2025年人教版高一物理寒假專練：宇宙航行

第11講宇宙航行

T學(xué)習(xí)目標(biāo)A

T模塊導(dǎo)航A1.知道三個(gè)宇宙速度的含義和數(shù)值，會(huì)計(jì)算第一

模塊一思維導(dǎo)圖串知識(shí)宇宙速度.

模塊二基礎(chǔ)知識(shí)全梳理(吃透教材)2.掌握人造衛(wèi)星的線速度、角速度、周期、加速度

模塊三核心考點(diǎn)精準(zhǔn)練(4大考點(diǎn))與軌道半徑的關(guān)系.

模塊四小試牛刀過關(guān)測(cè)3.理解近地衛(wèi)星、同步衛(wèi)星的區(qū)別，掌握衛(wèi)星的變

軌問題.

知識(shí)點(diǎn)1宇宙速度

數(shù)值意義

第一宇宙速度7.9km/s物體在地球表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使物體掙脫地球引力束縛的最小地面發(fā)射速度

第三宇宙速度16.7km/s使物體掙脫太陽(yáng)引力束縛的最小地面發(fā)射速度

知識(shí)點(diǎn)2人造地球衛(wèi)星

1.動(dòng)力學(xué)特點(diǎn)

一般情況下可認(rèn)為人造地球衛(wèi)星繞地球做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，其向心力由地球?qū)λ娜f有引力提供。

2.地球同步衛(wèi)星

地球同步衛(wèi)星位于地面上方高度約3.6X104km處，周期等于地球自轉(zhuǎn)周期。其中一種的軌道平面與赤道

平面成0度角，運(yùn)動(dòng)方向與地球自轉(zhuǎn)方向相同,稱為靜止衛(wèi)星。具有以下特點(diǎn)：

(1)軌道平面一定:衛(wèi)星在赤道的正上方,其軌道平面與赤道平面重合。

(2)繞行方向一定:和地球自轉(zhuǎn)方向一致。

⑶周期一定:和地球自轉(zhuǎn)周期相同，即T=24ho

(4)高度一定:位于赤道上方高度約3.6X104km處，距地面高度固定不變。

知識(shí)點(diǎn)3人造衛(wèi)星的變軌問題

衛(wèi)星變軌時(shí)，先是線速度v發(fā)生變化導(dǎo)致需要的向心力發(fā)生變化，進(jìn)而使軌道半徑r發(fā)生變化.

如圖所示，圓形軌道1、3與橢圓軌道2相切于Q、P兩點(diǎn).

1.當(dāng)衛(wèi)星減速時(shí)，衛(wèi)星所需的向心力4=小二減小，萬有引力大于所需的向心力，衛(wèi)星做近心運(yùn)動(dòng)，向低

軌道變遷.

在圖示中衛(wèi)星從軌道3上P處變遷到軌道2上，速度關(guān)系：%>"2P，其中V3為軌道3的環(huán)繞速度，

V2p為軌道2上P點(diǎn)的速度.

2.當(dāng)衛(wèi)星加速時(shí)，衛(wèi)星所需的向心力凡=根2增大,萬有引力不足以提供衛(wèi)星所需的向心力，衛(wèi)星將做離

心運(yùn)動(dòng)，向高軌道變遷.

在圖示中衛(wèi)星從軌道1上Q處變遷到軌道2上，速度關(guān)系：%<%Q，其中VI為軌道1的環(huán)繞速度，V2Q為

軌道2上Q點(diǎn)的速度.

知識(shí)點(diǎn)4雙星及多星模型

1.雙星系統(tǒng)

雙星系統(tǒng)由兩個(gè)星體構(gòu)成，其中每個(gè)星體的直徑都遠(yuǎn)小于它們間的距離，一般雙星系統(tǒng)距離其他星體很

遠(yuǎn)，可以作為孤立系統(tǒng)處理.它們繞其連線上的某固定點(diǎn)做勻速圓周運(yùn)動(dòng).雙星具有以下特點(diǎn)：

(1)由于雙星和該固定點(diǎn)總保持三點(diǎn)共線，所以雙星做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的角速度和周期分別相同.

(2)由于每顆星的向心力都是由雙星間相互作用的萬有引力提供的，因此大小必然相等.

(3)軌道半徑與質(zhì)量的關(guān)系

根據(jù)萬有引力提供向心力，有包滬=叫q/,必/=牝2/淇中L=n可得心=肅匯=

2.三星系統(tǒng)

宇宙中存在一些離其他恒星較遠(yuǎn)(可忽略其他星體對(duì)它們的引力作用)的三顆星組成的三星系統(tǒng).已觀測(cè)

到穩(wěn)定的三星系統(tǒng)主要有兩種基本的構(gòu)成形式：一種是三顆星位于同一直線上，兩顆星圍繞中央星在同

一半徑為Ri的圓軌道上運(yùn)動(dòng)；另一種是三顆星位于等邊三角形的三個(gè)頂點(diǎn)上，并沿外接于等邊三角形

的圓軌道運(yùn)動(dòng).如圖甲和乙所示(設(shè)每顆星體的質(zhì)量均為m)

⑴對(duì)第一種形式中A而言，B、C對(duì)A的萬有引力提供A做圓周運(yùn)動(dòng)的向心力，則有誓+舞=

哂停)1

(2)對(duì)第二種形式中A而言，B、C對(duì)A的萬有引力的合力提供A做圓周運(yùn)動(dòng)的向心力，則有竿cos30。+

誓cos30。=哂住)2,其中「=24郎30。.

考點(diǎn)一宇宙速度

1.（23-24高一下.北京海淀?期末）如圖所示，牛頓在他的《自然哲學(xué)的數(shù)學(xué)原理》中說到：把物體從高山

上水平拋出，速度一次比一次大，落地點(diǎn)也就一次比一次遠(yuǎn)；拋出速度足夠大時(shí)，物體就不會(huì)落回地面，

而是成為人造地球衛(wèi)星?？烧J(rèn)為山的高度遠(yuǎn)小于地球的半徑，不計(jì)空氣阻力。下列說法正確的是（）

A.對(duì)于那些拋出后可以落回地面的物體，無論拋出速度是多大，落地時(shí)間都一樣

B.圖中圓軌道對(duì)應(yīng)的拋出速度近似等于第一宇宙速度

C.若拋出的速度大于第一宇宙速度，則物體在之后的運(yùn)動(dòng)過程中將無法返回山頂

D.若拋出的速度大于第二宇宙速度，則物體被拋出后可能繞地球做圓周運(yùn)動(dòng)

【答案】B

【詳解】A.根據(jù)題意，拋出的物體做平拋運(yùn)動(dòng)，當(dāng)同一高度拋出落到水平地面時(shí)，無論拋出速度是多

大，落地時(shí)間都一樣，由圖可知并不是落到水平地面，所以落地時(shí)間不一樣，故A錯(cuò)誤；

B.山的高度遠(yuǎn)小于地球的半徑，可忽略山的高度時(shí)，圖中圓軌道對(duì)應(yīng)的拋出速度近似第一宇宙速度，

物體將會(huì)不會(huì)落到地球，將會(huì)繞地球做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，故B正確；

C.若拋出的速度大于第一宇宙速度，且小于第二宇宙速度時(shí)，物體將繞地球做橢圓軌道運(yùn)動(dòng)，則物體

在之后的運(yùn)動(dòng)過程中有可能返回山頂，故c錯(cuò)誤；

D.若拋出的速度大于第二宇宙速度，且小于第三宇宙速度時(shí)，物體會(huì)脫離地球引力的束縛，將會(huì)繞太

陽(yáng)運(yùn)動(dòng)，故D錯(cuò)誤。

故選Bo

2.（23-24高一下.河北?期末）宇宙速度是從地球表面向宇宙空間發(fā)射人造地球衛(wèi)星、行星際和恒星際飛行

器所需的最低速度.下列關(guān)于宇宙速度的說法正確的是。

A.第一宇宙速度是人造地球衛(wèi)星的最小發(fā)射速度

B.若飛行器的發(fā)射速度大于第二宇宙速度，則飛行器將繞地球做橢圓運(yùn)動(dòng)

C.若飛行器的發(fā)射速度大于第三宇宙速度，則飛行器將繞太陽(yáng)運(yùn)動(dòng)

D.衛(wèi)星繞地球做圓周運(yùn)動(dòng)的速率可能大于第一宇宙速度

【答案】A

【詳解】AD.第一宇宙速度是人造地球衛(wèi)星的最小發(fā)射速度，也是地球衛(wèi)星繞地球飛行的最大速度，

故A正確，D錯(cuò)誤；

B.第二宇宙速度是在地面上發(fā)射物體，使之成為繞太陽(yáng)運(yùn)動(dòng)或繞其他行星運(yùn)動(dòng)的人造衛(wèi)星所必需的最

小發(fā)射速度，故B錯(cuò)誤；

C.第三宇宙速度是在地面上發(fā)射物體，使之飛到太陽(yáng)系以外的宇宙空間所必需的最小發(fā)射速度，故C

錯(cuò)誤。

故選A。

3.（23-24高二下?安徽阜陽(yáng)?期末）2024年3月20日8時(shí)31分，探月工程四期“鵲橋二號(hào)”中繼星由長(zhǎng)征八

號(hào)遙三運(yùn)載火箭在中國(guó)文昌航天發(fā)射場(chǎng)成功發(fā)射升空，該衛(wèi)星經(jīng)地一月轉(zhuǎn)移軌道逐步送入穩(wěn)定橢圓環(huán)月

軌道，后經(jīng)點(diǎn)火減速進(jìn)入離月球表面高度為人的圓軌道運(yùn)行。已知月球半徑為R,月球表面重力加速度

大小為g.下列說法正確的是（）

A.該衛(wèi)星的發(fā)射速度應(yīng)大于11.2km/s

B.該衛(wèi)星在圓軌道運(yùn)行的角速度大小為用

g.R2

C.該衛(wèi)星在圓軌道運(yùn)行的向心加速度大小為熱中

（R+h）

D.該衛(wèi)星在橢圓環(huán)月軌道的周期小于在圓軌道的周期

【答案】C

【詳解】A.該衛(wèi)星沒有脫離地球的引力范圍，則衛(wèi)星的發(fā)射速度應(yīng)小于11.2km/s,選項(xiàng)A錯(cuò)誤；

B.根據(jù)

而

解得該衛(wèi)星在圓軌道運(yùn)行的角速度大小為

選項(xiàng)B錯(cuò)誤；

C.根據(jù)

該衛(wèi)星在圓軌道運(yùn)行的向心加速度大小為

選項(xiàng)C正確；

D.根據(jù)開普勒第三定律

因?yàn)樵跈E圓環(huán)月軌道的半長(zhǎng)軸大于圓軌道的半徑，可知該衛(wèi)星在橢圓環(huán)月軌道的周期大于在圓軌道的周

期，選項(xiàng)D錯(cuò)誤。

故選C。

考點(diǎn)二同步衛(wèi)星、近地衛(wèi)星的相關(guān)計(jì)算

4.（23-24高一下?江蘇常州?期末）2024年1月18日，我國(guó)成功完成了天舟七號(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)，離地面高度約400km；地球同步衛(wèi)星離地面高度約

為36000km。下列說法正確的是（）

A.組合體中的貨物處于超重狀態(tài)

B.組合體的運(yùn)行速度略小于7.9km/s

C.地球同步衛(wèi)星的運(yùn)行速度略大于7.9km/s

D.組合體的加速度比地球同步衛(wèi)星的小

【答案】B

【詳解】A.組合體繞地球做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，組合體中的貨物處于完全失重狀態(tài)，故A錯(cuò)誤；

BC.根據(jù)萬有引力提供向心力得

解得

地球第一宇宙速度7.9km/s是衛(wèi)星繞地球做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的最大線速度，可知組合體的運(yùn)行速度略小于

7.9km/s,地球同步衛(wèi)星的運(yùn)行速度小于7.9km/s,故B正確，C錯(cuò)誤；

D.根據(jù)萬有引力提供向心力得

可得

可知組合體的加速度比地球同步衛(wèi)星的大，故D錯(cuò)誤。

故選B。

5.（23-24高一下?重慶沙坪壩?期末）如圖所示，a為地球赤道上的物體、6為離地心距離約為3.3R的衛(wèi)星、

c為同步衛(wèi)星，b、。沿相同方向繞地球運(yùn)動(dòng).已知同步衛(wèi)星c離地心距離約為6.6R,R為地球半徑。某

一時(shí)刻6、c剛好位于。的正上方，從該時(shí)刻起經(jīng)過24小時(shí)，a、b、c的大致位置是（）

【答案】B

【詳解】由題知，。、c具有相同的角速度，故經(jīng)過24小時(shí)，a、c轉(zhuǎn)過的角度相同，故c一直在。的正

上方；對(duì)氏c繞地球公轉(zhuǎn)的衛(wèi)星，根據(jù)萬有引力提供向心力得

解得

7=2%￡6的半徑為3.3尺。的半徑為6.6凡所以

\GM

解得

則b衛(wèi)星在24小時(shí)內(nèi)運(yùn)行的圈數(shù)為

故6衛(wèi)星沒有回到原位置，在原位置的后面。

故選B。

6.（23-24高一下.北京懷柔.期末）如圖，在發(fā)射地球同步衛(wèi)星的過程中，衛(wèi)星首先進(jìn)入橢圓軌道I,然后

在。點(diǎn)通過改變衛(wèi)星速度，讓衛(wèi)星進(jìn)入地球同步軌道II。則下列說法正確的是（）

A.在軌道II上，衛(wèi)星的運(yùn)行速度大于7.9km/s

B.在軌道I上，衛(wèi)星在P點(diǎn)的速度小于在。點(diǎn)的速度

C.衛(wèi)星在。點(diǎn)通過加速由軌道I進(jìn)入軌道II

D.衛(wèi)星從軌道I經(jīng)過。點(diǎn)時(shí)的加速度小于它從軌道II經(jīng)過。點(diǎn)時(shí)的加速度

【答案】C

【詳解】A.第一宇宙速度是所有環(huán)繞地球做圓周運(yùn)動(dòng)的衛(wèi)星的最大環(huán)繞速度，可知在軌道II上，衛(wèi)星

的運(yùn)行速度小于7.9km/s,選項(xiàng)A錯(cuò)誤；

B.根據(jù)開普勒第二定律可知，在軌道I上，衛(wèi)星在近地點(diǎn)尸點(diǎn)的速度大于在遠(yuǎn)地點(diǎn)。點(diǎn)的速度，選項(xiàng)

B錯(cuò)誤；

C.衛(wèi)星在。點(diǎn)通過加速做離心運(yùn)動(dòng)由軌道I進(jìn)入軌道H,選項(xiàng)C正確；

D.根據(jù)

可知，衛(wèi)星從軌道I經(jīng)過。點(diǎn)時(shí)的加速度等于它從軌道n經(jīng)過。點(diǎn)時(shí)的加速度，選項(xiàng)D錯(cuò)誤。

故選c。

考點(diǎn)三雙星（多星）問題

7.（23-24高一下.河北秦皇島?期末）研究團(tuán)隊(duì)近期發(fā)現(xiàn)了一個(gè)距離地球約2760光年、以20.5分鐘為公

轉(zhuǎn)周期飛速繞轉(zhuǎn)的雙星系統(tǒng)，該雙星系統(tǒng)由白矮星和熱亞矮星組成。如圖所示，熱亞矮星A、白矮星B

均以兩者連線上的某一點(diǎn)。為圓心做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，熱亞矮星A的球心到。點(diǎn)的距離為乙，白矮星B

的球心到。點(diǎn)的距離為4,兩星球之間的距離保持不變。兩星球均可視為質(zhì)點(diǎn)且該雙星系統(tǒng)不受其他星

球影響，下列說法正確的是（）

A.熱亞矮星A、白矮星B的角速度之比等于4：4

B.熱亞矮星A、白矮星B的線速度之比等于乙：4

C.熱亞矮星A、白矮星B的向心力大小之比等于乙：4

D.熱亞矮星A、白矮星B的向心加速度大小之比等于片：目

【答案】B

【詳解】ABD.A、B均以兩者連線上的某一點(diǎn)。為圓心做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，可知A、B相同時(shí)間內(nèi)轉(zhuǎn)過

的角度相同，A、B的角速度相等；根據(jù)

可得熱亞矮星A、白矮星B的線速度之比為

根據(jù)

可得熱亞矮星A、白矮星B的向心加速度大小之比為

故AD錯(cuò)誤，B正確；

C.A、B繞。點(diǎn)做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的向心力由相互作用的萬有引力提供，則熱亞矮星A、白矮星B的向

心力大小相等，故C錯(cuò)誤。

故選B。

8.（23-24高一下.河南三門峽.期末）在銀河系中，雙星的數(shù)量非常多，研究雙星，對(duì)于了解恒星形成和演

化過程的多樣性有重要的意義。由A、B兩顆恒星組成的雙星系統(tǒng)如圖所示，A、B繞其連線上的一點(diǎn)O

做圓周運(yùn)動(dòng)，測(cè)得A、B兩顆恒星間的距離為L(zhǎng)恒星A的周期為T,恒星A做圓周運(yùn)動(dòng)的向心加速度

是恒星B的2倍，己知萬有引力常量為G,忽略其他星球?qū)、B的影響，則下列說法正確的是（）

A.恒星B的周期為一B.A、B兩顆恒星質(zhì)量之比為2:1

2

4//

C.恒星A的線速度是恒星B的4倍D.A、B兩顆恒星質(zhì)量之和為

GT2

【答案】D

【詳解】A.A、B繞其連線上的一點(diǎn)。做圓周運(yùn)動(dòng)，可知A、B兩顆恒星的周期相等，角速度相等，

則恒星B的周期為T,故A錯(cuò)誤；

B.由于A、B兩顆恒星做圓周運(yùn)動(dòng)的向心力由相互作用的萬有引力提供，所以A、B兩顆恒星的向心

力大小相等，則有

可知A、B兩顆恒星質(zhì)量之比為

故B錯(cuò)誤；

C.恒星A做圓周運(yùn)動(dòng)的向心加速度是恒星B的2倍，根據(jù)

可知A、B兩顆恒星做圓周運(yùn)動(dòng)的線速度大小為

故C錯(cuò)誤；

D.根據(jù)萬有引力提供向心力可得

4/

GmAmg

￡2

又

聯(lián)立解得A、B兩顆恒星質(zhì)量之和為

故D正確。

故選D。

9.（23-24高一下?湖北咸寧?期末）《天體物理學(xué)雜志快報(bào)》曾報(bào)道天文學(xué)家發(fā)現(xiàn)了2例來自黑洞一中子星

并合的引力波事件。質(zhì)量較大的天體為黑洞，質(zhì)量較小的天體是中子星，在一段較長(zhǎng)時(shí)間，這兩顆相距

較近的天體，在相互間萬有引力的作用下，繞連線上某點(diǎn)做勻速圓周運(yùn)動(dòng)。對(duì)于黑洞一中子星構(gòu)成的雙

星，下列說法中正確的是（）

A.兩顆天體中質(zhì)量大的黑洞動(dòng)能較小B.黑洞做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的角速度較大

C.中子星做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的向心力較小D.兩顆天體做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的半徑相等

【答案】A

【詳解】?jī)深w天體繞同一點(diǎn)轉(zhuǎn)動(dòng)，則做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的角速度，兩者之間的萬有引力充當(dāng)向心力，可知

做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的向心力大小相等，根據(jù)

則質(zhì)量較大的天體為黑洞的運(yùn)動(dòng)半徑較??；根據(jù)

可知轉(zhuǎn)動(dòng)半徑較大的動(dòng)能較大，即兩顆天體中質(zhì)量大的黑洞動(dòng)能較小，選項(xiàng)A正確，BCD錯(cuò)誤。

故選Ao

考點(diǎn)四衛(wèi)星變軌問題

10.（23-24高一下?江西?期末）“天舟六號(hào)”貨運(yùn)飛船于北京時(shí)間2023年5月11日5時(shí)16分成功對(duì)接于空

間站“天和”核心艙后向端口。已知“天舟六號(hào)”貨運(yùn)飛船現(xiàn)在離地大約400km。下列說法正確的是（）

A.“天舟六號(hào)”貨運(yùn)飛船中的貨物處于平衡狀態(tài)

B.在稀薄空氣阻力的影響下，若無動(dòng)力補(bǔ)充，“天舟六號(hào)”貨運(yùn)飛船速度會(huì)越來越大

C.在“天舟六號(hào)”貨運(yùn)飛船中不能用水銀氣壓計(jì)測(cè)艙內(nèi)氣壓

D.“天舟六號(hào)”減速可與更高的同步衛(wèi)星實(shí)現(xiàn)對(duì)接

【答案】C

【詳解】A.“天舟六號(hào)”貨運(yùn)飛船做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，所受合力指向軌跡的圓心，不是平衡狀態(tài)，故A錯(cuò)

'□

京；

B.在稀薄空氣阻力的影響下，若無動(dòng)力補(bǔ)充，“天舟六號(hào)”貨運(yùn)飛船速度會(huì)越來越小，故B錯(cuò)誤；

C.水銀氣壓計(jì)的工作原理是托里拆利實(shí)驗(yàn)，大氣壓強(qiáng)等于玻璃管中水銀柱產(chǎn)生的壓強(qiáng)，在太空中物體

都處于失重狀態(tài)，所以玻璃管中的水銀對(duì)下部不會(huì)產(chǎn)生壓強(qiáng)，此方法不能測(cè)得太空艙內(nèi)的壓強(qiáng)，故C

正確；

D.“天舟六號(hào)”減速會(huì)做近心運(yùn)行，進(jìn)入低軌道，不可能與更高的同步衛(wèi)星實(shí)現(xiàn)對(duì)接，故D錯(cuò)誤。

故選C。

11.（23-24高二下?廣東揭陽(yáng)?期末）2024年4月26日，神舟十八號(hào)載人飛船與天宮空間站成功對(duì)接.空間

站運(yùn)行在距離地面340~370千米的軌道上，對(duì)接前，神舟十八號(hào)與空間站運(yùn)行在同一軌道的前后位置

上。下列關(guān)于飛船和空間站的說法正確的是（）

A.神舟十八號(hào)通過加速即可趕上空間站

B.空間站繞地球運(yùn)行的速度大于7.9km/s

C.飛船和空間站里的航天員不受重力作用

D.空間站的公轉(zhuǎn)周期小于24h

【答案】D

【詳解】A.發(fā)動(dòng)機(jī)加速，則飛船的運(yùn)行速度變大，飛船受到的萬有引力不足以提供飛船所需向心力，

飛船將做離心運(yùn)動(dòng)，顯然飛船不能追上空間站，故A錯(cuò)誤；

B.7.9km/s是最大環(huán)繞速度，所以空間站的運(yùn)行速度不可能大于7.9km/s,故B錯(cuò)誤；

C.飛船和空間站里的航天員處于完全失重狀態(tài)，但失重并不是不受重力作用，重力提供向心力，故C

錯(cuò)誤；

D.空間站運(yùn)行在距離地面340~370千米的軌道上，根據(jù)萬有引力提供向心力

可知，軌道高度低于同步衛(wèi)星，故周期小于同步衛(wèi)星的周期，即小于24h,故D正確。

故選D。

12.（23-24高二下?廣西南寧?期末）2024年3月20日，鵲橋二號(hào)中繼星成功發(fā)射升空，為嫦娥六號(hào)在月球

背面的探月任務(wù)提供地月間中繼通訊。如圖，鵲橋二號(hào)采用周期為24的環(huán)月橢圓凍結(jié)軌道，近月點(diǎn)為

4遠(yuǎn)月點(diǎn)為8,為橢圓軌道的短軸，下列說法正確的是（）

A.鵲橋二號(hào)在地球表面附近的發(fā)射速度大于11.2km/s

B.鵲橋二號(hào)在A點(diǎn)的加速度大于2點(diǎn)的加速度

C.鵲橋二號(hào)從C經(jīng)B到。的運(yùn)動(dòng)時(shí)間為12h

D.鵲橋二號(hào)在C、。兩點(diǎn)的速度方向垂直于其與月心的連線

【答案】B

【詳解】A.由于鵲橋二號(hào)環(huán)繞月球運(yùn)動(dòng)，而月球?yàn)榈厍虻摹靶l(wèi)星”，則鵲橋二號(hào)未脫離地球的束縛，故

鵲橋二號(hào)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11.2kms,故A錯(cuò)

誤；

GMm

B.由=〃也可知鵲橋二號(hào)在A點(diǎn)的加速度大于2點(diǎn)的加速度，故B正確；

r

C.鵲橋二號(hào)圍繞月球做橢圓運(yùn)動(dòng)，根據(jù)開普勒第二定律可知，從ATCTB做減速運(yùn)動(dòng)，從BTDTA

做加速運(yùn)動(dòng)，則從CTB-。的運(yùn)動(dòng)時(shí)間大于半個(gè)周期，即大于12h,故C錯(cuò)誤；

D.由于鵲橋二號(hào)做曲線運(yùn)動(dòng)，則可知鵲橋二號(hào)速度方向應(yīng)為軌跡的切線方向，則可知鵲橋二號(hào)在C、

D兩點(diǎn)的速度方向不可能垂直于其與月心的連線，故D錯(cuò)誤。

故選B。

一、單選題

1.（24-25高三上?江蘇南京?階段練習(xí)）2024年華為隆重推出搭載我國(guó)自主研發(fā)的麒麟9010s芯片的Mate70

手機(jī)，該手機(jī)可以與地球靜止軌道衛(wèi)星“天通一號(hào)01”實(shí)現(xiàn)衛(wèi)星通信。已知地球半徑為R,“天通一號(hào)

01”離地高度約為6R,以下關(guān)于該衛(wèi)星的說法正確的是（）

A.“天通一號(hào)01”衛(wèi)星在地球同步軌道上處于平衡狀態(tài)

B.“天通一號(hào)01”衛(wèi)星的發(fā)射速度小于近地衛(wèi)星的環(huán)繞速度

C.若地球自轉(zhuǎn)加快，“天通一號(hào)01”衛(wèi)星為保持與地面同步，軌道高度應(yīng)降低

D.“天通一號(hào)01”衛(wèi)星的加速度約為靜止在赤道上物體加速度的6倍

【答案】C

【詳解】A.衛(wèi)星在地球同步軌道上做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，不是處于平衡狀態(tài)，故A錯(cuò)誤；

B.同步衛(wèi)星軌道高于近地軌道衛(wèi)星，故發(fā)射速度大于最小發(fā)射速度，即大于近地衛(wèi)星的環(huán)繞速度，故

B錯(cuò)誤；

C.若地球自轉(zhuǎn)加快，衛(wèi)星為保持與地面同步，應(yīng)當(dāng)具有更大的角速度，更小的周期，根據(jù)萬有引力提

供向心力可得

可知軌道高度應(yīng)降低，故c正確。

D.同步軌道上衛(wèi)星與赤道上物體運(yùn)動(dòng)的角速度相同，由

可知衛(wèi)星在同步軌道上的向心加速度約是靜止在赤道上物體向心加速度的7倍，故D錯(cuò)誤。

故選C。

2.（24-25高二上?浙江?期中）華為衛(wèi)星通話是華為推出的一項(xiàng)創(chuàng)新技術(shù)，該技術(shù)可以通過部署在地球靜止

衛(wèi)星軌道上的多顆“天通一號(hào)”系列衛(wèi)星與外界進(jìn)行聯(lián)系?！疤焱ㄒ惶?hào)”系列衛(wèi)星均位于36000公里的地球

同步軌道，單顆衛(wèi)星可以覆蓋地球的面積三分之一，其離地高度約為地球半徑的5倍。關(guān)于該系列衛(wèi)星，

下列說法正確的是（）

A.“天通一號(hào)”系列衛(wèi)星與赤道上待發(fā)射的衛(wèi)星速率相等

B.“天通一號(hào)”系列衛(wèi)星質(zhì)量越大周期越小

C.為了實(shí)現(xiàn)全球通信，至少需要部署三顆衛(wèi)星

D.“天通一號(hào)”系列衛(wèi)星的向心加速度約為地表重力加速度

【答案】C

【詳解】A.“天通一號(hào)”是地球同步靜止衛(wèi)星，衛(wèi)星與地球自轉(zhuǎn)的角速度和周期均相等，根據(jù)

可知，“天通一號(hào)”系列衛(wèi)星的速率大于赤道上待發(fā)射的衛(wèi)星速率，故A錯(cuò)誤；

B.結(jié)合上述可知，“天通一號(hào)”系列衛(wèi)星的周期始終等于地球自轉(zhuǎn)周期，與質(zhì)量無關(guān)，故B錯(cuò)誤；

C.由于單顆衛(wèi)星可以覆蓋地球的面積三分之一，則為了實(shí)現(xiàn)全球通信，至少需要部署三顆衛(wèi)星，故C

正確；

D.根據(jù)

-Mm「Mm

G——=ma,=mg

解得

GMGM

可知，“天通一號(hào)”系列衛(wèi)星的向心加速度小于地表重力加速度，故D錯(cuò)誤。

故選C。

3.（23-24高一下?江蘇?期中）我國(guó)首個(gè)獨(dú)立火星探測(cè)器“天問一號(hào)”已于2021年5月15日成功著陸火星表

面，對(duì)我國(guó)持續(xù)推進(jìn)深空探測(cè)、提升國(guó)家軟實(shí)力和國(guó)際影響力具有重要意義。假設(shè)火星是質(zhì)量分布均勻

的球體，半徑為R,自轉(zhuǎn)周期為T,引力常量為G,則（）

A.火星密度為券

B.此探測(cè)器的發(fā)射速度介于第一宇宙速度和第二宇宙速度之間

C.火星赤道表面重力加速度為竽

D.一個(gè)質(zhì)量為m的物體分別靜止在火星兩極和赤道時(shí)對(duì)地面的壓力的差值為上犁

T2

【答案】D

【詳解】A.根據(jù)已知條件，無法求出火星的質(zhì)量，故無法計(jì)算火星的密度，故A錯(cuò)誤；

B.此探測(cè)器的發(fā)射速度介于第二宇宙速度和第三宇宙速度之間，故B錯(cuò)誤；

C.午為火星赤道表面物體的向心加速度，不是赤道表面重力加速度，故C錯(cuò)誤;

Mm

D.設(shè)火星質(zhì)量為M,物體在兩極時(shí)所受重力大小等于萬有引力，則其對(duì)地面壓力大小為G,物體

在赤道時(shí)所受重力大小等于萬有引力減去向心力，則其對(duì)地面壓力大小為

Mm4/R

N=G

故二者壓力差值為Q里，故D正確。

T2

故選D。

4.（2024?河南新鄉(xiāng)?一模）隨著中國(guó)航天科技的飛躍發(fā)展，中國(guó)宇航員將登上月球。假設(shè)宇航員登月后，

在月面做了一個(gè)自由落體運(yùn)動(dòng)的實(shí)驗(yàn)，將一小球由靜止釋放，經(jīng)過一小段時(shí)間，，小球的速度大小為加

已知月球的第一宇宙速度大小為“V。，引力常量為G,一探測(cè)器在離月面的高度為月球半徑。倍的軌道

4

上繞月球做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，下列說法正確的是（）

A.月面的重力加速度大小為4公

t

B.探測(cè)器的線速度大小為粵

C.月球的半徑為2/引

D.月球的密度為.二22

【答案】B

【詳解】A.小球由靜止釋放，經(jīng)過一小段時(shí)間f,小球的速度大小為vo,則有

解得

故A錯(cuò)誤；

C.月球的第一宇宙速度大小為則有

cMm5%了rMm

G^=m*L，G—=mg0

結(jié)合上述解得

故C錯(cuò)誤;

B.探測(cè)器在離月面的高度為月球半徑。倍的軌道上繞月球做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，則有

4

解得

故B正確；

D.月球的密度

結(jié)合上述解得

故D錯(cuò)誤。

故選B。

5.（24-25高二上?浙江?階段練習(xí)）2024年H月4日1時(shí)24分，神舟十八號(hào)載人飛船返回艙在東風(fēng)著陸場(chǎng)

成功著陸，神舟十八號(hào)載人飛行任務(wù)取得圓滿成功。若簡(jiǎn)化其返回地球過程為如右圖所示。飛船先在軌

道III上勻速圓周運(yùn)動(dòng)，經(jīng)過8點(diǎn)時(shí)通過點(diǎn)火變軌到軌道H,穩(wěn)定運(yùn)行后，經(jīng)過A點(diǎn)時(shí)再次變軌到軌道I。

則下列說法正確的是（）

A.從軌道III變軌到軌道II需要點(diǎn)火加速

B.軌道n上經(jīng)過A點(diǎn)的向心加速度等于軌道I上經(jīng)過A點(diǎn)的向心加速度

C.軌道H上經(jīng)過B點(diǎn)的速度大于軌道III上經(jīng)過B點(diǎn)的速度

D.軌道n的周期4與軌道m(xù)的周期之比等于

【答案】B

【詳解】A.軌道III高于軌道II,因此，從軌道III變軌到軌道II需要減速，做近心運(yùn)動(dòng)，A錯(cuò)誤；

B.根據(jù)萬有引力提供向心力，結(jié)合牛頓第二定律可得

解得

故軌道H上經(jīng)過A點(diǎn)的向心加速度等于軌道I上經(jīng)過A點(diǎn)的向心加速度，B正確；

c.飛船在軌道iii運(yùn)動(dòng)，在2點(diǎn)時(shí)通過點(diǎn)火減速變軌到軌道II,故軌道n上經(jīng)過2點(diǎn)的速度小于軌道in

上經(jīng)過8點(diǎn)的速度，C錯(cuò)誤；

D.根據(jù)開普勒第三定律可知

其中

聯(lián)立解得

D錯(cuò)誤。

故選B。

二、多選題

6.（23-24高一下?河北保定?期末）如圖是嫦娥六號(hào)探測(cè)器成功實(shí)施近月制動(dòng)后變軌示意圖，它先進(jìn)入近月

點(diǎn)高度200km、遠(yuǎn)月點(diǎn)高度8600km、周期12小時(shí)的大橢圓環(huán)月軌道，然后進(jìn)入近月點(diǎn)高度200km遠(yuǎn)月

點(diǎn)高度2200km的橢圓停泊軌道，最后進(jìn)入高度約200km的圓軌道。已知月球半徑約為1800km,則嫦

娥六號(hào)探測(cè)器（）

A.離開地球的發(fā)射速度介于7.9km/s與11.2km/s之間

B.在大橢圓軌道經(jīng)過近月點(diǎn)的加速度大于橢圓停泊軌道經(jīng)過近月點(diǎn)的加速度

C.橢圓停泊軌道的運(yùn)行周期約為4小時(shí)

D.圓軌道的運(yùn)行周期約為1小時(shí)

【答案】AC

【詳解】A.探測(cè)器飛向月球仍然收到地球的束縛，最終被月球捕獲，因此發(fā)射速度介于第一宇宙速度

和第二宇宙速度之間，故A正確；

B.探測(cè)器在大橢圓軌道和橢圓停泊軌道上近月點(diǎn)的位置不變，受到的萬有引力不變，根據(jù)牛頓第二定

律可知加速度相等，故B錯(cuò)誤；

CD.對(duì)大橢圓軌道、橢圓停泊軌道及圓軌道，根據(jù)開普勒第三定律可得

解得橢圓停泊軌道的運(yùn)行周期約為

故C正確，D錯(cuò)誤。

故選ACo

7.（2024?重慶.模擬預(yù)測(cè)）吸血鬼恒星是一種理論上的天體，它通過從伴星吸取物質(zhì)來維持自身的光和熱。

這種恒星通常處于雙星系統(tǒng)中，吸血鬼恒星通過這種方式獲得額外的物質(zhì)，從而延長(zhǎng)自己的壽命。這種

現(xiàn)象在天文學(xué)中被稱為質(zhì)量轉(zhuǎn)移或吸積過程。假設(shè)兩恒星中心之間的距離保持不變，忽略因熱核反應(yīng)和

輻射等因素導(dǎo)致的質(zhì)量虧損，經(jīng)過一段時(shí)間演化后，則（）

A.兩恒星的周期不變B.兩恒星的軌道半徑保持不變

C.吸血鬼恒星的線速度增大D.伴星的線速度增大

【答案】AD

【詳解】A.假設(shè)在演化開始時(shí)，吸血鬼恒星的質(zhì)量為叫，伴星的質(zhì)量為?,兩者之間的中心距離為L(zhǎng),

根據(jù)雙星運(yùn)動(dòng)的特點(diǎn)，對(duì)于吸血鬼恒星有

同理對(duì)于伴星

又有

聯(lián)立解得

由題意知兩恒星的總質(zhì)量不變，L也不變，則周期不變，故A正確；

BCD.由A中分析，聯(lián)立可解得

+m2叫+根2

根據(jù)題意可知，風(fēng)增大，減小，故弓減小，4增大，又有

則吸血鬼恒星的線速度減小，伴星的線速度增大，故BC錯(cuò)誤D正確；

故選ADo

8.（24-25高三上?福建廈門?期中）北京時(shí)間2020年11月24題時(shí)30分，長(zhǎng)征五號(hào)遙五運(yùn)載火箭在中國(guó)文

昌航天發(fā)射場(chǎng)點(diǎn)火升空，嫦娥五號(hào)順利發(fā)射。如圖所示，經(jīng)多次變軌修正之后，“著陸器、上升器組合

體”降落月球表面。下列正確的是（）

A.在地球上的發(fā)射速度一定大于第一宇宙速度

B.在P點(diǎn)由軌道1進(jìn)入軌道2需要瞬間點(diǎn)火加速

C.在軌道1的運(yùn)行周期小于軌道2的運(yùn)行周期

D.經(jīng)過。點(diǎn)時(shí)的加速度大于經(jīng)過P點(diǎn)時(shí)的加速度

【答案】AD

【詳解】A.第一宇宙速度是發(fā)射衛(wèi)星的最小速度，故在地球上的發(fā)射速度一定大于第一宇宙速度，故

A正確；

B.衛(wèi)星在軌道1上的尸點(diǎn)處減速，使萬有引力大于所需的向心力做近心運(yùn)動(dòng)，才能進(jìn)入軌道2,故B

錯(cuò)誤；

C.根據(jù)開普勒第三定律

軌道1的半徑大于軌道2的半長(zhǎng)軸，可知在軌道1的運(yùn)行周期大于軌道2的運(yùn)行周期，故C錯(cuò)誤；

D.根據(jù)牛頓第二定律

可得

。點(diǎn)離月球較近，故經(jīng)過。點(diǎn)時(shí)的加速度大于經(jīng)過尸點(diǎn)時(shí)的加速度，故D正確。

r

故選ADo

三、填空題

9.（23-24高一下.上海黃浦?期中）我國(guó)自主研制的首艘貨運(yùn)飛船“天舟一號(hào)”發(fā)射升空后，與已經(jīng)在軌運(yùn)行

的“天宮二號(hào)”成功對(duì)接形成組合體，在距地面高度為〃的圓形軌道上繞地球做勻速圓周運(yùn)動(dòng)。已知地球

半徑為R,地球表面重力加速度為g,引力常量為G,且不考慮地球自轉(zhuǎn)的影響。則地球質(zhì)量為，組合

體運(yùn)動(dòng)的角速度大小為。

【詳解】［1］⑵在地球表面附近，某物體機(jī)所受重力和萬有引力近似相等，則有

解得

設(shè)該組合體的質(zhì)量為加，繞地球做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，組合體做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的半徑為

萬有引力提供向心力

聯(lián)立解得

10.（23-24高一下?山西大同.階段練習(xí)）如圖所示，A、B、C是繞地球做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的三顆人造地球衛(wèi)

星，它們軌道半徑的關(guān)系為以=好廠。，它們的線速度關(guān)系VAVC（選填“小于”、“等于"、“大于”），他

們的周期關(guān)系TBTC（選填“小于”、“等于"、“大于”）

【答案】大于小于

【詳解】［1］由

得線速度的表達(dá)式

因

r\<rc

故

⑵由

得周期表達(dá)式

因

fB<rc

故

11.（23-24高一下?福建三明?期末）雙星系統(tǒng)由兩顆相距較近的恒星組成，每個(gè)恒星的直徑遠(yuǎn)小于兩個(gè)星

體之間的距離，而且雙星系統(tǒng)一般遠(yuǎn)離其他天體。如圖所示，兩顆星球組成的雙星，在相互之間的萬

有引力作用下，繞連線上的。點(diǎn)做周期相同的勻速圓周運(yùn)動(dòng)?，F(xiàn)測(cè)得兩顆星之間的距離為L(zhǎng)質(zhì)量之

比為州:？=5:3。則機(jī)I、恤做圓周運(yùn)動(dòng)的角速度之比例：例=;向心加速度之比4：%=。

【答案】1：13：5

【詳解】口］雙星周期相同，由

得"11、祖2做圓周運(yùn)動(dòng)的角速度之比為1：1；

［2］雙星靠相互間的萬有引力提供向心力，具有相同的角速度，設(shè)為。，則有

解得軌道半徑之比等于質(zhì)量的反比，即

根據(jù)向心速度與角速度關(guān)系可知，叫、也做圓周運(yùn)動(dòng)的向心速度之比等于