第第頁第25講人造衛(wèi)星宇宙速度真題演練真題演練1．（2024·廣東·高考真題）如圖所示，探測器及其保護背罩通過彈性輕繩連接降落傘。在接近某行星表面時以的速度豎直勻速下落。此時啟動“背罩分離”，探測器與背罩斷開連接，背罩與降落傘保持連接。已知探測器質(zhì)量為1000kg，背罩質(zhì)量為50kg，該行星的質(zhì)量和半徑分別為地球的和。地球表面重力加速度大小取。忽略大氣對探測器和背罩的阻力。下列說法正確的有（）A．該行星表面的重力加速度大小為B．該行星的第一宇宙速度為C．“背罩分離”后瞬間，背罩的加速度大小為D．“背罩分離”后瞬間，探測器所受重力對其做功的功率為30kW【答案】AC【詳解】A．在星球表面，根據(jù)可得行星的質(zhì)量和半徑分別為地球的和。地球表面重力加速度大小取，可得該行星表面的重力加速度大小故A正確；B．在星球表面上空，根據(jù)萬有引力提供向心力可得星球的第一宇宙速度行星的質(zhì)量和半徑分別為地球的和，可得該行星的第一宇宙速度地球的第一宇宙速度為，所以該行星的第一宇宙速度故B錯誤；C．“背罩分離”前，探測器及其保護背罩和降落傘整體做勻速直線運動，對探測器受力分析，可知探測器與保護背罩之間的作用力“背罩分離”后，背罩所受的合力大小為4000N，對背罩，根據(jù)牛頓第二定律解得故C正確；D．“背罩分離”后瞬間探測器所受重力對其做功的功率故D錯誤。故選AC。2．（2024·河北·高考真題）2024年3月20日，鵲橋二號中繼星成功發(fā)射升空，為嫦娥六號在月球背面的探月任務(wù)提供地月間中繼通訊。鵲橋二號采用周期為24h的環(huán)月橢圓凍結(jié)軌道（如圖），近月點A距月心約為2.0×103km，遠月點B距月心約為1.8×104km，CD為橢圓軌道的短軸，下列說法正確的是（

）A．鵲橋二號從C經(jīng)B到D的運動時間為12hB．鵲橋二號在A、B兩點的加速度大小之比約為81：1C．鵲橋二號在C、D兩點的速度方向垂直于其與月心的連線D．鵲橋二號在地球表面附近的發(fā)射速度大于7.9km/s且小于11.2km/s【答案】BD【詳解】A．鵲橋二號圍繞月球做橢圓運動，根據(jù)開普勒第二定律可知，從A→C→B做減速運動，從B→D→A做加速運動，則從C→B→D的運動時間大于半個周期，即大于12h，故A錯誤；B．鵲橋二號在A點根據(jù)牛頓第二定律有同理在B點有帶入題中數(shù)據(jù)聯(lián)立解得aA：aB=81：1故B正確；C．由于鵲橋二號做曲線運動，則可知鵲橋二號速度方向應(yīng)為軌跡的切線方向，則可知鵲橋二號在C、D兩點的速度方向不可能垂直于其與月心的連線，故C錯誤；D．由于鵲橋二號環(huán)繞月球運動，而月球為地球的“衛(wèi)星”，則鵲橋二號未脫離地球的束縛，故鵲橋二號的發(fā)射速度應(yīng)大于地球的第一宇宙速度7.9km/s，小于地球的第二宇宙速度11.2km/s，故D正確。故選BD。3．（2024·湖南·高考真題）2024年5月3日，“嫦娥六號”探測器順利進入地月轉(zhuǎn)移軌道，正式開啟月球之旅。相較于“嫦娥四號”和“嫦娥五號”，本次的主要任務(wù)是登陸月球背面進行月壤采集并通過升空器將月壤轉(zhuǎn)移至繞月運行的返回艙，返回艙再通過返回軌道返回地球。設(shè)返回艙繞月運行的軌道為圓軌道，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，月球半徑約為地球半徑的。關(guān)于返回艙在該繞月軌道上的運動，下列說法正確的是（）A．其相對于月球的速度大于地球第一宇宙速度B．其相對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)星周期的倍D．其繞月飛行周期約為地球上近地圓軌道衛(wèi)星周期的倍【答案】BD【詳解】AB．返回艙在該繞月軌道上運動時萬有引力提供向心力，且返回艙繞月運行的軌道為圓軌道，半徑近似為月球半徑，則有其中在月球表面萬有引力和重力的關(guān)系有聯(lián)立解得由于第一宇宙速度為近地衛(wèi)星的環(huán)繞速度，同理可得代入題中數(shù)據(jù)可得故A錯誤、B正確；CD．根據(jù)線速度和周期的關(guān)系有根據(jù)以上分析可得故C錯誤、D正確；故選BD。4．（2025·河北·高考真題）隨著我國航天事業(yè)飛速發(fā)展，人們暢想研制一種核聚變能源星際飛行器。從某星球表面發(fā)射的星際飛行器在飛行過程中只考慮該星球引力，不考慮自轉(zhuǎn)，該星球可視為質(zhì)量分布均勻的球體，半徑為，表面重力加速度為。質(zhì)量為m的飛行器與星球中心距離為r時，引力勢能為。要使飛行器在距星球表面高度為的軌道上做勻速圓周運動，則發(fā)射初速度為（）A． B． C． D．【答案】B【詳解】飛行器在軌道半徑處的總機械能包括動能和勢能。引力勢能為根據(jù)萬有引力提供向心力，在地球表面有，解得軌道速度滿足，對應(yīng)動能，總機械能根據(jù)機械能守恒，初始動能，解得。故選B。5．（2022·山東·高考真題）“羲和號”是我國首顆太陽探測科學技術(shù)試驗衛(wèi)星。如圖所示，該衛(wèi)星圍繞地球的運動視為勻速圓周運動，軌道平面與赤道平面接近垂直。衛(wèi)星每天在相同時刻，沿相同方向經(jīng)過地球表面A點正上方，恰好繞地球運行n圈。已知地球半徑為地軸R，自轉(zhuǎn)周期為T，地球表面重力加速度為g，則“羲和號”衛(wèi)星軌道距地面高度為（

）A． B．C． D．【答案】C【詳解】地球表面的重力加速度為g，根據(jù)牛頓第二定律得解得根據(jù)題意可知，衛(wèi)星的運行周期為根據(jù)牛頓第二定律，萬有引力提供衛(wèi)星運動的向心力，則有聯(lián)立解得故選C。模擬沖關(guān)模擬沖關(guān)6．（2025·河南·模擬預測）2024年，中國天眼（FAST）發(fā)現(xiàn)了一顆距離地球約2000光年的脈沖星，其質(zhì)量約為太陽質(zhì)量的1.5倍，半徑約為15km。已知引力常量為，太陽質(zhì)量約為，則該脈沖星的第一宇宙速度約為（）A． B．C． D．【答案】B【詳解】第一宇宙速度等于最大環(huán)繞速度，由可得故選B。7．（2025·青海海東·模擬預測）火星為太陽系里四顆類地行星之一，火星的半徑約為地球半徑的一半，質(zhì)量約為地球質(zhì)量的十分之一，把地球和火星看作質(zhì)量分布均勻的球體，忽略地球和火星的自轉(zhuǎn)，則火星與地球的第一宇宙速度大小之比約為（）A．1∶ B．2∶5C．3∶5 D．2∶3【答案】A【詳解】根據(jù)萬有引力提供向心力可得故選A。8．（2025·山東青島·三模）我國高分十二號05星運行軌道高度為600km，地球同步軌道衛(wèi)星高度為35600km，地球半徑為6400km。關(guān)于05星，下列說法正確的是（）A．運行周期為B．發(fā)射速度大于11.2km/sC．能始終定點在地球表面某位置正上方D．與同步軌道衛(wèi)星運行線速度之比為【答案】A【詳解】A．根據(jù)開普勒第三定律得解得A正確；B．若發(fā)射速度大于11.2km/s，就飛出地球了，所以發(fā)射速度小于11.2km/s，B錯誤；C．其運行周期小于24h，不能始終定點在地球表面某位置正上方，C錯誤；D．根據(jù)牛頓第二定律得解得與同步軌道衛(wèi)星運行線速度之比為D錯誤。故選A。9．（2025·重慶·二模）2025年4月24日，長征二號F遙二十運載火箭發(fā)射成功，完成了中國載人航天史上的第六次“太空會師”。空間站繞地球的運動可以看作勻速圓周運動，已知空間站離地面高度為h（約為400km），地球半徑為R（約為6400km），地球表面的重力加速度為g，引力常量為G，則（）A．懸浮在空間站內(nèi)的物體，不受重力的作用B．根據(jù)已知信息可以求得地球的平均密度為C．空間站運行的線速度與第一宇宙速度之比約為D．空間站的向心加速度小于赤道上物體隨地球自轉(zhuǎn)的向心加速度【答案】C【詳解】A．懸浮在空間站內(nèi)的物體，受萬有引力作用，即受到重力作用，A錯誤；B．地球的平均密度為在地面附近，萬有引力等于重力，則有聯(lián)立解得B錯誤；C．根據(jù)萬有引力提供向心力則有解得所以空間站運行的線速度與第一宇宙速度之比約為C正確；D．根據(jù)萬有引力提供向心力，結(jié)合牛頓第二定律，則有解得由于空間站的軌道半徑小于靜止衛(wèi)星的軌道半徑，所以空間站的向心加速度大于靜止衛(wèi)星的向心加速度，而赤道上物體隨地球自轉(zhuǎn)的角速度與靜止衛(wèi)星的角速度相等，根據(jù)可知，靜止衛(wèi)星的向心加速度大于赤道上物體的向心加速度，所以空間站的向心加速度大于赤道上物體隨地球自轉(zhuǎn)的向心加速度，D錯誤。故選C。10．（2025·山西·三模）研究發(fā)現(xiàn)，地球自轉(zhuǎn)速率在近幾年出現(xiàn)了反常的加快趨勢，導致一天的時長比標準的24小時略短。這一現(xiàn)象與長期潮汐減速的預期相反，引發(fā)了科學界的廣泛關(guān)注。不考慮其他變化，則由于地球自轉(zhuǎn)速率的加快可能帶來的影響是（）A．地球赤道上的物體受到的重力變小 B．地球同步衛(wèi)星的軌道高度變大C．地球的第一宇宙速度變小 D．月球的公轉(zhuǎn)周期變大【答案】A【詳解】A．處于地球赤道上的物體，由牛頓第二定律得可知地球的自轉(zhuǎn)速率加快，物體需要向心力變大，重力將變小，A正確；B．對地球同步衛(wèi)星有地球的自轉(zhuǎn)速率加快，自轉(zhuǎn)周期變小，故軌道高度變小，B錯誤；C．設(shè)地球第一宇宙速度為，則得，可知與地球自轉(zhuǎn)無關(guān)；C錯誤；D．設(shè)月球繞地球做勻速圓周運動的周期為T，月地距離為r，有得，與地球自轉(zhuǎn)無關(guān)，D錯誤。故選A。11．（2025·甘肅白銀·模擬預測）我國某研究團隊提出以磁懸浮旋轉(zhuǎn)拋射為核心的航天器發(fā)射新技術(shù)。已知地球和火星的半徑之比約為2∶1，質(zhì)量之比約為9∶1。若在地球表面拋射繞地航天器的最小拋射速度為，在火星表面拋射繞火星航天器的最小拋射速度為，則與大小之比約為（

）A．9∶2 B． C． D．2∶9【答案】B【詳解】拋射航天器所需要的最小拋射速度為中心天體的第一宇宙速度，根據(jù)萬有引力提供向心力有可得中心天體的第一宇宙速度所以在地球表面和火星表面拋射航天器所需的最小拋射速度大小之比約為。故選B。12．（2025·陜西·模擬預測）2025年4月1日12時00分，我國在酒泉衛(wèi)星發(fā)射中心使用長征二號丁運載火箭，成功將衛(wèi)星互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)試驗衛(wèi)星發(fā)射升空，該衛(wèi)星順利進入在赤道上空的近地圓軌道，繞地球自西向東運動。該衛(wèi)星主要用于開展手機寬帶直連衛(wèi)星、天地網(wǎng)絡(luò)融合等技術(shù)試驗驗證。若試驗成功，手機直連衛(wèi)星上網(wǎng)不再是夢。關(guān)于該衛(wèi)星，下列說法正確的是（）A．站在地球赤道上的人觀察到它向東運動B．該衛(wèi)星在圓軌道上運行速率大于C．該衛(wèi)星運行的加速度小于該高度處的重力加速度D．該衛(wèi)星的周期大于地球同步衛(wèi)星的周期【答案】A【詳解】AD．由題意知，該衛(wèi)星在赤道上空，為近地圓軌道衛(wèi)星，繞地球自西向東運動，與地球自轉(zhuǎn)方向一致。近地圓軌道，軌道高度較低，衛(wèi)星周期遠小于地球自轉(zhuǎn)周期（衛(wèi)星周期約90分鐘，遠小于地球自轉(zhuǎn)的24小時）。由得，衛(wèi)星角速度大于地球的自轉(zhuǎn)角速度，從赤道觀察，衛(wèi)星相對地面向東運動，又地球同步衛(wèi)星的周期等于地球的自轉(zhuǎn)周期，故A正確，D錯誤；B．設(shè)地球半徑為，衛(wèi)星繞地球做勻速圓周運動，萬有引力提供向心力由牛頓第二定律得整理得可見，，越大，越小當時，第一宇宙速度是衛(wèi)星的最小發(fā)射速度和最大繞行速度衛(wèi)星在近地軌道時，其運行速率將小于，故B錯誤；C．衛(wèi)星運行的向心加速度a由萬有引力提供，設(shè)該高度處的重力加速度為由牛頓第二定律得同理故得即衛(wèi)星運行的加速度等于該高度處（）處的重力加速度，故C錯誤；故選A。13．（2025·湖南·一模）某天文愛好者觀測繞地球做勻速圓周運動的衛(wèi)星，測出不同衛(wèi)星的線速度v和軌道半徑r，作出圖像如圖所示，已知地球的半徑為R，引力常量為G，則下列說法正確的是（）A．地球的質(zhì)量為B．地球的第一宇宙速度為C．地球表面的重力加速度為D．線速度為的衛(wèi)星與地心連線在單位時間內(nèi)掃過的面積為【答案】ACD【詳解】A．衛(wèi)星繞地球做勻速圓周運動，由萬有引力提供向心力可得結(jié)合圖像可得解得故A正確；B．對于地球近地衛(wèi)星，同理，根據(jù)解得故B錯誤；C．根據(jù)萬有引力等于重力解得故C正確；D．由題圖可得線速度為的衛(wèi)星繞地球做圓周運動的半徑則衛(wèi)星做圓周運動的周期則單位時間內(nèi)掃過的面積故D正確。故選ACD。14．（2025·遼寧·二模）國產(chǎn)科幻大片《流浪地球2》中的“太空電梯”給觀眾帶來了強烈的視覺震撼。如圖所示，“太空電梯”由地面基站、纜繩、箱體、同步軌道上的空間站和配重組成，纜繩相對地面靜止，箱體可以沿纜繩將人和貨物從地面運送到空間站。下列說法正確的是（）A．地面基站可以建設(shè)在北京B．箱體在上升過程中質(zhì)量越來越小C．配重的線速度大于同步空間站的線速度D．若同步空間站和配重間的纜繩斷開，配重將做向心運動【答案】C【詳解】A．根據(jù)題意可知纜繩相對地面靜止，則整個同步軌道一定在赤道正上方，所以地面基站不可能建設(shè)在北京，故A錯誤；B．質(zhì)量是物體的基本屬性，不隨物體的位置、狀態(tài)等因素改變，箱體在上升過程中，位置變化，但質(zhì)量不變，故B錯誤；C．根據(jù)（v是線速度，ω是角速度，r是圓周運動半徑）由于配重和同步空間站角速度ω相同，配重的圓周運動半徑大于同步空間站，所以配重的線速度大于同步空間站的線速度，故C正確；D．若同步空間站和配重間的纜繩斷開，配重所需向心力不足，將做離心運動，而非向心運動，故D錯誤。故選C。15．（2025·福建莆田·三模）如圖所示，A是地球赤道上的一個物體，B是繞地球近地飛行做圓周運動的極地衛(wèi)星（軌道半徑可以認為等于地球半徑），A隨地球自轉(zhuǎn)做圓周運動的向心加速度大小為繞地球做圓周運動的向心加速度大小為，考慮地球自轉(zhuǎn)，則地球赤道上的重力加速度大小等于（）A． B． C． D．【答案】C【詳解】A在赤道上，有近地飛行的B衛(wèi)星，根據(jù)萬有引力提供向心力，有聯(lián)立兩式解得故選C。16．（2025·北京豐臺·二模）太空電梯是人類設(shè)想的一種通向太空的設(shè)備，如圖所示，在地球赤道上利用超輕超高強度材料建設(shè)直通高空的電梯，可以將衛(wèi)星從地面運送到太空。已知地球質(zhì)量為M，半徑為R，自轉(zhuǎn)角速度為ω，引力常量為G，質(zhì)量為與的兩個質(zhì)點若相距無窮遠時勢能為零，則相距為r時的引力勢能為。(1)求地球同步衛(wèi)星的軌道半徑；(2)利用太空電梯將一質(zhì)量為m、靜止在地球表面的衛(wèi)星運送到同步衛(wèi)星軌道，使其成為一顆同步衛(wèi)星。寫出上述過程衛(wèi)星機械能變化量的表達式（同步衛(wèi)星的軌道半徑可直接用表示，結(jié)果不用化簡）；(3)已知在距離地心約為處，將衛(wèi)星相對電梯靜止釋放，衛(wèi)星恰好不能撞擊到地面。若在距離地心至高度范圍內(nèi)，將衛(wèi)星從不同位置處相對電梯靜止釋放，請寫出釋放后衛(wèi)星與地心間距離如何變化?！敬鸢浮?1)(2)見解析(3)見解析【詳解】（1）同步衛(wèi)星的角速度與地球自轉(zhuǎn)角速度相等，則有解得（2）動能的變化量勢能的變化量機械能的變化量結(jié)合上述有即有解得上述表達式也可為，（3）情況1：從到釋放，衛(wèi)星與地心的距離先減小后增大；情況2：在釋放，衛(wèi)星與地心的距離保持不變；情況3：從到釋放，衛(wèi)星與地心的距離先增大后減??；情況4：從到釋放，衛(wèi)星與地心的距離一直增大。其中，當時，衛(wèi)星脫離地球束縛，聯(lián)立同步衛(wèi)星的動力學方程：解得17．（2025·安徽淮北·二模）2025年2月23日凌晨3時17分，中國“實踐25號”衛(wèi)星在距離地面約36000千米的同步靜止軌道上，成功完成人類航天史上首次“太空加油”，為瀕臨退役的北斗G7衛(wèi)星注入142kg推進劑，使其壽命延長8年。設(shè)北斗G7衛(wèi)星和“實踐25號”衛(wèi)星均繞地球做勻速圓周運動，下列說法正確的是（）A．北斗G7衛(wèi)星定點于我國上空B．北斗G7衛(wèi)星的線速度大于第一宇宙速度C．加注燃料后，北斗G7衛(wèi)星的加速度大小不變D．處在相同軌道上的“實踐25號”加速可以追上北斗G7衛(wèi)星【答案】C【詳解】A．北斗G7衛(wèi)星在同步靜止軌道上，位于赤道平面內(nèi)，故不能定點于我國上空，故A錯誤；B．由得第一宇宙速度為衛(wèi)星貼近地球表面飛行時的線速度，北斗G7衛(wèi)星的軌道半徑大于地球半徑，故北斗G7衛(wèi)星的線速度小于第一宇宙速度，故B錯誤；C．由得加注燃料后，北斗G7衛(wèi)星的加速度大小不變，故C正確；D．處在相同軌道上的“實踐25號”加速，則會做離心運動，不可以追上北斗G7衛(wèi)星，故D錯誤。故選C。18．（2025·黑龍江吉林·模擬預測）北斗衛(wèi)星導航系統(tǒng)是由24顆地球中圓軌道（）衛(wèi)星、3顆地球靜止軌道（）衛(wèi)星和3顆傾斜地球同步軌道（）衛(wèi)星共30顆衛(wèi)星組成。已知地球半徑為R，地球表面赤道處重力加速度為，兩種地球同步衛(wèi)星到地心的距離均為，地球中圓軌道衛(wèi)星周期為同步衛(wèi)星周期T的一半，如圖所示。有關(guān)地球靜止軌道衛(wèi)星A、傾斜地球同步軌道衛(wèi)星B與地球中圓軌道衛(wèi)星C，下列說法正確的是（）A．地球靜止軌道衛(wèi)星A和傾斜同步軌道衛(wèi)星B均相對赤道表面靜止B．傾斜地球同步軌道衛(wèi)星B的動能大于地球靜止軌道衛(wèi)星A的動能C．地球表面赤道處重力加速度D．某時刻B、C兩衛(wèi)星相距最近，則再經(jīng)時間兩衛(wèi)星間距離為【答案】D【詳解】A．地球靜止軌道衛(wèi)星相對于赤道表面靜止，傾斜同步軌道衛(wèi)星只是周期等于地球自轉(zhuǎn)周期，并不相對于赤道表面靜止，故A錯誤；B．由于不知道衛(wèi)星A、B的質(zhì)量，所以無法比較兩者動能，故B錯誤；C．B衛(wèi)星受到的萬有引力完全提供向心力，對任意地表赤道處物體受力分析有則故C錯誤；D．某時刻B、C兩衛(wèi)星相距最近，則再經(jīng)時間，B衛(wèi)星運動半周，C衛(wèi)星運動一周，此時兩衛(wèi)星相距最遠，距離為兩者軌道半徑之和。對于B、C衛(wèi)星，由開普勒第三定律得則故D正確。故選D。19．（2025·廣東惠州·模擬預測）“天關(guān)”衛(wèi)星專注于高能天體物理和時域天文觀測，繞地球做勻速圓周運動時離地面高度約為600km，如圖為“天關(guān)”衛(wèi)星與某高軌衛(wèi)星的位置關(guān)系，下列說法正確的是（）A．“天關(guān)”繞地運行的線速度小于地球第一宇宙速度B．“天關(guān)”繞地運行的角速度小于地球自轉(zhuǎn)的角速度C．“天關(guān)”繞地運行的線速度小于高軌衛(wèi)星的線速度D．“天關(guān)”的機械能一定小于高軌衛(wèi)星的機械能【答案】A【詳解】A．根據(jù)牛頓第二定律得解得“天關(guān)”的軌道半徑大于近地衛(wèi)星的軌道半徑，近地衛(wèi)星的線速度等于第一宇宙速度，所以“天關(guān)”繞地運行的線速度小于地球第一宇宙速度，A正確；B．根據(jù)牛頓第二定律得解得“天關(guān)”的軌道半徑小于同步衛(wèi)星的軌道半徑，“天關(guān)”繞地運行的角速度大于同步衛(wèi)星的角度。地球自轉(zhuǎn)的角速度等于同步衛(wèi)星的角速度，所以“天關(guān)”繞地運行的角速度大于地球自轉(zhuǎn)的角速度，B錯誤；C．根據(jù)牛頓第二定律得解得“天關(guān)”繞地運行的軌道半徑小于高軌衛(wèi)星繞地球運轉(zhuǎn)的軌道半徑，所以“天關(guān)”繞地運行的線速度大于高軌衛(wèi)星的線速度，C錯誤；D．物體的機械能因為兩顆衛(wèi)星的質(zhì)量未知，所以無法判斷兩顆衛(wèi)星的機械能的大小，D錯誤。故選A。20．（2025·四川綿陽·三模）鵲橋二號中繼通訊衛(wèi)星是地球與月球之間的“鵲橋”。鵲橋二號中繼衛(wèi)星環(huán)月運行軌道視為圓軌道，與地球同步衛(wèi)星周期相同為24h，已知地球質(zhì)量約為月球質(zhì)量的81倍。鵲橋二號軌道半徑為r，地球同步衛(wèi)星軌道半徑為R，則（）A． B． C． D．【答案】A【詳解】對于鵲橋二號中繼衛(wèi)星而言，萬有引力提供圓周運動的向心力，則有對于地球的同步衛(wèi)星而言，則有聯(lián)立解得故故選A。21．（2025·海南·三模）由于地球的自轉(zhuǎn)，地球赤道和兩極處的重力加速度有差別。已知赤道處重力加速度為g，兩極處重力加速度為，地球可以看作半徑為R的均勻球體，引力常量為G，下列說法正確的是（）A．地球自轉(zhuǎn)的角速度大小為B．地球自轉(zhuǎn)的角速度大小為C．同步衛(wèi)星距地面的高度為D．同步衛(wèi)星距地面的高度為【答案】AD【詳解】AB．兩極處重力加速度為，則赤道處重力加速度為，則解得，故B錯誤，A正確；CD．同步衛(wèi)星的角速度與地球自轉(zhuǎn)角速度相等，則解得，故C錯誤，D正確。故選AD。22．（2025·四川南充·三模）2025年2月20日，實踐25號衛(wèi)星與超期服役的北斗3號G7星在3.6萬公里高空對接，為G7星注入肼類推進劑，實現(xiàn)了人類首次地球靜止軌道衛(wèi)星的在軌燃料補給。下列說法正確的是（）A．北斗G7星不受地球的萬有引力B．北斗G7星可能出現(xiàn)在北極的正上空C．北斗G7星繞地球的公轉(zhuǎn)周期約為24小時D．實踐25號衛(wèi)星向正后方噴氣就可以追上同軌道的北斗G7星【答案】C【詳解】A．北斗G7星繞地球運行，地球的萬有引力提供其做圓周運動的向心力，因此必然受地球引力作用，故A錯誤；B．地球靜止軌道衛(wèi)星的軌道平面必須與赤道平面重合，因此只能在赤道上空定點，不可能出現(xiàn)在北極正上方，故B錯誤；C．地球靜止軌道衛(wèi)星的公轉(zhuǎn)周期與地球自轉(zhuǎn)周期同步，均為24小時，故C正確；D．實踐25號衛(wèi)星向正后方噴氣，做加速運動，將做離心運動，軌道半徑變大，不可以追上同軌道的北斗G7星，故D錯誤。故選C。23．（2025·山東青島·模擬預測）我國計劃完成下一代北斗系統(tǒng)關(guān)鍵技術(shù)攻關(guān)，形成由地球同步衛(wèi)星和中軌道衛(wèi)星組成的星座體系。如圖甲所示，同步衛(wèi)星和中軌道衛(wèi)星在同一平面內(nèi)環(huán)繞地球同向做勻速圓周運動。兩衛(wèi)星之間距離隨時間變化關(guān)系如圖乙所示。已知地球半徑為，地球表面重力加速度為，不考慮衛(wèi)星間的作用力，下列說法正確的是（）A．與的軌道半徑之比為B．與的線速度之比為C．圖乙中的值為D．衛(wèi)星所在處的重力加速度大小為【答案】BC【詳解】A．由圖像可以知道a、b兩衛(wèi)星的最近距離為4.95R，最遠距離為8.25R，設(shè)a、b的半徑為ra、rb，則兩者關(guān)系滿足ra+rb=8.25R，ra+rb=4.95R解得ra=6.6R，rb=1.65R故ra:rb=4:1故A錯誤；B．由萬有引力提供向心力解得聯(lián)立半徑比例關(guān)系可得va:vb=1:2故B正確；C．又由開普勒第三定律得根據(jù)圓周運動關(guān)系可得代入Ta=24h，解得故C正確；D．在地球表面有b衛(wèi)星加速度滿足故故D錯誤。故選BC?！军c睛】本題綜合運用了萬有引力定律、圓周運動知識，以及地球同步衛(wèi)星的特點。解題關(guān)鍵是通過分析衛(wèi)星間距離求軌道半徑關(guān)系，從而可以得出線速度關(guān)系、周期關(guān)系、加速度關(guān)系，再結(jié)合同步衛(wèi)星周期以及圓周運動知識求出時間。體現(xiàn)了從物理模型到數(shù)學關(guān)系推導的思維過程。24．（2025·河南·模擬預測）假設(shè)質(zhì)量為的宇宙飛船在登月之前繞月球做半徑為的勻速圓周運動，如圖所示太陽光為平行光，宇宙飛船在每轉(zhuǎn)一周的過程中，從到看不到太陽光，已知月球的中心為，，月球的第一宇宙速度為，引力常量為，下列說法正確的是（）A．月球的半徑為B．月球表面的重力加速度大小為C．宇宙飛船從到的運動時間為D．宇宙飛船的角速度為【答案】C【詳解】A．由幾何關(guān)系可得月球的半徑為，故A錯誤；B．月球的近月衛(wèi)星，根據(jù)牛頓第二定律所以月球的第一宇宙速度為則有，故B錯誤；C．設(shè)宇宙飛船的線速度為，根據(jù)牛頓第二定律解得則有綜合可得則宇宙飛船從到的運動時間為，故C正確；D．宇宙飛船的角速度為，故D錯誤。故選C。25．（2025·全國·模擬預測）2025年3月21日，神舟十九號乘組航天員在空間站機械臂和地面科研人員的配合支持下，完成了空間站空間碎片防護裝置及艙外輔助設(shè)施安裝、艙外設(shè)備設(shè)施巡檢等任務(wù)。將我國空間站繞地球運動的軌道看成半徑為的圓軌道，其在軌運行周期約為90分鐘。假設(shè)從空間站向下投放一衛(wèi)星，用一長為的輕繩與衛(wèi)星（有動力）相連，慢慢從空間站放下直到輕繩伸直，投放過程中及穩(wěn)定時衛(wèi)星、空間站、地心三者共線，之后斷開連接繩且立即關(guān)閉衛(wèi)星動力系統(tǒng)，讓其獨自運動。不計空氣阻力，關(guān)于這一過程，下列說法正確的是（）A．衛(wèi)星下降過程需要向前噴氣B．斷開輕繩前，衛(wèi)星所受合力為零C．關(guān)閉動力系統(tǒng)后，衛(wèi)星仍做圓周運動D．關(guān)閉動力系統(tǒng)后，衛(wèi)星繞地球運動的周期可能為95min【答案】A【詳解】A．根據(jù)題意可知，衛(wèi)星下降過程其角速度與空間站相同，根據(jù)可知，其線速度小于空間站線速度；根據(jù)萬有引力提供向心力可得，衛(wèi)星軌道半徑小于空間站，則衛(wèi)星僅在萬有引力作用下做圓周運動的線速度應(yīng)大于空間站，為保證其線速度小于空間站線速度，則應(yīng)該向前噴氣，故A正確；B．斷開輕繩前，衛(wèi)星做勻速圓周運動，所受合力提供向心力，故B錯誤；C．關(guān)閉動力系統(tǒng)后，由A項分析可知，此時其萬有引力大于所需向心力，則其將做近心運動，故C錯誤；D．關(guān)閉動力系統(tǒng)后，衛(wèi)星軌道高度下降，其軌道半長軸不會大于空間站，則根據(jù)開普勒第三定律可知，其周期必然小于空間站周期90min，故D錯誤。故選A。26．（2025·陜西咸陽·模擬預測）2024年9月21日發(fā)生海王星沖日現(xiàn)象，即海王星、地球、太陽三者處于同一直線，此時是觀察海王星的最佳時間。已知地球到太陽距離為1個天文單位，海王星到太陽距離約為30個天文單位，則下列說法正確的是（）A．發(fā)生海王星沖日時太陽位于地球和海王星之間的某一點B．海王星繞太陽公轉(zhuǎn)的周期約為164年C．上一次出現(xiàn)海王星沖日現(xiàn)象是在2022年9月的某一天D．在相同時間內(nèi)，海王星、地球與太陽中心連線掃過的面積相等【答案】B【詳解】A．海王星、地球都繞太陽做圓周運動，即太陽為中心天體，海王星沖日是地球、海王星、太陽在同一直線上，海王星和地球在太陽的同一側(cè)，此時海王星離地球最近，是在地球上觀察海王星的最佳時間，故A錯誤；B．海王星、地球繞太陽做勻速圓周運動，根據(jù)開普勒第三定律可知得即海王星繞太陽公轉(zhuǎn)的周期約為164年，故B正確；如果兩次海王星沖日時間間隔為t年，則地球多轉(zhuǎn)動一周，有解得年年C．上一次出現(xiàn)海王星沖日現(xiàn)象是在2023年9月的某一天，故C錯誤；D．根據(jù)開普勒第二定律可知，對同一行星而言，它與中心天體的連線在相等的時間內(nèi)掃過的面積相等，故D錯誤。故選B。27．（2025·山東濱州·二模）如圖所示，地球同步軌道上的衛(wèi)星A與更高軌道上的衛(wèi)星B都繞地球做勻速圓周運動，且與地球自轉(zhuǎn)方向相同。已知地球自轉(zhuǎn)周期為，某時刻二者距離最近，再經(jīng)過時間，二者第一次相距最遠。則（

）A．B的運動周期為B．B的運動周期為C．A運行的線速度小于B的線速度D．A運行的向心加速度小于B的向心加速度【答案】A【詳解】AB．靜止衛(wèi)星的周期為當兩衛(wèi)星第一次相距最遠時，滿足解得B的運動