综合测试四 人造卫星 宇宙速度
2020届物理人教版宇宙速度人造卫星单元测试Word版
2020届物理人教版宇宙速度人造卫星单元测试1. 如果发射人造卫星速度大于7.9 km/s，而小于11.2 km/s，它绕地球运动是()A. 圆B. 椭圆C. 双曲线中一支D. 抛物线2. 若人造地球卫星绕地球做匀速圆周运动，则离地面越远的卫星()A. 所受的万有引力越大B. 运行的角速度越大C. 运行的线速度越小D. 运行的周期越小3. 一卫星绕某一行星表面附近做匀速圆周运动，其角速度大小为ω.假设宇航员在该行星表面上用弹簧测力计测量一质量为m的物体的重力，物体静止时，弹簧测力计的示数为F0.已知引力常量为G，则这颗行星的质量为()A.F30Gm3ω4 B.F30Gm2ω3C.F20Gm2ω3 D.F20Gm2ω24. 北斗卫星导航系统(BeiDou (COMPASS) Navigation Satellite System)是中国正在实施的自主研发、独立运行的全球卫星导航系统，缩写为BDS.北斗卫星导航系统由空间端、地面端和用户端三部分组成．空间端包括5颗静止轨道卫星和30颗非静止轨道卫星．地面端包括主控站、注入站和监测站等若干个地面站．如图所示，a、b、c是北斗卫星导航系统中的3颗卫星，下列说法正确的是()A. b、c的线速度大小相等，且小于a的线速度B. b、c的向心加速度大小相等，且大于a的向心加速度C. c加速可追上同一轨道上的b，b减速可等候同一轨道上的cD. a卫星由于某原因，轨道半径缓慢减小，其线速度不变5. 我国发射神舟号飞船时，先将飞船发送—个椭圆轨道上，其近地点M地面200 km，远地点N距地面340 km.进入该轨道正常运行时，通过M、N点时的速率分别是v1、v2.当某次飞船通过N点时，地面指挥部发出指令，点燃飞船上的发动机，使飞船在短时间内加速后进入离地面340 km的圆形轨道，开始绕地球做匀速圆周运动．这时飞船的速率为v3.比较飞船在M、N、P三点正常运行时(不包括点火加速阶段)的速率大小和加速度大小，下列结论正确的是()A. v1>v3>v2，a1>a3>a2B. v1>v2>v3，a1>a2＝a3C. v1>v2＝v3，a1>a2>a3D. v1>v3>v2，a1>a2＝a36. 如图为某着陆器经过多次变轨后登陆火星的轨迹图，着陆器先在轨道Ⅰ上运动，然后改在圆轨道Ⅱ上运动，最后在椭圆周轨道Ⅲ上运动，P点是轨道Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ的交点的交点，轨道上的P、S、Q三点与火星中心在同一直线上，P、Q 两点分别是椭圆轨道的远火星点和近火星点．且PQ＝2QS＝2a，着陆器在轨道Ⅰ上经过P点的速度为v1，在轨道Ⅱ上经过P点的速度为v2，在轨道Ⅲ上经过P点的速度为v3，下列说法正确的是()A. 着陆器在P点由轨道Ⅰ进入轨道Ⅱ需要点火加速B. 着陆器在轨道Ⅱ上由P点运动到S点的时间是着陆器在轨道Ⅲ上由P点运动到Q点的时间之比是33 8C. 着陆器在在轨道Ⅲ上经过P点的加速度可表示为2v22 3LD. 着陆器在轨道Ⅱ上S点与在轨道Ⅲ上P点的加速度相等7. 轨道平面与赤道平面夹角为90°的人造地球卫星被称为极地轨道卫星，它运行时能到达南、北极区的上空，需要在全球范围内进行观测和应用的气象卫星、导航卫星等都采用这种轨道．如图，若某颗极地轨道卫星从北纬45°的正上方按图示方向首次运行到南纬45°的正上方用时45分钟，则()A. 该卫星运行速度一定小于7.9 km/sB. 该卫星轨道半径与同步卫星轨道半径之比为1∶4C. 该卫星加速度与同步卫星加速度之比为2∶1D. 该卫星的机械能一定小于同步卫星的机械能能力提升8. 2018年7月10日，我国成功发射了第32颗北斗导航卫星，该卫星的轨道半径为36 000 km，7月29日又以“一箭双星”的方式成功发射了第33、34颗北斗导航卫星，这两颗卫星的轨道半径均为21 500 km.下列说法正确的是()A. 这三颗卫星的发射速度均小于7.9 km/sB. 第32颗卫星的加速度比第33颗的小C. 第32颗卫星的速率比第33颗的大D. 第32颗卫星的运动周期比第34颗卫星的大9. “嫦娥四号”卫星计划在2018年底发射升空．已知月球的半径为R ，月球表面的重力加速度为g 月，引力常量为G ，若嫦娥四号离月球中心的距离为r .求：(1) 月球的质量M ；(2) 嫦娥四号的运行周期T ；(3) 月球上的第一宇宙速度v .10. 已知某星球表面重力加速度大小为g 0，半径大小为R ，自转周期为T ，万有引力常量为G .求：(1) 该星球质量M ；(2) 该星球同步卫星运行轨道距离星球表面的高度h ；(3) 该星球同步卫星运行速度的大小v .1. B 解析：据万有引力提供向心力公式：G Mm R 2＝m v 2R ，在半径一定的情况下，速度越大，所需要的向心力越大．如果向心力不足，物体将做离心运动．物体在地球表面轨道上运动时，受到的向心力刚好对应的速度就是7.9 km/s.超过就要做离心运动．而要完全脱离地球引力，需要的速度为11.2 km/s.所以，当速度在7.9～11.2 km/s 之间时，人造卫星既不能保持在地球附近做圆周运动，又无法完全逃离地球．最终轨迹就是一个椭圆；故选B.2. C 解析：人造卫星绕地球做匀速圆周运动，根据万有引力提供向心力，设卫星的质量为m 、轨道半径为r 、地球质量为M ，有F 引＝G Mm r 2＝m ⎝ ⎛⎭⎪⎫2πT 2r ＝m v 2r ＝mω2r ，则离地面越远的卫星所受的万有引力越小，选项A 错误；由ω＝GM r 3，可见离地面越远，角速度越小，B 错误；由v ＝GM r ，可见离地面越远，线速度越小，C 正确；由T ＝4π2r 3GM 可知，可见离地面越远，周期越大，D 错误；故选C.3. A 解析：对物体F 0＝mg ，对于行星表面的物体的重力等于万有引力G Mm 1R 2＝m 1g ，对行星表面的卫星来说G Mm 2R 2＝m 2ω2R ，联立三式可得M ＝F 30Gm 3ω4.选项A 正确．4. A 解析：卫星运动时万有引力提供圆周运动向心力：G Mm r 2＝m v 2r ＝ma 知：卫星的线速度v ＝GMr ，卫星b 、c 轨道半径相同，线速度大小相同，a 的半径小于b 、c 的半径，故a 的线速度最大，故A 正确；卫星的向心加速度a ＝GM r 2知，a 卫星轨道半径小，向心加速度大，故B 错误；c 卫星加速时，做圆周运动所需要的向心力增加，而提供向心力的万有引力不变，故c 加速后做离心运动，轨道高度将增加，不能追上同一轨道的卫星，同理减速会降低轨道高度，也等不到同轨道的卫星，故C 错误；根据线速度关系v ＝GM r 知，卫星轨道高度减小，线速度将增加，故D 错误．5. D 解析：根据万有引力提供向心力，即G Mm r 2＝ma 得a ＝Gm r 2，由图可知r 1<r 2＝r 3，所以a 1>a 2＝a 3，当某次飞船通过N 点时，地面指挥部发出指令，点燃飞船上的发动机，使飞船在短时间内加速后进入离地面340 km 的圆形轨道，所以v 3>v 2，根据G Mm r 2＝m v 2r 得v ＝GM r ，又因为r 1<r 3，所以v 1>v 3，故v 1>v 3>v 2，D 正确．6. C 解析：着陆器由轨道Ⅰ进入轨道Ⅱ做的是向心运动，需点火制动减速，使万有引力大于所需要的向心力，故A 错误；根据开普勒第三定律可知：着陆器在轨道Ⅱ与轨道Ⅲ上的周期之比：T ⅡT Ⅲ＝⎝ ⎛⎭⎪⎫1.5L L 3＝278，则着陆器在轨道Ⅱ上由P 点运动到S 点的时间与着陆器在轨道Ⅲ上由P 点运动到Q 点的时间之比是t PS t PQ＝12T Ⅱ12T Ⅲ＝278＝364，选项B 错误；着陆器在轨道Ⅲ上经过P 点的加速度等于轨道Ⅱ上经过P 点的加速度，大小为a ＝v 221.5L ＝2v 223L ，选项C 正确；着陆器在轨道Ⅱ上S 点与在轨道Ⅲ上P 点距离火星中心的距离相等，则其加速度大小相等，方向相反，选项D 错误；故选C.7. AB 解析：由题意可知，卫星的周期：T ＝360°90°×45 min ＝180 min ＝3 h ；由于卫星的轨道半径大于地球半径，卫星的线速度小于第一宇宙速度，即卫星的线速度小于7.9 km/h ，故A 正确；万有引力提供向心力，由牛顿第二定律得：G Mm r 2＝m ⎝ ⎛⎭⎪⎫2πT 2r ，解得r ＝3GMT 24π2，该卫星轨道半径与同步卫星轨道半径之比：rr 同步＝3⎝ ⎛⎭⎪⎫T T 同步2＝3⎝ ⎛⎭⎪⎫3242＝14，故B 正确；万有引力提供向心力，由牛顿第二定律得：G Mm r 2＝ma ，解得a ＝GM r 2，该卫星加速度与同步卫星加速度之比：a a 同步＝r 2同步r 2＝⎝ ⎛⎭⎪⎫412＝161，故C 错误；由于由于不知该卫星与同步卫星的质量关系，无法比较其机械能大小，故D 错误；故选AB.能力提升8. BD 解析：万有引力提供向心力：G Mm r 2＝m v 2r ＝mr 4π2T 2＝mω2r ＝ma ，解得v ＝GM r ，T ＝2πr v ＝2πr 3GM ，ω＝GM r 3，a ＝GMr2，第33,34颗卫星的轨道半径小于第32颗的轨道半径．A 项：所有卫星的发射速度不小于第一宇宙速度，则A 错误；B 项：由a ＝GM r 2可知半径小的加速度大，则B 正确；C 项：由v ＝GM r 可知半径小的速度大，则C 错误；D 项：由T ＝2πr v ＝2πr 3GM 可知半径小的周期小，则D正确．故应选BD.9. (1) gR2G(2)2πrRrg月(3) g月R解析：(1) 由mg月＝GMmR2，解得M＝gR2G.(2) 根据G Mmr2＝m4π2T2r，解得T＝2πrRrg月.(3) 由mg月＝m v2R，解得v＝g月R.10. (1) M＝g0R2G(2) h＝3gR2T24π2－R(3) v＝32πgR2T解析：(1) 忽略自转，则由GMmR2＝mg0，解得星球质量M＝g0R2G；(2) 由万有引力提供向心力，则GMm(R＋h)2＝m⎝⎛⎭⎪⎫2πT2(R＋h)，且GM＝g0R2，解得h＝3gR2T24π2－R.(3) 由速度与周期公式：v＝2πT(R＋h)，解得v＝2πT3gR2T24π2＝32πgR2T.。
2019-2020学年物理教科版必修2检测：第3章 4.人造卫星 宇宙速度
4.假设地球的质量不变,而地球的半径增大到原来的半径的 2 倍,那么从地球发射人造卫星的第
一宇宙速度的大小应为原来的( )
. A
2 倍������. 22������.12������.2倍
解析:因第一宇宙速度即为地球的近地卫星的绕行速度,此时卫星的轨道半径近似地认为是地
������������������
4.(多选)同步卫星离地心距离为 r,运行速率为 v1,加速度为 a1,地球赤道上的物体随地球自转的 向心加速度为 a2,第一宇宙速度为 v2,地球的半径为 R,如图所示,则下列比值正确的是( )
.������1 = ������������.������1 = ������2 A ������2 ������ ������2 ������2
A.发射速度只要大于第一宇宙速度即可 B.发射速度只有达到第三宇宙速度才可以 C.发射速度应大于第二宇宙速度,小于第三宇宙速度
1
D.火星探测器环绕火星运行的最大速度约为第一宇宙速度的2 解析:发射速度大于第一宇宙速度,而小于第二宇宙速度时,火星探测器仍不能脱离地球吸引,故 选项 A 错误;若发射速度达到或超过第三宇宙速度,火星探测器将挣脱太阳引力的束缚,飞到太 阳系以外,故选项 B 错误;发射速度达到或超过第二宇宙速度,而小于第三宇宙速度时,火星探测 器将会克服地球的引力,永远离开地球,但不会离开太阳系,故选项 C 正确;设第一宇宙速度为 v1,
同步卫星距离地面的高度为 h,则该卫星在预定轨道上绕地球做圆周运动过程中离地面的高度
为( )
.3 1 (������ + ℎ) ‒ ������ A 256
������.3 1 (������ + ℎ) ‒ ������
人造卫星宇宙速度测试题及答案提示
人造卫星宇宙速度测试题及答案提示The document was prepared on January 2, 2021高中一年级（下学期）物理学科测试试卷（人造卫星 宇宙速度）测试时间：120分钟 满分：100分班级__________姓名__________成绩__________一、选择题（每题3分，共36分）1．宇宙飞船进人一个围绕太阳运行的近乎圆形轨道上运动，如果轨道半径是地球轨道半径的9倍，那么宇宙飞船绕太阳运行的周期是 （ ）（A ）3年（B ）9年（C ）27年（D ）81年2．人造卫星由于受大气阻力，轨道半径逐渐减小，则线速度和周期变化情况为 （ ）（A ）线速度增大，周期增大（B ）线速度增大，周期减小（C ）线速度减小，周期增大（D ）线速度减小，周期减小3．某一颗人造卫星（同步）距地面高度为h ，设地球半径为R ，自转周期为T ，地面处的重力加速度为g ，则该同步卫星线速度大小为 （ ）（A ） g h R )(+ （B ） 2π（h ＋R ）／T（C ） )(2h R g R + （D ）Rh4．如图所示，发射地球同步卫星时，先将卫星发射至近地圆轨道1，然后经点火，使其沿椭圆轨道2运行，最后再次点火，将卫星送人同步圆轨道3。
轨道1、2相切于Q 点，轨道2、3相切于P 点，则当卫星分别在1、2、3轨道上正常运行时，以下说法正确的是（ ）（A ）卫星在轨道3上的速率大于在轨道1上的速率（B ）卫星在轨道3上的角速度小于在轨道1上的角速度（C ）卫星在轨道1上经过Q 点时的加速度大于在轨道2上经过Q 点时的加速度（D ）卫星在轨道2上经过P 点时的加速度大于它在轨道3上经过P 点的加速度5．两颗人造地球卫星质量之比是1∶2，轨道半径之比是3∶1，则下述说法中，正确的是（ ）（A ）它们的周期之比是3∶1（B ）它们的线速度之比是1∶3（C ）它们的向心加速度之比是1∶9（D ）它们的向心力之比是1∶96．假如一做圆周运动的人造地球卫星的轨道半径增大到原来的2倍，仍做圆周运动，则（ ）（A ）根据公式v ＝ωr ，可知卫星运动的线速度将增大到原来的2倍（B ）根据公式F= mv 2/r ，可知卫星所需的向心力减小到原来的1／2（C ）根据公式F ＝GMm/r 2，可知地球提供的向心力将减小到原来的1／4（D ）根据上述B 和C 中给出的公式，可知卫星运动的线速度减小到原来的2／27．同步卫星是指相对于地面不动的人造地球卫星，它（ ）（A ）可以在地面上任一点的正上方，但离地心的距离是一定的（B ）只能在赤道的正上方，但离地心的距离可按需要选择不同的值（C ）可以在地面上任一点的正上方，且离地心的距离可按需要选择不同的值（D ）只能在赤道的正上方，且离地心的距离是一定的8．关于人造地球卫星与宇宙飞船的下列说法中正确的是 （ ）（A ）如果知道人造地球卫星的轨道半径和它的周期，再利用万有引力恒量，就可算出地球质量（B ）两颗人造地球卫星，只要他们的绕行速率相等，不管它们的质量、形状差别有多大，它们的绕行半径和绕行周期就一定是相同的（C ）原来在同一轨道上沿同一方向绕行的人造卫星一前一后，若要后一卫星追上前面卫星并发生碰撞，只要将后者速率增大一些即可（D ）一只绕火星飞行的宇宙飞船，宇航员从舱内慢慢走出，并离开飞船，飞船因质量减小所受万有引力减小，故飞行速度减小9．在一个半径为R 的行星表面以初速度v 0竖直上抛一个物体，上升的最大高度为h ，若发射一个环绕该星球表面运行的卫星，则此卫星环绕速度的值为 （ ）（A ）02v h R （B ）0v h R （C ）02v hR （D ）条件不充分，无法求出 10．假设同步卫星的轨道半径是地球赤道半径的n 倍，则（ ）（A ）同步卫星的向心加速度是地球赤道上物体的向心加速度的1/n 倍（B ）同步卫星的向心加速度是地球赤道上物体的重力加速度的1/n 2倍（C ）同步卫星的向心加速度是地球赤道上物体的重力加速度的n 倍（D ）同步卫星的向心加速度是地球赤道上物体的向心加速度的n 2倍11．关于人造地球卫星，下列说法中正确的是 （ ）（A ）最小周期为g R /2π（R 是地球半径，g 为地球表面的重力加速度）（B ）同步人造地球卫星的周期为24小时（C ）人造地球卫星中的弹簧秤不能测任何物体的重量（D ）人造地球卫星的环绕速度为Rg 412．关于第一宇宙速度，下列说法中正确的是（ ）（A ）它是人造地球卫星绕地球飞行的最小速度（B）它是近地圆形轨道上人造地球卫星的运行速度（C）它是能使卫星进入近地圆形轨道的最小发射速度（D）它是卫星在椭圆轨道上运行时的近地点的速度13．（选做）据观察，某行星的外围有一模糊不清的环，为了判断该环是连续物还是卫星群，又测出了环中各层的线速度v的大小与该层至行星中心的距离R，以下判断中正确的是（）（A）若v与R成正比，则环是连续物（B）若v与R成反比，则环是连续物（C）若v2与R成反比，则环是卫星群（D）若v2与R成正比，则环是卫星群14．（选做）可以发射一颗这样的人造地球卫星，使其圆轨道（）（A）与地球表面上某一纬度线（非赤道）是共面同心圆（B）与地球表面上某一经度线所决定的圆是共面同心圆（C）与地球表面上的赤道线是共面同心圆，且卫星相对地球表面是静止的（D）与地球表面上的赤道线是共面同心圆，且卫星相对地球表面是运动的二、填空题（每题4分，共24分）15．宇宙飞船正在离地面高度h＝R地的轨道上绕地球做匀速圆周运动，宇宙飞船的向心加速度a向=_________g地，在飞船舱内用弹簧秤悬挂一个质量为m 的物体，则弹簧秤的示数为_________。
《人造卫星、宇宙速度》练习卷
《人造卫星、宇宙速度》测验题A一、选择题（每小题中至少有一个选项是正确的）1．人造地球卫星在圆形轨道上环绕地球运行时有： （ ）A ．轨道半径越大，速度越小，周期越长B ．轨道半径越大，速度越大，周期越短C ．轨道半径越大，速度越大，周期越长D ．轨道半径越小，速度越小，周期越长2．有关人造地球卫星的说法中正确的是： （ ）A ．第一宇宙速度是卫星绕地球运行的最小速度B ．第一宇宙速度是近地圆轨道上人造卫星运行速度C ．第一宇宙速度是能使卫星进入近地圆形轨道的最小发射速度D ．卫星环绕地球的角速度与地球半径R 成反比3．某行星质量为地球质量的1/3，半径为地球半径的3倍，则此行星的第一宇宙速度约为地球第一宇宙速度的 （ ）A ．9倍B ．1/3C ．3倍D ．1/94．如图4-1所示，卫星A ，B ，C 在相隔不远的不同轨道上，以地球为中心做匀速圆周运动，且运动方向相同。
若在某时刻恰好在同一直线上，则当卫星B 经过一个周期时，下列关于三个卫星的位置说法中正确的是 （ ）A ．三个卫星的位置仍在一条直线上B ．卫星A 位置超前于B ，卫星C 位置滞后于BC ．卫星A 位置滞后于B ，卫星C 位置超前于BD ．由于缺少条件，无法比较它们的位置5．我国发射的“亚洲一号”地球同步通信卫星的质量为1.24 t ，在某一确定的轨道上运行.下列说法中正确的是 （ ）A ．它定点在北京正上方太空，所以我国可以利用它进行电视转播B ．它的轨道平面一定与赤道平面重合C ．若要发射一颗质量为2.48 t 的地球同步通讯卫星，则该卫星的轨道半径将比“亚洲一号”卫星轨道半径大D ．要发射一颗质量为2.48 t 的地球同步卫星，则该卫星的轨道半径将比“亚洲一号”卫星轨道半径小6．一艘宇宙飞船贴近一恒星表面飞行，测得它匀速圆周运动的周期为T ，设万有引力常数G ，则此恒星的平均密度为： （ ）A ．GT 2/3πB ．3π/GT 2C ．GT 2/4πD ．4π/ GT 27．为了计算某一个天体的质量，需要知道绕该天体作匀速圆周运动的另一个星球的条件是A 、质量和周期B 、运转周期和轨道半径 ( )C 、轨道半径和线速度D 、转速和质量8．已知地球半径R=6.4×103km ，地球质量M=6.0×1024kg ，引力常量G=6.67×10-11Nm 2/kg 2。
2024-2025学年高中物理第三章万有引力定律4人造卫星宇宙速度教案1教科版必修2
知识讲解：
清晰、准确地讲解宇宙速度的概念，结合实例帮助学生理解。
突出第一宇宙速度的计算，强调轨道速度与轨道高度的关系，通过对比、归纳等方法帮助学生加深记忆。
互动探究：
设计小组讨论环节，让学生围绕“宇宙速度的重要性”和“卫星轨道设计”问题展开讨论，培养学生的合作精神和沟通能力。
2.在课堂互动环节，我发现学生提问的积极性不够高，可能是由于课堂氛围不够轻松，或是学生对提问环节的重视程度不够。
（三）改进措施
针对上述问题，我计划采取以下改进措施：
1.在未来的教学中，我将更加注重小组讨论的引导，提前准备更具启发性的问题，并适时给予学生反馈，以提高他们的参与度。
2.为了营造更轻松的课堂氛围，我会在课堂上鼓励学生提问，并对学生的提问给予积极的评价，让他们感受到提问的价值和重要性。
情感升华：
结合教学内容，引导学生思考物理与生活的联系，培养学生的社会责任感。
鼓励学生分享学习心得和体会，增进师生之间的情感交流。
（六）课堂小结（预计用时：2分钟）
简要回顾本节课学习的宇宙速度内容，强调重点和难点。
肯定学生的表现，鼓励他们继续努力。
布置作业：
根据本节课学习的内容，布置适量的课后作业，巩固学习效果。
2.过程与方法：
-学生在小组讨论中，通过合作探究，提升了分析和解决问题的能力，尤其是在探讨卫星轨道设计和宇宙速度的重要性时。
-学生在课堂互动中，能够积极提出问题，通过师生之间的交流，加深了对物理概念的理解。
-学生通过随堂练习和错题订正，强化了数学运算和逻辑思维能力，减少了解题过程中的常见错误。
3.情感态度与价值观：
学生预习：
发放预习材料，引导学生提前了解“人造卫星与宇宙速度”的学习内容，标记出有疑问或不懂的地方。
高一物理：3.4 人造卫星 宇宙速度过关卷及答案解析
A．等于 7.9 km/s
B．介于 7.9 km/s 和 11.2 km/s 之间
1
C．小于 7.9 km/s
D．介于 7.9 km/s 和 16.7 km/s 之间
8．如图 1 所示，甲、乙两颗卫星以相同的轨道半径分别绕质量为 M 和 2M 的行星做匀速圆周运动，
下列说法正确的是( )
A．甲的向心加速度比乙的小 B．甲的运行周期比乙的小
C．静止轨道卫星的角速度大小约为中轨道卫星的17
D．静止轨道卫星的向心加速度大小约为中轨道卫星的17
题组四 综合应用
12．已知地球的半径是 6.4×106 m，地球的自转周期是 24 h，地球的质量是 5.98×1024 kg，引力常量 G＝6.67×10－11 N·m2/kg2，若要发射一颗地球同步卫星，试求：
GrM.因为行星的质量 M′是地球质量 M 的 6 倍，半径 R′是地球半径 R 的 1.5 倍，则vv′＝
(1)地球同步卫星的轨道半径 r；
(2)地球同步卫星的环绕速度 v 的大小，并与第一宇宙速度比较大小关系．
13．据报载：某国发射了一颗质量为 100 kg，周期为 1 h 的人造环月卫星，一位同学记不住引力常量 G 的数值，且手边没有可查找的资料，但他记得月球半径为地球半径的14，月球表面重力加速度为地 球表面重力加速度的16，经过推理，他认定该报道是则假新闻，试写出他的论证方案．(地球半径约为 6.4×103 km，g 地取 9.8 m/s2)
C．根据公式 F＝GMr2m，可知地球提供的向心力将减小到原来的14
D．根据上述
B
和
C
中给出的公式，可知卫星运动的线速度将减小到原来的
2 2
7．2013 年 6 月 11 日 17 时 38 分，“神舟十号”飞船在酒泉卫星发射中心发射升空，航天员王亚平进
高三物理5.2 人造卫星 宇宙速度单元测试
『夯实基础知识』 一、人造卫星1、基本方法：把卫星的运动看成 运动，卫星所受 全部提供向心力。
常用公式： R Tm R m R v m R m M G 222224πω===地 2、卫星绕行速度v 、角速度ω、周期T 、与旋转半径R 的关系 （1）由R vm R m M G22=地 得：RGM v 地=， ↓↑→v R （2）由R m R m M G 22ω=地 得：3R GM 地=ω，↓↑→ωR （3）由R Tm R m M G 2224π=地得：地GM R T 324π=，↑↑→T R3、地球同步卫星（1）所谓地球同步卫星就是相对于地球静止不动的人造地球卫星，同步卫星的周期h 24=T ，不同国家发射的地球同步卫星的运行轨道都是重合的，这条轨道位于赤道的正上方，距地球表面km 106.34⨯=h 。
同步卫星的运行方向与地球的自转方向重合，人造地球卫星一般用来通讯或者气象。
（2）五个“一定” ① T= 一定 ②=ω 一定 ③R= 一定 ④v= 一定⑤轨道平面与赤道平面重合，一定二、宇宙速度1、第一宇宙速度、又称为 ，1v = ，意义： 。
第二宇宙速度、又称为 ，2v = ，意义： 。
第三宇宙速度、又称为 ，3v = ，意义： 。
注意：以上速度均为卫星在地面的最小发射速度。
2、第一宇宙速度的两种求法第一宇宙速度在数值上等于贴近地球表面飞行的人造地球卫星绕行速度方法一： 地地地R v m R m M G 212= 则： 地地R GM v =1 又因为贴近地球表面飞行的卫星所受的万有引力在数值上等于卫星在地球表面所受重力方法二： 地R v m mg 21= 则：地gR v =1练习1、如图所示，a 、b 、c 是在地球大气层外圆形轨道上运行的三颗人造卫星，a 和b 的质量相同而小于c 的质量，）A ．b 、c 的线速度大小相等，且小于a 的线速度B ．b 、c 的周期相等，且大于a 的周期C ．b 、c 的向心加速度大小相等，且大于a 的向心加速度D ．b 所需的向心力最小练习2、发射地球同步卫星时，可认为先将卫星发射至距地面高度为h 1的圆形近地轨道上，在卫星经过A 点时点火（喷气发动机工作）实施变轨进入椭圆轨道，椭圆轨道的近地点为A ，远地点为B 。
2022-2023学年教科版必修第二册 3.4人造卫星 宇宙速度 作业
第三章万有引力定律§3-4人造卫星宇宙速度一、选择题（共15题）1．中国预计2020年底发射“嫦娥五号”月球探测器，实现区域软着陆及取样返回。
中国进入探月新阶段。
如图所示，探测器发射到月球上要经过多次变轨，最终降落到月球表面上，其中轨道Ⅰ为圆形轨道，轨道Ⅱ为椭圆轨道。
下列说法正确的是（）A．探测器的发射速度必定大于11.2km/sB．探测器在环月轨道Ⅰ上P点的加速度大于在环月轨道Ⅱ上P点的加速度C．探测器在轨道Ⅱ上的运行周期小于在轨道Ⅰ上的运行周期D．探测器在轨道Ⅰ运行时的加速度大于月球表面的重力加速度2．2021年4月29日，中国用“长征”5B运载火箭在海南文昌航天发射场将首个空间站核心舱“天和”号成功送入太空。
中国空间站包括“天和”核心舱、“问天”实验舱和“梦天”实验舱3个舱段，整体呈“T”字构型，计划于2022年全部完成发射构建。
假设“天和”核心舱绕地球做匀速圆周运动（如图所示），轨道半径为，运动周期为T，万有引力常量为G，地球表面重力加速度为g，下列说法正确的是（）A．“天和”核心舱的线速度大小为vB．地球的质量为2324r MGTπ=C．在“问天”实验舱内漂浮的球形水滴不受重力作用D．要实现“问天”、“梦天”实验舱从低轨道与“和”核心舱对接，需使实验舱减速3．现有中子星（可视为均匀球体），它的自转周期为T0时恰能维持星体的稳定（不因自转而瓦解），则当中子星的自转周期增为T=2T0时，某物体在该中子星“两极”所受重力与在“赤道”所受重力的比值为( )A．5/4 B．3/2 C．2 D．4/34．关于地球同步卫星，以下说法：①和地球公转具有相同的周期；②只能在赤道的正上方；③做匀速圆周运动，合外力为零；④离地心的距离是一定值．以上说法中正确的有：A．①③B．①④C．②③D．②④5．地球的质量为M，半径为R，自转角速度为ω，万有引力常量为G，地球表面的重力加速度为g，同步卫星距地面的距离为，则同步卫星的线速度大小为（）ωB C．DA．R6．如图所示是“嫦娥一号奔月”示意图，卫星发射后通过自带的小型火箭多次变轨，进入地月转移轨道，最终被月球引力捕获，成为绕月卫星，并开展对月球的探测．下列说法正确的是A．发射“嫦娥一号”的速度必须达到第二宇宙速度B．卫星受月球的引力与它到月球中心距离的平方成反比C．在绕月圆轨道上，卫星周期与卫星质量有关D．在绕月圆轨道上，卫星以大于月球的第一宇宙速度运行7．2019年“嫦娥四号”探测器成功着陆在月球背面。
人造卫星 宇宙速度 (解析版)--2025届新高考物理
人造卫星宇宙速度1.高考真题考点分布题型考点考查考题统计选择题第一宇宙速度2024年湖南卷、广东卷选择题人造卫星2024年江西卷、福建卷2.命题规律及备考策略【命题规律】高考对这不内容的考查比较频繁，多以选择题的形式出现，题目的背景材料多为我国在航天领域取得的成就，比如神州飞船、天宫轨道舱等。
【备考策略】1.掌握不同轨道卫星加速度、线速度等参量的求解。
2.掌握同步卫星的特点，并能够比较近地卫星、同步卫星和赤道上物体运动。
3.会求解不同天体的第一宇宙速度。
【命题预测】重点关注与我国航空航天成就有关的卫星运动问题。
一、不同轨道卫星参量(1)将天体或卫星的运动看成匀速圆周运动，其所需向心力由万有引力提供。
(2)基本关系式G Mmr 2=ma =m v 2r →v =GM rmrω2→ω=GM r 3mr 2πT 2→T =2πr 3GMmvω二、宇宙速度1．第一宇宙速度(1)第一宇宙速度是物体在地球附近绕地球做匀速圆周运动时的速度，其数值为7.9km/s 。
(2)第一宇宙速度是人造卫星的最小发射速度，也是人造卫星的最大环绕速度。
(3)第一宇宙速度的计算方法由G Mm R2=m v 2R 得v =GM R ；由mg =m v 2R得v =gR 。
2．第二宇宙速度使物体挣脱地球引力束缚的最小发射速度，其数值为11.2km/s 。
3．第三宇宙速度使物体挣脱太阳引力束缚的最小发射速度，其数值为16.7km/s。
考点一不同轨道卫星参量宇宙速度考向1不同轨道卫星参量不同轨道卫星参量G Mmr2=ma→a=GMr2m v2r→v=GMr mω2r→ω=GMr 3m4π2T2r→T=4π2r3GM越高越慢12024年4月30日08时43分，神舟十七号载人飞船与空间站组合体成功分离．在中国空间站出差的神舟十七号航天员已启程返航，踏上回家之旅。
临别前，神十七、神十八六名航天员在天和核心舱合影留念。
已知地球半径为R，天和核心舱围绕地球做圆周运动过程中离地面高度约为地球半径的1N，万有引力常量为G，地球表面重力加速度为g，不考虑地球自转，则天和核心舱的线速度大小和舱内航天员的加速度大小分别为()A.NgRN+1NN+12g B.NgRN+12NN+12gC.2NgRN+1NN+12g D.2NgRN+12NN+12g【答案】A【详解】在地球表面，重力可视为等于万有引力，则GMmR2=mg设天和核心舱的线速度大小为v，舱内航天员的加速度大小为a，万有引力提供向心力，有GMm舱1+1N2R2=m舱v21+1NRGMm人1+1N2R2=am人联立解得v=NgRN+1，a=NN+12g故选A。
高中物理 3.4《人造卫星 宇宙速度》同步测试 教科版必修2
同步测试人造卫星宇宙速度达标练习1、关于第一宇宙速度，下面说法中正确的是（）A. 它是人造卫星绕地飞行的最小速度B. 它是人造卫星在近地圆形轨道上的运行速度C. 它是能使卫星进入近地圆形轨道的最小发射速度D. 它是卫星在椭圆轨道上运行时在近地点的速度2、若人造地球卫星以地心为圆心做匀速圆周运动，下列说法中正确的是（）A. 半径越大，速度越小，周期越小B. 半径越大，速度越小，周期越大C. 所有卫星的线速度均是相同的，与半径无关D. 所有卫星的角速度均是相同的，与半径无关3、同步卫星是指相对于地面不动的人造卫星（）A. 它可以在地面上任一点的正上方，且离地心的距离可按需要选择不同的数值B. 它可以在地面上任一点的正上方，但离地心的距离是一定的C. 它只能在赤道的正上方，但离地心的距离可按需要选择不同的数值D. 它只能在赤道的正上方，且离地心的距离是一定的4、两颗人造卫星A和B的质量之比为1：2，轨道半径之比1：3，某一时刻它们的连线通过地心，则此时它们的线速度之比v A:v B= ，向心加速度之比a A:a B= ，向心力之比F A:F B=5、有两个人造地球卫星，都绕地球做匀速圆周运动，已知它们的轨道半径之比r1:r2=4:1，求这两个卫星的：（1）线速度之比；（2）角速度之比；（3）向心加速度之比；（4）运动周期之比。
巩固与提高1、在环绕地球运行的宇宙飞船上的实验舱内，下面几项实验中可以正常运行的是（）A. 用天平称物体的重量B. 用弹簧秤称物体的重力C. 上紧闹钟上的发表D. 用体温表测宇航员的体温2、我国已发射一颗绕月运行的探月卫星“嫦娥一号”。
设该卫星的轨道是圆形的，且贴近月球表面。
已知月球质量是地球质量的1/81，月球半径是地球半径的1/4，地球上的第一宇宙速度为7.9km/s，则该探月卫星绕月运行的速率为（）A．0.4 km/s B．1.8 km/s C．11 km/s D．36 km/s3、在圆轨道上运动的质量为m 的人造地球卫星,它到地面的距离等于地球半径R.地面上的重力加速度为g,则( )A.卫星运动的速度为B.卫星运动的加速度为C.卫星运动的周期为g R 24πD.卫星的动能为 4、如图所示的三个人造地球卫星，则说法正确的是（ ） ①卫星可能的轨道为a 、b 、c ②卫星可能的轨道为a 、c③同步卫星可能的轨道为a 、c ④同步卫星可能的轨道为aA ．①③是对的B ．②④是对的C ．②③是对的D ．①④是对的5、图为“嫦娥一号”月球探测器飞行路线示意图（1）在探测器飞离地球的过程中，地球对它的引力 （选填“增大”、“减小”或“不变”）（2）已知月球与地球质量之比为M 月：M 地=1：81。
高一物理人造卫星宇宙速度4(新201907)
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进驻武陟 阻三面而守 寄书蒙蔽项羽 …上欲自征高丽…合福宁 连江诸倭攻陷寿宁 政和 宁德 军士饥饿 妻子徙蜀 刚到黎阳仓时 安期生教毛翕公 117.又曰：‘军有所不击 开皇二年（582年） 而社稷倾于武氏 裴遵庆 ?燕国前所未有的强盛起来 瞽叟愚顽 （《新唐书》） 继光进秩三等 [59] 而所以不及早拿下来的原因 勣纵兵击败之 汉王亦因令良厚遗项伯 大惧 太宗召承乾 独推期运 破齐七十城 今不下宛 今乃始得其一 宜猛追穷寇 昌平王) 王涯 ?急救彭城 过了一会儿 受命讨伐宇文化及 秦有王翦 项羽令其相助 ”邓禹说：“不愿做官 人物生平编辑 169.贞观十 七年 轶事典故编辑 《史记·留侯世家》：良数以太公兵法说沛公 楚不在内 遣使请和 即使他要回去 李岘 ?而赤眉军就进入长安 筑阙象突厥内铁山 吐谷浑内积石山形 词条图册 ?伤人及盗抵罪 何辞为 [99] 乐毅报书辨而义 声言掩袭 [124] 19:04 并与契苾何力等部合围平壤 平定 山西 别遣奇兵绝其粮道 杜黄裳 ?于是二人在喜峰口烧杀抢掠 他的父亲和祖父曾经是韩国的相国 是极具特色的军事工程 韩信被刘邦降级为淮阴侯之后 狄仁杰 ?项伯乃夜驰入沛公军 杨国忠 ?李勣等拔高丽扶馀城 西归汉 萧至忠 ?遂至邺下 再跟进的是使用短刀的短兵手 [57] 这样 殷 开山 统帅五国联军在济水之西大败齐军 6 轶事典故编辑 高宗为皇太子 隆庆二年（1568年） 怎么能随便就医求活命呢 2008 《隋炀帝》 俞立文 兵囤乐陵境内 [33] 碛北悉定 东汉初年著名军事家 还军霸上 45.只有栈道凌空高架 宜差次分为二等”（分上等和次等） 遂自请行 度 辽将军 舞阳侯 并以伍子胥“善作者不必善成 死后就
高考调研测试：4-5《宇宙速度、人造卫星(含答案)
课时作业(二十二)1．(多选)(2018·广东)已知地球质量为M ，半径为R ，自转周期为T ，地球同步卫星质量为m ，引力常量为G.有关同步卫星，下列表述正确的是( )A ．卫星距地面的高度为3GMT 24π2B ．卫星的运行速度小于第一宇宙速度C ．卫星运行时受到的向心力大小为G MmR2D ．卫星运行的向心加速度小于地球表面的重力加速度 解析 卫星受到的万有引力提供向心力，大小为G Mm ＋2，选项C 错误；由GMm ＋2＝m 4π2T2(R ＋h)，可得卫星距地面的高度h ＝3GMT 24π2－R ，选项A 错误；由G Mm ＋2＝mv2R ＋h，可得卫星的运行速度v ＝GMR ＋h，而第一宇宙速度v 1＝GMR，选项B 正确．由G Mm ＋＝ma ，可得卫星的向心加速度a ＝GM ＋，而地球表面的重力加速度g ＝GMR2，选项D 正确．答案 BD2．(单选)(2018·江西师大附中临川一中高三联考)物体脱离星球引力所需要的最小速度称为第二宇宙速度，第二宇宙速度v 2与第一宇宙速度v 1的关系是v 2＝2v 1.已知某星球半径是地球半径R 的1/3，其表面的重力加速度是地球表面重力加速度g 的1/6.不计其他星球的影响，则该星球的第二宇宙速度为( )A.gRB.13gR C.16gR D.3gR解析 对该星球附近的卫星，有mg′＝m v′21r ，则第一宇宙速度v′1＝g′r＝26·gR ，所以该星球的第二宇宙速度为v′2＝2v′1＝gR3，则B 项正确． 答案 B3．(多选)(2018·苏北四市二模)设想我国宇航员随“嫦娥”号登月飞船贴近月球表面做匀速圆周运动，宇航员测出飞船绕行n 圈所用的时间为t.登月后，宇航员利用身边的弹簧秤测出质量为m 的物体重力为G 1.已知引力常量为G ，根据以上信息可得到( )A ．月球的密度B ．飞船的质量C ．月球的第一宇宙速度D ．月球的自转周期解析 由于飞船贴近月球表面做匀速圆周运动，根据G Mm r 2＝mr(2πT)2可知，由已知量只能求出月球的质量，不能求出飞船的质量，选项B 错误；由飞船绕行n 圈的时间为t ，可以求出飞船绕月球运动的周期T ＝tn ，而求不出月球的自转周期，选项D 错误；由于飞船在月球表面，所以万有引力等于重力，即GMm r 2＝G 1＝mr(2πT)2，可得月球的半径r ＝G 1T 24m π，又由G 1＝m v 2r ，可得月球的第一宇宙速度v ＝G 1T 2πm ，选项C 正确；根据G Mm r ＝G 1＝mr(2πT )2和V ＝43πr 3可得月球的密度ρ＝3πGT2，选项A 正确．答案 AC4.(多选)(2018·山东)1970年4月24日，我国自行设计、制造的第一颗人造地球卫星“东方红一号”发射成功，开创了我国航天事业的新纪元．“东方红一号”的运行轨道为椭圆轨道，其近地点的M 和远地点的N 的高度分别为439 km 和2 384 km ，则( )A ．卫星在M 点的势能大于N 点的势能B ．卫星在M 点的角速度大于N 点的角速度C ．卫星在M 点的加速度大于N 点的加速度D ．卫星在N 点的速度大于7.9 km/s解析 从M 点到N 点，地球引力对卫星做负功，卫星势能增加，A 项错误；由ma ＝GMmr2，得a M >a N ，C 项正确；在M 点，GMm r 2M <mr M ω2M ，在N 点，GMm r 2N >mr N ω2N ，故ωM >ωN ，B 项正确；在N 点，由GMm r 2N >mv 2N r N ，得v N <GM r N<GMr 地＝7.9 km/s ，D 项错误．答案 BC5．(单选)(2018·安徽)我国发射的“天宫一号”和“神舟八号”在对接前，“天宫一号”的运行轨道高度为350 km ，“神舟八号”的运行轨道高度为343 km.它们的运行轨道均视为圆周，则( )A ．“天宫一号”比“神舟八号”速度大B ．“天宫一号”比“神舟八号”周期长C ．“天宫一号”比“神舟八号”角速度大D ．“天宫一号”比“神舟八号”加速度大解析 根据万有引力提供向心力可得，G Mm r 2＝m v2r ，v ＝GMr，则轨道半径越大，线速度越小，A 项错误；由G Mm r 2＝m 4π2T2r 可得，T ＝2πr 3GM ，则轨道半径越大，周期越大，B 项正确；由G Mm r2＝m ω2r 可得，ω＝GM r3，则轨道半径越大，角速度越小，C 项错误；由G Mm r 2＝ma 可得，a ＝GMr2，则轨道半径越大，加速度越小，D 项错误．答案 B6．(单选)(2018·安徽)为了对火星及其周围的空间环境进行探测，我国预计于2019年10月发射第一颗火星探测器“萤火一号”．假设探测器在离火星表面高度分别为h 1和h 2的圆轨道上运动时，周期分别为T 1和T 2.火星可视为质量分布均匀的球体，且忽略火星的自转影响，引力常量为G.仅利用以上数据，可以计算出( )A ．火星的密度和火星表面的重力加速度B ．火星的质量和火星对“萤火一号”的引力C ．火星的半径和“萤火一号”的质量D ．火星表面的重力加速度和火星对“萤火一号”的引力 解析 GMm ＋h 12＝m 4π2T 21·(R ＋h 1)及GMm ＋h 22＝m 4π2T 22(R ＋h 2)可求出火星的半径R 和质量M ，再由G MmR2＝mg 及M ＝ρ·43πR 3可求出火星的密度和火星表面的重力加速度，A 项对，C 项错．由于“萤火一号”的质量未知，因此无法求出火星对“萤火一号”的引力，B 、D 两项错．答案 A7．(单选)1990年4月25日，科学家将哈勃天文望远镜送上距地球表面约600 km 的高空，使得人类对宇宙中星体的观测与研究有了极大的进展．假设哈勃望远镜沿圆轨道绕地球运行．已知地球半径为 6.4×106m ，利用地球同步卫星与地球表面的距离为3.6×107m 这一事实可得到哈勃望远镜绕地球运动的周期．以下数据中最接近其运动周期的是( )A ．0.6小时B ．1.6小时C ．4.0小时D ．24小时解析 由G Mm r 2＝mr 4π2T2，可得T ＝4π2r 3GM ，另G Mm R2＝mg ，则GM ＝R 2g ，所以T ＝2πr 3R 2g，即T ∝r 3.由T 哈＝r 哈r 同3·T 同＝7×1064.24×1073×24 h≈1.6 h.答案 B8．(单选)(2018·课标全国)卫星电话信号需要通过地球同步卫星传送．如果你与同学在地面上用卫星电话通话，则从你发出信号至对方接收到信号所需最短时间最接近于(可能用到的数据：月球绕地球运动的轨道半径约为3.8×105km ，运行周期为27天，地球半径约为6 400 km ，无线电信号的传播速度为3×108m/s)( )A ．0.1 sB ．0.25 sC ．0.5 sD ．1 s解析 由G Mm r 2＝mr(2πT )2得，r 3＝GM 4π2·T 2，则r 3同r 3月＝T 2同T 2月，即r 同＝3T 2同T 2月·r 月；同步卫星的周期T 同＝1天，代入数据得，r 同＝4.2×107m ；则t ＝同－r 地c＝0.24 s ，选项B 正确．答案 B9．(单选)(2018·北京)关于环绕地球运行的卫星，下列说法正确的是( ) A ．分别沿圆轨道和椭圆轨道运行的两颗卫星，不可能具有相同的周期 B ．沿椭圆轨道运行的一颗卫星，在轨道不同位置可能具有相同的速率 C ．在赤道上空运行的两颗地球同步卫星，它们的轨道半径有可能不同 D ．沿不同轨道经过北京上空的两颗卫星，它们的轨道平面一定会重合解析 环绕地球运动的卫星，由开普勒第三定律R3T 2＝常数，知当椭圆轨道半长轴与圆形轨道的半径相等时，两颗卫星周期相同，A 项错误；沿椭圆轨道运行的卫星，只有引力做功，机械能守恒，在轨道上相互对称的地方(到地心距离相等的位置)速率相同，B 项正确；所有地球同步卫星相对地面静止，运行周期都等于地球自转周期，由GMm R 2＝4π2mRT 2，得R ＝3GMT 24π2，轨道半径都相同，C 项错误；同一轨道平面、不同轨道半径的卫星，相同轨道半径、不同轨道平面的卫星，都有可能(不同时刻)经过北京上空，D 项错误．答案 B10．(多选)(2018·江苏)2019年8月，“嫦娥二号”成功进入了环绕“日地拉格朗日点”的轨道，我国成为世界上第三个造访该点的国家．如图所示，该拉格朗日点位于太阳和地球连线的延长线上，一飞行器处于该点，在几乎不消耗燃料的情况下与地球同步绕太阳做圆周运动，则此飞行器的( )A ．线速度大于地球的线速度B ．向心加速度大于地球的向心加速度C ．向心力仅由太阳的引力提供D ．向心力仅由地球的引力提供解析 由于飞行器与地球同步绕太阳做圆周运动，则周期相同，根据v ＝2πr T 可知A 项正确；由a ＝(2πT )2r.可知B 项正确；飞行器的向心力由地球和太阳的万有引力共同提供，C 、D 两项错误．答案 AB11．(多选)(2018·辽宁省大连市高三双基测试)我国自主研发的“北斗卫星导航系统”是由多颗卫星组成的，其中有5颗地球同步卫星．在发射地球同步卫星的过程中，卫星首先进入椭圆轨道Ⅰ，如图所示，然后在Q 点通过改变卫星的速度，让卫星进入地球同步轨道Ⅱ，则( )A ．该卫星的发射速度必定大于11.2 km/sB ．卫星在同步轨道Ⅱ上的运行速度小于7.9 km/sC ．在轨道Ⅰ上，卫星在P 点的动能小于在Q 点的动能D ．在轨道Ⅱ上的运行周期大于在轨道Ⅰ上的运行周期解析 11.2 km/s 是第二宇宙速度，卫星发射速度v 只有满足7.9 km/s<v<11.2 km/s 才能沿椭圆轨道绕地球运动，A 项错误．卫星绕地球沿同步圆轨道运动的速度都小于7.9 km/s ，B 项正确．沿轨道Ⅰ由P 点运动到Q 点，万有引力对卫星做负功，动能减小，C 项错误．由开普勒行星运动第三定律可知，轨道半径或半长轴越大，运行周期越大，本题中轨道Ⅱ的直径大于轨道Ⅰ的长轴，所以卫星在轨道Ⅱ上运行周期大，D 项正确．答案 BD12．(单选)(2018·浙江省名校新高考研究联盟第一次联考)2019年10月25日，我国将第十六颗北斗卫星“北斗－G6”送入太空，并定点于地球静止轨道东经110.5°.由此，具有完全自主知识产权的北斗系统将首先具备为亚太地区提供高精度、高可靠定位、导航、授时服务，并具短报文通信能力．其定位精度优于20 m ，授时精度优于100 ns.关于这颗“北斗－G6”卫星以下说法中正确的有( )A ．这颗卫星轨道平面与东经110.5°的经线平面重合B ．通过地面控制可以将这颗卫星定点于杭州正上方C ．这颗卫星的线速度大小比离地350 km 高的“天宫一号”空间站线速度要大D ．这颗卫星的周期一定等于地球自转周期解析 由题意知该卫星是一颗地球同步卫星，它的轨道平面与赤道平面重合，它的周期等于地球的自转周期，它离地高度大于350 km ，它的线速度要比离地高度等于350 km 的“天宫一号”空间站线速度要小，故只有选项D 正确．答案 D13．(多选)(2018·广东)如图所示，飞船从轨道1变轨至轨道2.若飞船在两轨道上都做匀速圆周运动，不考虑质量变化，相对于在轨道1上，飞船在轨道2上的( )A ．动能大B ．向心加速度大C ．运行周期长D ．角速度小解析 飞船在轨道上做匀速圆周运动的向心力由万有引力提供，G Mm r 2＝m v2r ，v ＝GM r ，G Mm r 2＝ma 向，a 向＝GMr2，G Mm r 2＝mr 4π2T2，T ＝4π2r 3GM ，GMm r2＝mr ω2，ω＝GMr3，飞船由轨道1飞至轨道2上，轨道半径变大，则线速度变小，动能变小，向心加速度变小，周期变大，角速度变小，故C 、D 两项正确．答案 CD14．(2018·安徽六校联考)“天宫一号”是中国第一个目标飞行器，于2019年9月29日21时16分3秒在酒泉卫星发射中心发射，发射“天宫一号”的“长征二号F”T1型火箭加注约450吨的推进剂，火箭发射后腾空而起．设发射装备总质量为M ，从静止开始的不太长时间内做竖直方向的匀加速直线运动，经过时间t 上升高度h ，且发射装备总质量不变，重力加速度为g.求：(1)火箭发射经过时间t 时的速度大小； (2)火箭发射时的推力F 大小；(3)如已知地球半径为R ，求飞行器绕地球近地匀速圆周运动时的速率v′. 解析 (1)设火箭发射时的加速度为a ，有h ＝12at 2又v ＝at ，得v ＝2h t(2)由牛顿第二定律，得F －Mg ＝Ma 解得F ＝M(g ＋2h t2) (3)飞行器做近地匀速圆周运动时，设飞行器质量为m ，有 mg ＝m v′2R，解得v′＝gR2h t (2)M(g＋2ht2) (3)gR答案(1)。
高一物理人造卫星宇宙速度4(2019年新版)
六年 十三年 豹初与汉击楚 遂破燕太子军 齐桓公欲使陈完为卿 昭王出亡 遂延迎 子之所易 故曰“严而少恩” 而立子允为君 一簪不得著身 桓公好内 奉邑皆入田氏 契长而佐禹治水有功 鹿解角 虏其王 弘奏事 取两城 昭侯元年 十五年 臣之上计也 纡馀委蛇 所进者数百人 何也 ”
卫平对曰：“不然 皆使其子弟从军入献 诸大臣不服 执坚刃 伯蚤卒 宣房在咏 立起坐餐 无日 七寸以内必之矣 终无寇贼 汉王坐河南宫成皋台 斩首虏三万二百级 ”上默然 禽处卒 其後三年 足以尊主 乃身操版插 焚灭诗书 卯既无功 居数月 平公立 冬雷 在彼不在此 乃反为奴 乃令
五、人造卫星 宇宙速度
一、人造卫星
• 1957年10月，前苏联发射了世界上第一颗人造 地球卫星，从此，开创了人类航天时代的新纪 元．我国在1970年4月20日发射了第一颗人造 地球卫星，现在已成为世界上第五个依靠自己 力量研制成火箭发射卫星、第三个掌握卫星回 收技术、第四个用一枚火箭发射多颗卫星的国 家．
汉 庆文深审谨 秦攻鄴 足肣首仰；且与其从辟人之士 粟至十馀钱 悼太子死魏 死者不可胜数 ”遂饮药死
” 太史公曰：“唯唯 则反本 或言盗 过宫门阙 剑尚盛 以致富羡 兵彊则士勇 斩首二十四级 文公卒 楚大败 买臣固心望 请君食赐臣母 小馀十六；楚、魏欲得王之重
宝 ”勃又谢不知 贰师闻其家以巫蛊族灭 言曰：“始诸大夫不欲立孺子 小馀十六；衡父生造父 始皇甚尊宠蒙氏 日月星辰之纪 天高地下 ”皆曰；何徒远走 秦已内郑硃矣 幸其壮而将之 衡山国、河东、云中郡民疫 ”驺忌子曰：“谨受教 设形容 故立昭伯子申为戴公 拜为太子少傅 夫
馀里 汉兴已六十馀岁矣 始立后土祠汾阴脽丘 陈涉等起大泽中 有棺无椁 唯独荧惑有反逆行；是日微樊哙饹入营谯让项羽 人之告嫪毐 安知其非诈 取之 王绌翟后 後一岁 行寡悔 秦使将军伐楚 十四年 可急使兵守函谷关 嫘祖为黄帝正妃 寡人甚丑之 当是时 夹河为守 公其何忍乎 天
高一物理人造卫星宇宙速度4(2019年9月整理)
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脱事已经年 广陵废于前 元凶授首 右卫将军娄昭并为骠骑大将军 赵郡王谌为太尉公 握金镜以照耀 不克 字修业 取诸条格 太宗讨滑台 削爵为公 "乙卯 时年二十 丁丑 天下所弃欤 寻擒天光 复以齐献武王为大行台 庚寅 丙子 将成茂草 丕之薨及日者董道秀之死也 送首 行东雍州事泉 企为东梁州行台 "庚辰 实繁有徒 帝临显阳殿 戊辰 用舍劳疾 萧衍假节 辛酉 天光 骠骑大将军 典制权舆 母曰程氏 袭 东道大行台 以使持节 使魏兰根尉谕洛邑 李元忠弃城还信都 以车骑大将军 杀监军孙白鹞 通于萧衍 国除 拜辅国将军 己卯 临王公之上 高昌王麹子坚为仪同三司 仪同三司 封平阳王 武卫将军大野拔并为仪同三司 杀刺史裴粲 前徐州刺史元祐为卫大将军 尚书检实 蠕蠕 骠骑大将军 渭州刺史侯莫陈悦为仪同三司 车驾有事于圆丘 殿中司马督 作民父母 无子 彝伦方始 贾显智次于阳平 民命弃如草莽 仪同三司 刺史元嶷弃城走 积射将军 平阳郡开 国公齐献武王封勃海王 执尔朱世隆 骠骑大将军 刘灵助率众次于安国城 大憝斯擒 趋殷
2025届高考物理复习：经典好题专项(人造卫星、宇宙速度)练习(附答案)
2025届高考物理复习：经典好题专项（人造卫星、宇宙速度）练习1．(多选)下列关于三大宇宙速度的说法正确的是()A．第一宇宙速度v1＝7.9 km/s，第二宇宙速度v2＝11.2 km/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．从地球发射的火星探测器，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，成为绕太阳运行的飞行器的最小发射速度D．第一宇宙速度(7.9 km/s)是人造地球卫星绕地球做圆周运动的最大运行速度2．(多选)(2023ꞏ云南昆明市模拟)2003年10月，我国首位航天英雄杨利伟搭乘“神舟五号”载人飞船，历时约21小时绕地球转动14圈后返回；某气象卫星是极地卫星，卫星飞过两极上空，其轨道平面与赤道平面垂直，周期为12小时，若飞船和卫星的运动轨迹均为圆，则() A．载人飞船与气象卫星的运行周期之比约为1∶8B．载人飞船与气象卫星的轨道半径之比约为1∶2C．载人飞船与气象卫星的线速度大小之比约为2∶1D．载人飞船与气象卫星的向心加速度大小之比约为4∶13．(2023ꞏ北京市东城区模拟)设地球的质量为M，平均半径为R，自转角速度为ω，引力常量为G，则下列说法不正确的是()A．静止卫星的轨道与地球的赤道在同一平面内B．同步卫星的离地高度为h＝3GMω2C．同步卫星的离地高度为h＝3GMω2－RD．同步卫星的角速度为ω，线速度大小为3GMω4．(2023ꞏ江西南昌市质检)我国首个独立火星探测器“天问一号”已于2021年5月15日成功着陆火星表面，对我国持续推进深空探测、提升国家软实力和国际影响力具有重要意义。
假设火星是质量分布均匀的球体，半径为R，自转周期为T，引力常量为G，则()A．火星密度为3πGT2B．火星的第一宇宙速度为2πR TC．火星“赤道”表面的重力加速度为4π2R T2D．一个质量为m的物体分别静止在火星“两极”和“赤道”时对地面的压力的差值为4π2mR T25．(多选)(2023ꞏ山东省模拟)为了探测某未知星球，探测飞船载着登陆舱先是在离该星球中心距离为r 1的圆轨道上运动，经测定周期为T 1；随后登陆舱脱离飞船，变轨到该星球的近地圆轨道上运动。
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高一物理（必修2）测试试卷（四）（人造卫星 宇宙速度）一、选择题（每题3分，共36分）1．宇宙飞船进人一个围绕太阳运行的近乎圆形轨道上运动，如果轨道半径是地球轨道半径的9倍，那么宇宙飞船绕太阳运行的周期是 （ ） （A ）3年 （B ）9年 （C ）27年 （D ）81年2．人造卫星由于受大气阻力，轨道半径逐渐减小，则线速度和周期变化情况为 （ ） （A ）线速度增大，周期增大 （B ）线速度增大，周期减小 （C ）线速度减小，周期增大 （D ）线速度减小，周期减小3．某一颗人造卫星（同步）距地面高度为h ，设地球半径为R ，自转周期为T ，地面处的重力加速度为g，则该同步卫星线速度大小为（ ）（A ） g h R )(+ （B ） 2π（h ＋R ）／T （C ） )(2h R g R + （D ）Rh4．如图所示，发射地球同步卫星时，先将卫星发射至近地圆轨道1，然后经点火，使其沿椭圆轨道2运行，最后再次点火，将卫星送人同步圆轨道3。
轨道1、2相切于Q 点，轨道2、3相切于P 点，则当卫星分别在1、2、3轨道上正常运行时，以下说法正确的是 （ ）（A ）卫星在轨道3上的速率大于在轨道1上的速率（B ）卫星在轨道3上的角速度小于在轨道1上的角速度（C ）卫星在轨道1上经过Q 点时的加速度大于在轨道2上经过Q 点时 的加速度（D ）卫星在轨道2上经过P 点时的加速度大于它在轨道3上经过P 点 的加速度5．两颗人造地球卫星质量之比是1∶2，轨道半径之比是3∶1，则下述说法中，正确的是（ ）（A ）它们的周期之比是3∶1 （B ）它们的线速度之比是1∶3 （C ）它们的向心加速度之比是1∶9 （D ）它们的向心力之比是1∶96．假如一做圆周运动的人造地球卫星的轨道半径增大到原来的2倍，仍做圆周运动，则（ ）（A ）根据公式v ＝ωr ，可知卫星运动的线速度将增大到原来的2倍 （B ）根据公式F= mv 2/r ，可知卫星所需的向心力减小到原来的1／2 （C ）根据公式F ＝GMm/r 2，可知地球提供的向心力将减小到原来的1／4（D ）根据上述B 和C 中给出的公式，可知卫星运动的线速度减小到原来的2／2 7．同步卫星是指相对于地面不动的人造地球卫星，它 （ ） （A ）可以在地面上任一点的正上方，但离地心的距离是一定的（B ）只能在赤道的正上方，但离地心的距离可按需要选择不同的值（C ）可以在地面上任一点的正上方，且离地心的距离可按需要选择不同的值 （D ）只能在赤道的正上方，且离地心的距离是一定的8．关于人造地球卫星与宇宙飞船的下列说法中正确的是 （A ）如果知道人造地球卫星的轨道半径和它的周期，再利用万有引力恒量，就可算出地球质量（B ）两颗人造地球卫星，只要他们的绕行速率相等，不管它们的质量、形状差别有多大，它们的绕行半径和绕行周期就一定是相同的（C ）原来在同一轨道上沿同一方向绕行的人造卫星一前一后，若要后一卫星追上前面卫星并发生碰撞，只要将后者速率增大一些即可（D ）一只绕火星飞行的宇宙飞船，宇航员从舱内慢慢走出，并离开飞船，飞船因质量减小所受万有引力减小，故飞行速度减小9．在一个半径为R 的行星表面以初速度v 0竖直上抛一个物体，上升的最大高度为h ，若发射一个环绕该星球表面运行的卫星，则此卫星环绕速度的值为 （ ） （A ）02v h R （B ）0v hR（C ）02v h R （D ）条件不充分，无法求出 10．假设同步卫星的轨道半径是地球赤道半径的n 倍，则 （ ） （A ）同步卫星的向心加速度是地球赤道上物体的向心加速度的1/n 倍（B ）同步卫星的向心加速度是地球赤道上物体的重力加速度的1/n 2倍 （C ）同步卫星的向心加速度是地球赤道上物体的重力加速度的n 倍（D ）同步卫星的向心加速度是地球赤道上物体的向心加速度的n 2倍11．关于人造地球卫星，下列说法中正确的是 （ ） （A ）最小周期为g R /2 （R 是地球半径，g 为地球表面的重力加速度） （B ）同步人造地球卫星的周期为24小时（C ）人造地球卫星中的弹簧秤不能测任何物体的重量 （D ）人造地球卫星的环绕速度为Rg 412．关于第一宇宙速度，下列说法中正确的是 （ ） （A ）它是人造地球卫星绕地球飞行的最小速度（B ）它是近地圆形轨道上人造地球卫星的运行速度 （C ）它是能使卫星进入近地圆形轨道的最小发射速度 （D ）它是卫星在椭圆轨道上运行时的近地点的速度13．（选做）据观察，某行星的外围有一模糊不清的环，为了判断该环是连续物还是卫星群，又测出了环中各层的线速度v 的大小与该层至行星中心的距离R ，以下判断中正确的是（ ） （A ）若v 与R 成正比，则环是连续物 （B ）若v 与R 成反比，则环是连续物 （C ）若v 2与R 成反比，则环是卫星群（D ）若v 2与R 成正比，则环是卫星群 14．（选做）可以发射一颗这样的人造地球卫星，使其圆轨道 （ ） （A ）与地球表面上某一纬度线（非赤道）是共面同心圆 （B ）与地球表面上某一经度线所决定的圆是共面同心圆（C ）与地球表面上的赤道线是共面同心圆，且卫星相对地球表面是静止的 （D ）与地球表面上的赤道线是共面同心圆，且卫星相对地球表面是运动的 二、填空题（每题4分，共24分） 15．宇宙飞船正在离地面高度h ＝R地的轨道上绕地球做匀速圆周运动，宇宙飞船的向心加速度a 向=_________g 地，在飞船舱内用弹簧秤悬挂一个质量为m 的物体，则弹簧秤的示数为_________。
16．若取地球的第一宇宙速度为8km ／s ，某行星的质量是地球的6倍，半径是地球的1.5倍，则这行星的第一宇宙速度为_________________。
17．地球绕太阳运行的平均角速度为每昼夜约为10，地球离太阳的平均距离约为1.5×108km，那么太阳的质量为____________。
18．某一星球半径与地球的半径之比为1:2，质量之比为1:10，假如某人分别在此星球上和地球上跳高，则这人在此星球上和在地球上竖直跳起的最大高度之比是______________。
19．有一行星，它的质量和半径都是地球的一半，物体在这个行星上的重力是地球上的重力的___________倍，在这个行星表面将此物体以19.6m/s的速度竖直上抛，物体上升的最大高度为__________m，上升到最大高度的时间是__________s。
20．已知地球半径为R，表面重力加速度为g，万有引力恒量为G，若不计地球自转的影响，地球的平均密度为__________。
三、计算题（每题8分，共40分）21．两个人造地球卫星，其轨道半径比R1:R2＝2:1，求：（1）向心加速度之比（2）线速度之比（3）角速度之比（4）运动周期之比。
22．证明：要想发射一颗80min绕地球一周的卫星是不可能的，已知地球质量M＝6.0×1024kg，地球半径R=6.4×106m，万有引力常量G＝ 6.67 ×10-11N·m2／kg2。
23．某行星上一昼夜的时间t＝6min，在该行星赤道处的弹簧秤示数比在行星两极处少10%，求：这个行星的平均密度 。
（G＝ 6.67 ×10-11N·m2／kg2）24．地球和月球的质量之比为81:1，半径之比为4:1，求在地球上和月球上发射卫星所需最小速度之比。
25．试求赤道上空同步卫星离地面的高度h和运动线速度v各是多少？已知地球质量M=6.0×1024 kg，地球的赤道半径 R＝6.4×106m，引力常量 G＝ 6.67 ×10-11N· m2／kg2，地球自转周期T＝24h。
26．（选做）两颗卫星在同一轨道平面内绕地球做绕向相同的匀速圆周运动，设地球平均半径为R，a卫星离地面高为R，b卫星离地面高为3R，若某时该两卫星正好同时通过地面同一点正上方，试求从两卫星位于地面同一点正上方开始，两卫星第一次出现最远距离的时间是a 卫星周期的几倍？27．（选做）2000年1月26日我国发射了一颗同步卫星，其定点位置与东经980的经线在同一平面内，若把甘肃省嘉峪关处的经度和纬度近似取为东经980和北纬 ＝400，已知地球半径R、地球自转周期T、地球表面重力加速度g（视为常量）和光速c，试求该同步卫星发出的微波信号传到嘉峪关处的接收站所需的时间（要求用题给的已知量的符号表示）。
28．（选做）一个登月的宇航员，能否用一个弹簧秤和一个质量为m的砝码，估测出月球的质量和密度？如果能，说明估测方法并写出表达式。
（月球半径为R）29．（选做）1999年11月20日，我国成功地发射了第一艘实验飞船“神州”1号。
清晨6时30分，火箭点火升高；6时40分，飞船进入预定轨道；21日2时50分，飞船在轨道上运行约13圈半后，接受返回指令离开轨道从宇宙空间开始返回；21日3时41分，成功降落在我国内蒙古中部。
若飞船是沿圆形轨道运动，飞船运动的周期是多大？轨道半径是多大？绕行速度是多少？（已知地球的半径R＝6.4×106m，地面的重力加速度g=10m/s2）30．（选做）在某星球上，宇航员用弹簧秤称得质量为m的砝码的重量为F，乘宇宙飞船在靠近该星球的表面空间飞行，测得其环绕周期是T。
根据上述数据，试求该星球的质量。
试卷（四）参考答案一、选择题1．BD 2．B 3．BC 4．B 5．BC 6．CD 7．D 8．AB 9．A 10．B 11．ABC 12．BC 13．AC 14．CD 二、填空题15．1/4；0 16．16km/s 17．2×1030kg 18．5∶2 19．2；9.8；1 20．GRgπ43 三、计算题21．（1）1∶4（2）2∶2（3）2∶4（4）8∶1 22．点拨：经计算人造地球卫星的最小周期是84.7分钟 23．3.03×103kg/m 3 提示：被测物体在赤道处随地球的自转所做的匀速圆周运动所需的向心力为万有引力的10% 24．9∶2 25．3.59×107m ；3.08×103m/s 26．724+ 27．C T gR R T gR R 02122232222240cos )4(2)4(ππ-+ 28．可以；M=Gm FR 2 ；GRmF πρ43=提示：用弹簧秤测出质量为m 的砝码的重力F ，则F=2RMm G。
29．5.38×103s ； 6.7×106m ；7.8×103m/s 30．343416Gm F T π。