大小隨高度的變化而變化，但周期都是一定的D.我國(guó)發(fā)射的同步通信衛(wèi)星可以定點(diǎn)在北京上空2.(八省聯(lián)考·云南·2)神舟十九號(hào)載人飛船與中國(guó)空間站完成自主交會(huì)對(duì)接后形成一個(gè)組合體。該組合體在距地面高約400km(高于近地軌道高度)的軌道上運(yùn)行，其軌道可近似視為圓。已知地球同步衛(wèi)星位于地面上方高度約36000km處，則該組合體()A.運(yùn)行速度大于7.9km/s，運(yùn)行周期小于地球同步衛(wèi)星的周期B.運(yùn)行速度大于7.9km/s，運(yùn)行周期大于地球同步衛(wèi)星的周期C.運(yùn)行速度小于7.9km/s，運(yùn)行周期小于地球同步衛(wèi)星的周期D.運(yùn)行速度小于7.9km/s，運(yùn)行周期大于地球同步衛(wèi)星的周期3.(2024·山東濱州市期末)2023年12月15日，我國(guó)在文昌航天發(fā)射場(chǎng)使用長(zhǎng)征五號(hào)遙六運(yùn)載火箭成功將遙感四十一號(hào)衛(wèi)星發(fā)射升空，衛(wèi)星順利進(jìn)入預(yù)定軌道，發(fā)射任務(wù)獲得圓滿成功。某遙感衛(wèi)星沿地球同步軌道運(yùn)行，關(guān)于該遙感衛(wèi)星，下列說(shuō)法正確的是()A.其運(yùn)行速度等于7.9km/sB.其向心加速度大于放在赤道上的物體的向心加速度C.其向心加速度大于地球表面的重力加速度D.已知該衛(wèi)星的軌道半徑和地球自轉(zhuǎn)的周期，不能求出該衛(wèi)星的線速度大小4.(九省聯(lián)考·貴州·2)天宮空間站運(yùn)行過(guò)程中因稀薄氣體阻力的影響，每經(jīng)過(guò)一段時(shí)間要進(jìn)行軌道修正，使其回到原軌道。修正前、后天宮空間站的運(yùn)動(dòng)均可視為勻速圓周運(yùn)動(dòng)，則與修正前相比，修正后天宮空間站運(yùn)行的()A.軌道半徑減小 B.速率減小C.向心加速度增大 D.周期減小5.(2025·陜西西安市調(diào)研)如圖所示，a為放在赤道上相對(duì)地球靜止的物體，隨地球自轉(zhuǎn)做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，b為沿地球表面附近做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的人造衛(wèi)星(軌道半徑約等于地球半徑)，c為地球的靜止軌道衛(wèi)星。下列關(guān)于a、b、c的說(shuō)法中正確的是()A.地球同步衛(wèi)星都與c在同一個(gè)軌道上，并且它們受到的萬(wàn)有引力大小相等B.a、b、c做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的向心加速度大小關(guān)系為aa>ab>acC.a與地球的萬(wàn)有引力全部提供a隨地球自轉(zhuǎn)的向心力D.a、b、c做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的周期大小關(guān)系為Ta＝Tc>Tb6.(2024·江西卷·4)“嫦娥六號(hào)”探測(cè)器于2024年5月8日進(jìn)入環(huán)月軌道，后續(xù)經(jīng)調(diào)整環(huán)月軌道高度和傾角，實(shí)施月球背面軟著陸。當(dāng)探測(cè)器的軌道半徑從r1調(diào)整到r2時(shí)(兩軌道均可視為圓形軌道)，其動(dòng)能和周期從Ek1、T1分別變?yōu)镋k2、T2。下列選項(xiàng)正確的是()A.Ek1EB.Ek1EC.Ek1ED.Ek1E7.(2024·湖北荊州市檢測(cè))火星是近些年來(lái)發(fā)現(xiàn)的最適宜人類居住生活的星球，我國(guó)成功發(fā)射“天問(wèn)一號(hào)”標(biāo)志著我國(guó)成功地邁出了探測(cè)火星的第一步。已知火星直徑約為地球直徑的一半，火星質(zhì)量約為地球質(zhì)量的十分之一，航天器貼近地球表面飛行一周所用時(shí)間為T，地球表面的重力加速度為g，若未來(lái)在火星表面發(fā)射一顆人造衛(wèi)星，最小發(fā)射速度約為()A.gT2π B.5gT10π C.8~10題每小題6分，共18分8.(多選)(2024·湖南卷·7)2024年5月3日，“嫦娥六號(hào)”探測(cè)器順利進(jìn)入地月轉(zhuǎn)移軌道，正式開(kāi)啟月球之旅。相較于“嫦娥四號(hào)”和“嫦娥五號(hào)”，本次的主要任務(wù)是登陸月球背面進(jìn)行月壤采集并通過(guò)升空器將月壤轉(zhuǎn)移至繞月運(yùn)行的返回艙，返回艙再通過(guò)返回軌道返回地球。設(shè)返回艙繞月運(yùn)行的軌道為圓軌道，半徑近似為月球半徑。已知月球表面重力加速度約為地球表面的16，月球半徑約為地球半徑的14。關(guān)于返回艙在該繞月軌道上的運(yùn)動(dòng)，下列說(shuō)法正確的是(A.其相對(duì)于月球的速度大于地球第一宇宙速度B.其相對(duì)于月球的速度小于地球第一宇宙速度C.其繞月飛行周期約為地球上近地圓軌道衛(wèi)星周期的23D.其繞月飛行周期約為地球上近地圓軌道衛(wèi)星周期的329.星球上的物體脫離星球引力所需要的最小速度稱為第二宇宙速度。星球的第二宇宙速度v2與第一宇宙速度v1的關(guān)系是v2＝2v1。已知某星球的半徑為r，它表面的重力加速度為地球表面重力加速度g的16。不計(jì)其他星球的影響，則該星球的第二宇宙速度為(A.gr3 B.gr6 C.gr10.(2023·浙江1月選考·10改編)太陽(yáng)系各行星幾乎在同一平面內(nèi)沿同一方向繞太陽(yáng)做圓周運(yùn)動(dòng)，當(dāng)?shù)厍蚯『眠\(yùn)動(dòng)到某地外行星和太陽(yáng)之間，且三者幾乎排成一條直線的現(xiàn)象，天文學(xué)稱為“行星沖日”。已知地球及各地外行星繞太陽(yáng)運(yùn)動(dòng)的軌道半徑如表所示，則相鄰兩次沖日的時(shí)間間隔最短的地外行星為()

地球火星木星土星天王星海王星軌道半徑R/AU1.01.55.29.51930A.火星 B.木星 C.天王星 D.海王星(7分)11.(多選)(2024·福建南平市質(zhì)檢)水星是地球上較難觀測(cè)的行星，因?yàn)樗x太陽(yáng)太近，總是湮沒(méi)在太陽(yáng)的光輝里，只有水星和太陽(yáng)的距角(地球和水星連線與地球和太陽(yáng)連線的夾角)達(dá)最大時(shí)(稱為大距，如圖所示)，公眾才最有希望目睹水星。2023年1月30日凌晨，上演這年首次水星大距。已知水星公轉(zhuǎn)周期約為地球公轉(zhuǎn)周期的14，水星和地球公轉(zhuǎn)軌道均視為圓形。則下列說(shuō)法正確的是(A.可以求出水星與地球質(zhì)量之比B.一年內(nèi)至少可以看到6次水星大距C.大距時(shí)，水星和太陽(yáng)距角的正弦值約為3D.太陽(yáng)分別與水星和地球的連線在相同時(shí)間內(nèi)掃過(guò)的面積相等

答案精析1.AB2.C[根據(jù)GMmr2＝mv2r可得v＝GMr，T＝2π組合體的軌道半徑大于近地衛(wèi)星軌道半徑，可知組合體的運(yùn)行速度小于7.9km/s；組合體軌道半徑小于同步衛(wèi)星的軌道半徑，可知組合體的運(yùn)行周期小于地球同步衛(wèi)星的周期，故選C。]3.B[衛(wèi)星所受的萬(wàn)有引力提供做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的向心力，即GMmr2＝mv2r，解得v＝GMr，因?yàn)?.9km/s是近地衛(wèi)星的環(huán)繞速度，且近地衛(wèi)星的環(huán)繞半徑比地球同步衛(wèi)星小，則該遙感衛(wèi)星的線速度小于近地衛(wèi)星的線速度，即其運(yùn)行速度小于7.9km/s，故A錯(cuò)誤；因?yàn)樵撔l(wèi)星與赤道上的物體環(huán)繞周期和角速度相等，該衛(wèi)星的環(huán)繞半徑大于赤道上的物體隨地球做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的半徑，根據(jù)a＝ω2r可知，其向心加速度大于放在赤道上的物體的向心加速度，故B正確；根據(jù)GMmr2＝ma，解得該衛(wèi)星的向心加速度a＝GMr2，設(shè)地球半徑為R，地球表面的重力加速度為g，有GMmR2＝mg，解得g＝GMR2，因?yàn)閞>R，則4.B[天宮空間站運(yùn)行過(guò)程中因稀薄氣體阻力的影響，天宮空間站的機(jī)械能減小，天宮空間站軌道高度降低，則與修正前相比，修正后天宮空間站運(yùn)行的軌道半徑增大，故A錯(cuò)誤；根據(jù)萬(wàn)有引力提供向心力GMmr2＝mv2r＝m可得v＝GMr，T＝2πra＝GMr2，修正后天宮空間站運(yùn)行的軌道半徑增大，則速率和向心加速度均減小，周期增大，故B正確，C、D5.D[地球同步衛(wèi)星不一定與c在同一個(gè)軌道上，但軌道半徑相等，衛(wèi)星的質(zhì)量不一定相等，由萬(wàn)有引力定律F＝GMmr2可知，它們受到的萬(wàn)有引力大小不一定相等，A錯(cuò)誤；對(duì)于b、c，由萬(wàn)有引力提供向心力有GMmr2＝ma，解得a＝GMr2，rc>rb，所以ab>ac，由于a、c做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的周期相等，又a＝rω2，ω＝2πT，rc>ra，可得ac>aa，所以a、b、c做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的向心加速度大小關(guān)系為ab>ac>aa，B錯(cuò)誤；a與地球的萬(wàn)有引力一部分提供a隨地球自轉(zhuǎn)的向心力，C錯(cuò)誤；對(duì)于a、c，其周期相等，所以Ta＝Tc，對(duì)于b、c，由萬(wàn)有引力提供向心力有GMmr2＝mr4π2T2，解得T＝2πr3GM，rc>rb，所以Tc>Tb，即a、b、6.A[探測(cè)器在環(huán)月軌道做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，則月球?qū)μ綔y(cè)器的萬(wàn)有引力提供向心力，設(shè)月球的質(zhì)量為M，探測(cè)器的質(zhì)量為m，則半徑為r1時(shí)有GMmr12＝mv12r1＝m4π2T12r1，半徑為r2時(shí)有GMmr22＝mv22r2＝7.B[由GMmR2＝mv2R，得到星球的第一宇宙速度v＝GMR，設(shè)地球的第一宇宙速度為v1，由g＝ωv1＝2πTv1，得v1＝gT2π，設(shè)火星的第一宇宙速度為v2，則v2v1＝M2M18.BD[返回艙在該繞月軌道上運(yùn)動(dòng)時(shí)萬(wàn)有引力提供向心力，且返回艙繞月運(yùn)行的軌道為圓軌道，半徑近似為月球半徑，則有mg月＝mv月2R月得v由于地球第一宇宙速度為近地衛(wèi)星的環(huán)繞速度，同理可得v地＝g地R由①②可得v月＝612v故A錯(cuò)誤，B正確；再根據(jù)線速度和周期的關(guān)系有T＝2πv·R，T月得T月＝32T地，故C錯(cuò)誤、D正確。9.A[該星球的第一宇宙速度滿足GMmr2＝mv12r，在該星球表面處萬(wàn)有引力等于重力，有GMmr2＝m·g6，由以上兩式得該星球的第一宇宙速度v1＝gr6，則第二宇宙速度v10.D[設(shè)相