第23講人造衛(wèi)星宇宙速度（練習(xí)）（原卷版）

第23講人造衛(wèi)星宇宙速度（模擬精練+真題演練）1．（2023·江西南昌·江西師大附中?？既＃┲袊?guó)空間站于2022年全面建成并轉(zhuǎn)入應(yīng)用與發(fā)展新階段，計(jì)劃于2023年5月發(fā)射天舟六號(hào)貨運(yùn)飛船。飛船將對(duì)接“天和”核心艙，對(duì)接完成后，可認(rèn)為空間站貼近地球表面運(yùn)行。已知地球的半徑為，地球同步衛(wèi)星離地面的高度約為，地面的重力加速度為，下列說法正確的是（）A．空間站的速度大于B．空間站的周期約為C．地球的自轉(zhuǎn)周期約為D．空間站與地球同步衛(wèi)星的線速度之比約為2．（2023·浙江溫州·樂清市知臨中學(xué)?？寄M預(yù)測(cè)）我國(guó)成功發(fā)射“神舟七號(hào)”載人飛船，隨后航天員圓滿完成了太空出艙任務(wù)并釋放了“伴飛”小衛(wèi)星。載人飛船在固定的軌道上做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，“伴飛”小衛(wèi)星與載人飛船相對(duì)靜止，“伴飛”小衛(wèi)星有多種伴飛模式，圖1和圖2是其中的兩種伴飛模式，則下列說法正確的是（）

A．載人飛船的速度大小介于7.9km/s到11.2km/s之間B．圖1的伴飛模式下，“伴飛”小衛(wèi)星的線速度大于載人飛船的線速度C．圖2模式下“伴飛”小衛(wèi)星只需向后噴出氣體，加速后，就可以和載人飛船對(duì)接D．圖1和圖2這兩種伴飛模式下“伴飛”小衛(wèi)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學(xué)?？寄M預(yù)測(cè)）北京時(shí)間2022年10月7日21時(shí)10分，中國(guó)成功將微厘空間北斗低軌導(dǎo)航增強(qiáng)系統(tǒng)S5/S6兩顆試驗(yàn)衛(wèi)星送入離地高度約700km的近地軌道。這兩顆衛(wèi)星主要用于實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)全球衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)服務(wù)性能，開展導(dǎo)航增強(qiáng)及星間激光通信試驗(yàn)。已知目前在軌運(yùn)行的中國(guó)空間站離地高度約400km，若它們繞地球做的均是勻速圓周運(yùn)動(dòng)，已知地球的半徑，地球同步衛(wèi)星的軌道半徑約為6.6R，兩顆試驗(yàn)衛(wèi)星的質(zhì)量均小于中國(guó)空間站的質(zhì)量，下列說法正確的是（）A．這兩顆試驗(yàn)衛(wèi)星的線速度大于第一宇宙速度B．這兩顆試驗(yàn)衛(wèi)星的線速度小于地球赤道上隨地球一起自轉(zhuǎn)的物體的線速度C．這兩顆試驗(yàn)衛(wèi)星的運(yùn)行周期小于中國(guó)空間站的運(yùn)行周期D．這兩顆試驗(yàn)衛(wèi)星的動(dòng)能均小于中國(guó)空間站的動(dòng)能4．（2023·江蘇南京·南京師大附中校考模擬預(yù)測(cè)）電影中的太空電梯非常吸引人?，F(xiàn)假設(shè)已經(jīng)建成了如圖所示的太空電梯，其通過超級(jí)纜繩將地球赤道上的固定基地、同步空間站和配重空間站連接在一起，它們隨地球同步旋轉(zhuǎn)。圖中配重空間站比同步空間站更高，P是纜繩上的一個(gè)平臺(tái)。則下列說法正確的是（）

A．太空電梯上各點(diǎn)線速度的平方與該點(diǎn)離地球球心的距離成反比B．宇航員在配重空間站時(shí)處于完全失重狀態(tài)C．若從P平臺(tái)向外自由釋放一個(gè)小物塊，則小物塊會(huì)一邊朝P點(diǎn)轉(zhuǎn)動(dòng)的方向向前運(yùn)動(dòng)一邊落向地球D．若兩空間站之間纜繩斷裂，配重空間站將繞地球做橢圓運(yùn)動(dòng)，且斷裂處為橢圓的遠(yuǎn)地點(diǎn)5．（2023·山東日照·統(tǒng)考三模）2023年5月11日，天舟六號(hào)貨運(yùn)飛船成功對(duì)接中國(guó)空間站天和核心艙，空間站和另一地球衛(wèi)星的軌道如圖所示，二者的運(yùn)動(dòng)均可看成勻速圓周運(yùn)動(dòng)。已知衛(wèi)星地心的連線與衛(wèi)星—空間站的連線的最大夾角為，地球半徑為，空間站距地面的高度為，萬(wàn)有引力常量為，重力加速度為，忽略地球自轉(zhuǎn)。下列判斷正確的是（）A．中國(guó)空間站的運(yùn)行周期為B．衛(wèi)星的軌道半徑為C．空間站與衛(wèi)星的線速度之比為D．空間站與衛(wèi)星的角速度之比為1：6．（2023·廣東·模擬預(yù)測(cè)）2022年7月24日，中國(guó)空間站問天實(shí)驗(yàn)艙發(fā)射成功。中國(guó)空間站組建完成后，將從空間站中釋放伴隨衛(wèi)星。如圖所示，空間站繞地球運(yùn)行軌道為圓軌道，伴隨衛(wèi)星繞地球運(yùn)行軌道為接近圓的橢圓軌道，二者位于同一軌道平面內(nèi)，分別為伴隨衛(wèi)星軌道的遠(yuǎn)地點(diǎn)和近地點(diǎn)，伴隨衛(wèi)星在P處時(shí)位于空間站正上方，兩點(diǎn)與空間站軌道的高度差相等，僅考慮地球的引力作用。則（）A．當(dāng)伴隨衛(wèi)星運(yùn)行到P點(diǎn)時(shí)，加速度比空間站的大B．當(dāng)伴隨衛(wèi)星運(yùn)行到Q點(diǎn)時(shí)，速度比空間站的小C．空間站繞地球轉(zhuǎn)過一周的過程，以空間站為參考系，伴隨衛(wèi)星繞空間站也轉(zhuǎn)過一周D．經(jīng)過相同時(shí)間，伴隨衛(wèi)星、空間站分別與地心的連線掃過的面積相等7．（2023·海南省直轄縣級(jí)單位·嘉積中學(xué)?？寄M預(yù)測(cè)）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為地球的同步衛(wèi)星。下列關(guān)于a、b、c的說法中正確的是（）

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(chǎn)、b、c做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的向心加速度大小關(guān)系為C．a(chǎn)物體與地球的萬(wàn)有引力全部提供給a物體隨地球自轉(zhuǎn)的向心力D．a(chǎn)、b、c做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的周期關(guān)系為8．（2023·天津靜海·靜海一中?？寄M預(yù)測(cè)）2019年3月10日，長(zhǎng)征三號(hào)乙運(yùn)載火箭將“中星6C”通信衛(wèi)星（記為衛(wèi)星Ⅰ）送入地球同步軌道上，主要為我國(guó)、東南亞、澳洲和南太平洋島國(guó)等地區(qū)提供通信與廣播業(yè)務(wù)。在同平面內(nèi)的圓軌道上有一顆中軌道衛(wèi)星Ⅱ它運(yùn)動(dòng)的每個(gè)周期內(nèi)都有一段時(shí)間t（t未知）無(wú)法直接接收到衛(wèi)星Ⅰ發(fā)出的電磁波信號(hào)，因?yàn)槠滠壍郎峡傆幸欢螀^(qū)域沒有被衛(wèi)星Ⅰ發(fā)出的電磁波信號(hào)覆蓋到，這段區(qū)域?qū)?yīng)的圓心角為。已知衛(wèi)星Ⅰ對(duì)地球的張角為，地球自轉(zhuǎn)周期為，萬(wàn)有引力常量為G，則下列說法正確的是（）A．地球的平均密度為 B．衛(wèi)星Ⅰ、Ⅱ的角速度之比為C．衛(wèi)星Ⅱ的周期為 D．題中時(shí)間t不可能為9．（2023·湖北·模擬預(yù)測(cè)）2023年2月23日19時(shí)49分，由航天科技集團(tuán)一院研制的長(zhǎng)征三號(hào)乙運(yùn)載火箭在西昌衛(wèi)星發(fā)射中心點(diǎn)火升空，將中星26號(hào)衛(wèi)星順利送入預(yù)定軌道。中星26號(hào)衛(wèi)星是一顆地球靜止軌道高通量寬帶通信衛(wèi)星，標(biāo)志著我國(guó)進(jìn)入了衛(wèi)星互聯(lián)網(wǎng)的全新階段。已知地球自轉(zhuǎn)周期為T，地球半徑為R，地面重力加速度為g，下列說法正確的是（）A．中星26號(hào)衛(wèi)星繞地球運(yùn)行過程中里面的科學(xué)儀器不受重力作用，處于完全失重狀態(tài)B．中星26號(hào)衛(wèi)星繞地球運(yùn)行的角速度大于靜止于赤道上物體的角速度C．中星26號(hào)衛(wèi)星距離地面的高度為D．中星26號(hào)衛(wèi)星發(fā)射速度一定大于第一宇宙速度10．（2023·河南·校聯(lián)考模擬預(yù)測(cè)）2022年11月29日，神舟十五號(hào)載人飛船由長(zhǎng)征二號(hào)F運(yùn)載火箭穩(wěn)穩(wěn)托舉，在酒泉衛(wèi)星發(fā)射中心一飛沖天，將費(fèi)俊龍、鄧清明、張陸3名航天員送入太空。11月30日，神舟十五號(hào)載人飛船成功對(duì)接于空間站天和核心艙前向端口?？臻g站和飛船的組合體在軌運(yùn)行的周期為90min，則組合體與地球同步衛(wèi)星的線速度之比為（）A． B． C．2 D．211．（2023·全國(guó)·模擬預(yù)測(cè)）某次地軌道衛(wèi)星的運(yùn)行軌道平面通過地球的南北兩極正上方，已知該衛(wèi)星從北緯的正上方按圖示方向第一次運(yùn)行到南緯的正上方時(shí)所用時(shí)間為，則下列說法正確的是（

）A．該衛(wèi)星的運(yùn)行速度一定大于B．該衛(wèi)星的機(jī)械能一定大于同步衛(wèi)星的機(jī)械能C．該衛(wèi)星與同步衛(wèi)星的運(yùn)行半徑之比為1：4D．該衛(wèi)星與同步衛(wèi)星的運(yùn)行速度之比為12．（2023·四川成都·?？级＃┤鐖D甲所示，航天員在半徑為R的某星球表面將一輕彈簧豎直固定在水平面上，把質(zhì)量為m的小球P（可看作質(zhì)點(diǎn)）從彈簧上端h處（h不為0）由靜止釋放，小球落到彈簧上后繼續(xù)向下運(yùn)動(dòng)直到最低點(diǎn)。從接觸彈簧開始的小球加速度a與彈簧壓縮量x間的關(guān)系如圖乙所示，其中a0、h和x0為已知量，空氣阻力不計(jì)。下列說法正確的是（）

A．星球的第一宇宙速度 B．該彈簧勁度系數(shù)k的大小C．小球在最低點(diǎn)處加速度大于a0 D．彈簧的最大彈性勢(shì)能為13．（2023·安徽滁州·安徽省定遠(yuǎn)中學(xué)校考模擬預(yù)測(cè)）“嫦娥四號(hào)”是嫦娥探月工程計(jì)劃中嫦娥系列的第四顆人造探月衛(wèi)星，主要任務(wù)是更深層次、更加全面地科學(xué)探測(cè)月球地貌、資源等方面的信息，完善月球檔案資料。已知引力常量為，地球半徑為，月球的半徑為地球半徑的倍，地球表面重力加速度為，月球表面的重力加速度為地球表面重力加速度的倍，“嫦娥四號(hào)”離月球中心的距離為，繞月周期為。根據(jù)以上信息判斷下列說法正確的是（）A．月球的第一宇宙速度是地球的第一宇宙速度的倍B．“嫦娥四號(hào)”繞月運(yùn)行的速度為C．月球的平均密度為D．“嫦娥四號(hào)”只要減速運(yùn)動(dòng)就能返回地球14．（2023·江西上饒·統(tǒng)考二模）2023年2月24日是俄烏沖突爆發(fā)一周年紀(jì)念日，俄烏沖突是俄羅斯與烏克蘭及其背后的西方雙方陣營(yíng)在多個(gè)領(lǐng)域開展的綜合博弈，其中，低軌道衛(wèi)星更是體現(xiàn)出重要的軍事應(yīng)用價(jià)值。如圖所示，衛(wèi)星A是一顆低軌道衛(wèi)星，衛(wèi)星B是地球同步衛(wèi)星，若它們均可視為繞地球做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，衛(wèi)星P是地球赤道上還未發(fā)射的衛(wèi)星，下列說法正確的是（）A．衛(wèi)星A的運(yùn)行周期可能為B．衛(wèi)星B在內(nèi)轉(zhuǎn)過的圓心角是C．衛(wèi)星B在運(yùn)行一周時(shí)間內(nèi)經(jīng)過上饒市的正上方一次D．衛(wèi)星B的向心加速度大于衛(wèi)星P隨地球自轉(zhuǎn)的向心加速度15．（2023·湖北·模擬預(yù)測(cè)）人類設(shè)想在赤道平面內(nèi)建造垂直于地面并延伸到太空的電梯，又稱“太空電梯”如圖甲所示。圖乙中，圖線A表示地球引力對(duì)航天員產(chǎn)生的加速度大小與航天員距地心的距離r的關(guān)系，圖線B表示航天員相對(duì)地面靜止時(shí)而產(chǎn)生的向心加速度大小與r的關(guān)系。圖乙中R（地球半徑），r0為已知量，地球自轉(zhuǎn)的周期為T，引力常量為G，下列說法正確的有（）

A．太空電梯停在r0處時(shí)，航天員對(duì)電梯艙的彈力為0B．地球的質(zhì)量為C．地球的第一宇宙速度為D．隨著r的增大，航天員對(duì)電梯艙的彈力逐漸減小16．（2022·湖北·統(tǒng)考高考真題）2022年5月，我國(guó)成功完成了天舟四號(hào)貨運(yùn)飛船與空間站的對(duì)接，形成的組合體在地球引力作用下繞地球做圓周運(yùn)動(dòng)，周期約90分鐘。下列說法正確的是（

）A．組合體中的貨物處于超重狀態(tài)B．組合體的速度大小略大于第一宇宙速度C．組合體的角速度大小比地球同步衛(wèi)星的大D．組合體的加速度大小比地球同步衛(wèi)星的小17．（2022·山東·統(tǒng)考高考真題）“羲和號(hào)”是我國(guó)首顆太陽(yáng)探測(cè)科學(xué)技術(shù)試驗(yàn)衛(wèi)星。如圖所示，該衛(wèi)星圍繞地球的運(yùn)動(dòng)視為勻速圓周運(yùn)動(dòng)，軌道平面與赤道平面接近垂直。衛(wèi)星每天在相同時(shí)刻，沿相同方向經(jīng)過地球表面A點(diǎn)正上方，恰好繞地球運(yùn)行n圈。已知地球半徑為地軸R，自