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专题28 人造卫星 宇宙速度
1．(多选)下列关于地球同步卫星的说法正确的是( )
A．地球同步卫星的轨道可能通过地球两极上空
B．地球同步卫星的轨道只能在赤道上空
C．所有在轨运行的地球同步卫星距地面的高度都相同
D．所有在轨运行的地球同步卫星距地面的高度可以不相同
2.
[2022·广东省汕尾市质监]设想从山上水平抛出一块石头，如图所示．由于重力作
用，石头会沿着弯曲的路径落到地上，并且石头的抛出速度越大，石头飞行的距离越远．
由此推想，当石头抛出的速度足够大时，它将绕地球做圆周运动而不再落向地面，成为人
造卫星．则这个足够大的速度是( )
A．v＝7.9 km/s B．v<7.9 km/s
C．v＝11.2 km/s D．v>11.2 km/s
3．[2022·浙江省联考]2021年4月29日11时23分，在海南文昌航天发射场用“长
征”5B运载火箭将中国首个空间站核心舱“天和”号送入太空．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，“天和”核心舱是未来空间站的管理和控制中心．已知“天和”核心舱
在轨运行时离地面的平均高度为h，地球半径为R，地球表面重力加速度为g，下列说法正
确的是( )
A．实验舱在做匀速圆周运动的过程中，速度始终不变
B．“天和”核心舱所在轨道处的加速度大小为
C．“天和”核心舱绕地球运行的周期T＝2π(1＋)
D．要实现“问天”“梦天”实验舱从较低轨道与“天和”核心舱对接，需使实验舱减
速变轨
4．[2022·江苏省淮安市调研]北斗卫星导航系统(BDS)是我国自主研发的继 GPS、
GLONASS之后的第三个成熟的卫星导航系统．该系统包括5颗地球同步卫星和30颗一般轨
道卫星．关于其中的地球同步卫星，下列说法中正确的是( )A．它运行的周期为24小时
B．它运行的线速度大于第一宇宙速度
C．它可以定点在淮安区文通塔的正上方
D．它到地面的距离比月球到地面的距离大
5．[2022·广东小潮州市质检]“祝融号”火星车的高度有185 cm，重量达到240
kg，设计寿命为3个火星月，相当于约92个地球日．“祝融号”火星车将在火星上开展地
表成分、物质类型分布、地质结构以及火星气象环境等探测工作．已知火星直径约为地球
的一半，火星质量约为地球质量的十分之一，则“祝融号”在火星上受到的重力大小最接
近( )
A．240 N B．960 N
C．1 200 N D．2 400 N
6．[2022·四川省成都市考试]某星球和地球均可视为质量均匀分布的球体，该星球的
密度是地球密度的2倍，它表面处的重力加速度是地面上重力加速度的4倍，则该星球的
第一宇宙速度是地球第一宇宙速度的( )
A．倍 B．2倍
C．4倍 D．16倍
7．[2022·辽宁省月考]北京时间2021年7月29日12时01分，我国在酒泉卫星发射
中心用“长征二号”丁运载火箭，成功将“天绘一号”04卫星发射升空．认为卫星入轨后
绕地球做匀速圆周运动，已知引力常量为G，地球的质量为M，卫星运行的周期为T，则根
据以上信息可求得( )
A．卫星的质量
B．地球表面的重力加速度大小
C．卫星的向心加速度大小
D．卫星离地的高度
8.[2022·湖南省联考](多选)地球和月球在长期相互作用过程中，形成了“潮汐锁
定”．月球总是一面正对地球，另一面背离地球，月球绕地球的运动可看成匀速圆周运
动．以下说法正确的是( )
A．月球的公转周期与自转周期相同
B．地球对月球的引力大于月球对地球的引力
C．月球上远地端的向心加速度大于近地端的向心加速度
D．若测得月球公转的周期和半径可估测月球质量
9．[2022·浙江省考试]神舟十二号载人飞船于2021年6月17日9时22分发射，12
分钟后货运飞船船箭分离，飞船进入预定轨道．此后，飞船绕地球飞行三圈，每绕飞半圈
变轨一次，于当日15时54分采用自主快速交会对接模式，精准对接于天和核心舱前向端
口，与此前已对接的天舟二号货运飞船一起构成三舱组合体，这标志着中国人首次进入自
己的空间站．为方便研究，核心舱近似看作在地球引力作用下做匀速圆周运动，已知核心
舱圆轨道离地面高度约为400 km，地球半径约为6 400 km.则( )
A．三舱组合体的加速度比对接前的二舱组合体的加速度大
B．载人飞船的发射速度不大于第一宇宙速度，而空间站的运行速度大于8 km/s
C.空间站上宇航员24 h内看到日出次数一定少于18次
D．载人飞船对接前在高于“天和”核心舱的轨道上做圆周运动，则开始对接时发动机
应向下方喷气
10.
[2022·辽宁省沈阳市模拟]如图所示，A为静止在赤道上的物体，B为近地圆轨道卫
星，C为地球同步卫星．A、B、C三物体质量相同，向心加速度大小分别为a、a、a，向
A B C
心力大小分别为F、F、F，线速度大小分别为v、v、v，周期分别为T、T、T，则(
A B C A B C A B C
)
A．a>a>a B．F＝F>F
B C A A B C
C．v>v>v D．T>T＝T
A B C B A C
11．[2022·北京大附中期末]如图所示，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大
B．甲的运行周期比乙的大C．甲的角速度比乙的大
D．甲的线速度比乙的大
12．[2022·广东省期中]2021年9月20日，“天舟三号”货运飞船成功发射，并与空
间站“天和”核心舱顺利对接．中国空间站“天和”核心舱绕地球飞行的轨道可视为圆轨
道，轨道离地面的高度约为地球半径的.已知地球表面重力加速度大小为g(忽略地球自
转)，地球的半径为R，则核心舱飞行的周期为( )
A． B．
C．D．
专题28 人造卫星 宇宙速度
1．BC 地球卫星相对地面静止，其轨道只能在赤道上空，不可能通过地球两极上空，
A错误，B正确；所有在轨运行的地球同步卫星运行的角速度都相同，根据G＝mω2r可
知，所有在轨运行的地球同步卫星轨道半径都相同，即距地面的高度相同，C正确，D错
误．
2．A 要想使物体绕地球运动而成为人造卫星，不再落回地面，则物体的速度必须要
达到第一宇宙速度，即v＝7.9 km/s，A正确．
3．C 实验舱在做匀速圆周运动的过程中，速度方向在改变，A错误；根据牛顿第二
定律得G＝mg，G＝ma，解得a＝，B错误；实验舱做匀速圆周运动，有G＝m(R＋h)，结合
上面的关系式解得T＝2π(1＋) ，C正确；要实现“问天”“梦天”实验舱从较低轨道与
“天和”核心舱对接，需使实验舱加速变轨，D错误．
4．A 同步卫星和地球相对静止，与地球自转具有相同的转动周期，T＝24 h，A正
确；第一宇宙速度是卫星做圆周运动的最大环绕速度，同步卫星的速度一定小于第一宇宙
速度，B错误；同步卫星的轨道一定在赤道上空，不能在淮安区文通塔上空，C错误；根据
开普勒第三定律可知，同步卫星周期小，它到地面的距离比月球到地面的距离小，D错
误．
5．B 物体在星球表面所受万有引力和重力近似相等，则有G＝mg，解得星球表面的
重力加速度g＝G，所以火星与地球表面重力加速度之比为＝＝＝，“祝融号”火星车在火
星上与地球上的质量相等，“祝融号”火星车在火星上受到的重力大小约为G＝mg ＝mg
火 地
＝960 N，B正确．6．B 由G＝mg和M＝ρ×πR3，解得星球表面的重力加速度g＝GρπR，可知该星球
的半径是地球半径的2倍．第一宇宙速度v＝ ＝ ，可知，星球的第一宇宙速度是地球第
一宇宙速度的2倍，B正确．
7．C 由万有引力提供向心力得G＝mr，解得轨道半径r＝ ，由于卫星的质量被消
去，所以无法求出卫星的质量，A错误；由地球的半径未知，所以无法求出卫星离地的高
度和地球表面的重力加速度，B、D错误；卫星的向心加速度a＝r，将r＝ 代入上式即可
求得向心加速度大小，C正确．
8．AC “潮汐锁定”月球总是一面正对地球，另一面背离地球，分析可知，月球的公
转周期与自转周期相同，故A正确；根据牛顿第三定律，可知地球对月球的引力等于月球
对地球的引力，故B错误；由于月球总是一面正对地球，所以月球上远地端与近地端角速
度相同，根据公式a＝ω2r可知，半径大向心加速度大，即月球上远地端的向心加速度大
于近地端的向心加速度，故C正确；若测得月球公转的周期和半径不可估测月球质量，故
D错误．
9．C 根据G＝ma可得a＝G可知，三舱组合体与对接前的二舱组合体的轨道半径相
同，则加速度大小相同，A错误；第一宇宙速度是最小的发射速度，也是最大的环绕速
度，则载人飞船的发射速度大于第一宇宙速度，而空间站的运行速度小于第一宇宙速度
7.9 km/s，B错误；根据G＝m(R＋h)，其中GM＝gR2，解得T＝，代入数据解得T≈92
min，则空间站上宇航员24 h内看到日出次数等于次≈16次，则空间站上宇航员24 h内看
到日出次数一定少于18次，C正确；若对接前在高于“天和”核心舱的轨道上做圆周运
动，则开始对接时发动机应向前方喷气减速做向心运动，才能实现对接，D错误．
10．A 卫星B、C均由万有引力提供向心力，有F＝＝ma，且ra，
B C B C
F>F；A、C的角速度相同，由F＝mω2r，a＝ω2r，ra，F>F，综上所述有
B C A C C A C A
a>a>a，F>F>F，A正确，B错误；B、C均由万有引力提供向心力，有＝，且rv；A、C的角速度相同，由v＝ωr，且rv，C错误；A、C角速度相
B C A C C A
同，则周期相同，即T＝T；B、C均为地球的卫星，根据开普勒第三定律可知T
