专题05 卫星发射与宇宙航行（安徽专用）-【好题汇编】备战2024-2025学年高一物理下学期期末真题分类汇编

专题05 卫星发射与宇宙航行（解析版） 【考点分析】 【知识点梳理】宇宙速度；卫星的发射与变轨；同步卫星；不同轨道上卫星各物理量的比较；卫星的追及及相遇；双星及多星问题 【公式梳理】 物理概念、规律 公式 备注 卫星与天体 双星问题 双星、三星问题中,各天体的角速度、周期相同 卫星的发射、变轨及宇宙速度 1．（23-24高一下·安徽蚌埠·期末）如图所示，在1687年出版的《自然哲学的数学原理》中，牛顿设想：把质量为m的物体从高山上水平抛出，抛出速度足够大时，物体就会绕地球做匀速圆周运动，成为人造地球卫星。若把地球视为半径为R的质量分布均匀球体，物体抛出点距地面的高度为h，地面重力加速度为g，则下列说法正确的是（　　） A．物体抛出后瞬间的加速度为g B．物体绕地球匀速圆周运动的向心力大小为 C．物体绕地球匀速圆周运动的线速度大小为 D．物体绕地球匀速圆周运动的周期为 【答案】C 【详解】A．根据，又，联立，解得，故A错误； B．物体绕地球匀速圆周运动的向心力大小为，联立，解得，故B错误； C．根据，解得物体绕地球匀速圆周运动的线速度大小为，故C正确； D．物体绕地球匀速圆周运动的周期为，解得，故D错误。 故选C。 2．（23-24高一下·安徽亳州·期末）2023年8月13日，世界首颗高轨合成孔径雷达卫星陆地探测四号01星在我国西昌卫星中心由长征三号乙运载火箭成功发射。卫星先发射到近地轨道做匀速圆周运动，再经转移轨道进入距离地面3.6万千米倾斜地球同步轨道上做匀速圆周运动，为国土资源、地震、水利、气象、海洋、环保、农业、林业等行业监测提供帮助。如图为其发射过程模拟图，则下列判断正确的是（　　） A．火箭发射卫星时速度介于第二和第三宇宙速度之间 B．该卫星在转移轨道上经过B点的加速度小于在同步轨道上经过B点时的加速度 C．相等时间内，在转移轨道上卫星和地心连线扫过的面积等于在近地轨道扫过的面积 D．该卫星在同步轨道运行时的机械能比在近地轨道运行时的机械能大 【答案】D 【详解】A．第二宇宙速度是脱离地球束缚成为太阳系其他星球卫星的最小发射速度，故A错误； B．根据牛顿第二定律，可知转移轨道上B点的加速度等于同步轨道上B点的加速度，故B错误； C．在同一轨道上，环绕天体和中心天体连线相同时间内扫过面积相同，故C错误： D．卫星在近地轨道A点通过外力做功加速进入转移轨道，在转移轨道B点通过外力做功加速进入同步轨道，说明卫星在同步轨道具有的机械能大于在近地轨道上具有的机械能，故D正确。 故选D。 3．（23-24高一下·安徽六安·期末）一颗人造地球卫星先沿椭圆轨道Ⅰ飞行，在 Q点突然变速后沿圆形轨道Ⅱ飞行，下列说法正确的是（     ） A．卫星在轨道Ⅰ上从P向Q运动时速度增大 B．卫星从轨道Ⅰ变为轨道Ⅱ须在Q点突然减速 C．卫星在轨道Ⅱ的周期大于在轨道Ⅰ的周期 D．卫星在轨道Ⅱ上飞行的速度大于地球的第一宇宙速度 【答案】C 【详解】A．根据开普勒第二定律可知卫星在轨道I上从P向Q运动时速度减小，A错误； B．卫星在Q点由轨道I进入轨道II，做离心运动，需要点火加速，B错误； C．根据开普勒第三定律，可知卫星在轨道II的周期大于在轨道I的周期，C正确； D．第一宇宙速度是所有环绕地球做圆周运动卫星的最大速度，是近地卫星的环绕速度，而卫星在轨道II上的半径大于近地卫星的半径，根据，可得，则卫星在轨道II上飞行的速度小于地球第一宇宙速度，D错误。 故选C。 4．（23-24高一下·安徽六安·期末）嫦娥六号探测器于2024年5月3日发射成功，其探月任务正式启航。如图所示，假设登月探测器在环月轨道1上的远地点P点实施变轨，进入椭圆轨道2，再由近地点Q点进入圆轨道3，已知轨道1的半径为3r，轨道3的半径为r，登月探测器在轨道3的运行周期为T，则下列说法正确的是（　　） A．探测器在轨道2上运行经过P点的速度小于在轨道3上运行经过Q点的速度 B．探测器在轨道1上运行经过P点时的加速度小于在轨道2上运行经过P点时的加速度 C．探测器从轨道2上的Q点进入圆轨道3时，需要向后喷气 D．探测器在轨道2上运行的周期为4T 【答案】A 【详解】A．对探测器有，整理有，由于1轨道的半径大于3轨道的半径，所以探测器在轨道1的速度大小小于轨道3上的速度大小，即轨道1上的P点速度大小小于轨道3上的Q点的速度大小。而从轨道1变轨道2上，需要在P点进行减速做向心运动，即轨道2上的P点的速度大小小于轨道1上P点的速度大小，由上述分析可知，探测器在轨道2上运行经过P点的速度大小小于在轨道3上运行经过Q点的速度大小，故A项正确； B．对探测器有，整理有，所以探测器在轨道1上运行经过P点时的加速度与在轨道2上运行经过P点时的加速度相同，故B项错误； C．探测器从轨道2进入轨道3需要减速做向心运动，即需要向前喷气，故C项错误； D．由题意可知，轨道1的轨道半径为3r，轨道2的半长轴为2r，由开普勒第三定律有，解得，故D项错误。 故选A。 5．（23-24高一下·安徽铜陵·期末）如图所示，一人造地球卫星要从近地圆轨道通过椭圆转移轨道转移到中地圆轨道上，P、Q两位置为转移轨道与两个圆轨道的相切点。已知近地圆轨道的半径可认为等于地球的半径R，中地圆轨道的半径为地球半径的3倍，三轨道在同一平面内，不考虑地球自转，地球表面的重力加速度为g。下列说法正确的是（　　） A．卫星由近地圆轨道进入转移轨道需要在P点减速 B．卫星在中地圆轨道上运行的速度为 C．卫星在转移轨道上的P点和Q点的速度大小的关系为 D．卫星由P点运动到Q点所需要的时间为 【答案】C 【详解】A．卫星由近地圆轨道进入转移轨道需要在点加速，故A错误； B．卫星在中地圆轨道上有，在近地面有，联立解得，故B错误； C．根据开普勒第二定律，取过点的一段极短时间，则有，而，解得，故C正确； D．卫星在中地圆轨道上周期，由开普勒第三定律有，卫星由点运动到点时间为，联立解得，故D错误。 故选C。 6．（23-24高一下·安徽宿州·期末）（多选）中国预计将在2030年实现载人登月计划，如图所示是“嫦娥六号”奔月的示意图，“嫦娥六号”卫星发射后经多次变轨，进入地月转移轨道，最终被月球引力捕获，成为绕月卫星。关于“嫦娥六号”，下列说法正确的是（　　） A．从绕月轨道Ⅱ变轨到轨道Ⅰ上需在Q点减速 B．卫星在绕月轨道Ⅱ的机械能大于在轨道Ⅰ的机械能 C．发射时的速度必须达到第三宇宙速度 D．在绕地轨道中，公转半长轴的立方与公转周期的平方之比不变 【答案】ABD 【详解】A．从绕月轨道Ⅱ变轨到轨道Ⅰ上需在Q点减速，机械能减小，故A正确； B．卫星在绕月轨道Ⅱ的机械能大于在轨道Ⅰ的机械能，故B正确； C．发射时的速度必须达到第二宇宙速度，故C错误； D．在绕地轨道中，公转半长轴的立方与公转周期的平方之比不变只与中心天体的质量有关，故D正确。 故选ABD。 7．（23-24高一下·安徽马鞍山·期末）长征二号F遥十七运载火箭托举着神舟十七号载人飞船，在酒泉卫星发射中心点火升空，经多次变轨后与在轨空间站对接，其变轨过程简化后，如图所示。飞船先从P点由近地轨道1进入椭圆轨道2，在椭圆轨道2运行一段时间后，再择机从Q点进入圆轨道3，然后与空间站完成对接，P、Q两点分别为椭圆轨道的近地点和远地点。已知地球的半径为R，表面重力加速度为g；近地轨道半径约等于地球半径，圆轨道3的半径为地球半径的k倍。求： (1)空间站在圆轨道3上的线速度大小； (2)飞船在椭圆轨道上的周期。 【答案】(1) (2) 【详解】（1）根据万有引力提供向心力 根据万有引力与重力的关系 解得 （2）飞船在轨道1运动，根据万有引力提供向心力 根据万有引力与重力的关系 轨道2的半轴长为 由开普勒第三定律 联立解得 8．（23-24高一下·安徽蚌埠·期末）2024年4月25日20时59分，搭载神舟十八号载人飞船的长征二号F遥十八运载火箭成功发射。飞船由火箭送入近地点为P、远地点为Q的椭圆轨道上，飞船经t时间运行N圈后变轨进入预定圆轨道（如图所示），已知地球半径为R，Q距地面的高度为h，地球表面重力加速度为g，万有引力常量为G。求： （1）地球的平均密度； （2）飞船在预定圆轨道上运行的周期； （3）近地点P距地面的高度。 【答案】（1）；（2）；（3） 【详解】（1）由万有引力等于重力知① 地球平均密度② 解得③ （2）飞船做圆周运动的向心力由万有引力提供，由万有引力定律和牛顿第二定律得④ 解得⑤ （3）设飞船沿椭圆轨道运动时的半长轴为a，根据开普勒第三定律，得⑥ 由几何知识得 ⑦ ⑧ 解得⑨ 不同轨道卫星的运行参数比较 9．（23-24高一下·安徽亳州·期末）如图所示，A、B是地球的两颗卫星，其轨道半径之比，两颗卫星的质量之比，则下列判断正确的是（　　） A．两颗卫星的加速度大小之比 B．两颗卫星的向心力大小之比 C．两颗卫星的线速度大小之比 D．两颗卫星的角速度大小之比 【答案】A 【详解】C．两颗卫星均绕地球做匀速圆周运动，地球对卫星的引力为其提供向心力，设地球质量M，卫星质量m，则，解得，可知两颗卫星的线速度之比，故C错误； D．根据可得，故D错误； A．根据，可得故A正确； B．地球对卫星的引力提供向心力，根据，可得，故B错误。 故选A。 10．（23-24高一下·安徽宣城·期末）为空间站补给物质时，我国新一代货运飞船“天舟五号”实现了2小时与“天宫空间站”"快速对接，对接后的“结合体”仍在原空间站轨道运行。对接前“天宫空间站”与“天舟五号”的轨道如图所示，则（   ） A．“天宫空间站”运行的速度始终不变 B．“结合体”受到地球的引力等于“天宫空间站”受到地球的引力 C．“天宫空间站”运行的加速度大于“天舟五号”运行的加速度 D．“天宫空间站”的运行速率小于“天舟五号”的运行速率 【答案】D 【详解】AD．“天宫空间站”绕地运行时，万有引力提供向心力，则有，可得，由上式可知，“天宫空间站”的圆周运动半径不变时，则其运行速度大小始终不变，但速度方向一直在变，所以速度一直在变；由于“天宫空间站”的运动半径大于“天舟五号”的运动半径，所以“天宫空间站”的运行速率小于“天舟五号”的运行速率，故A错误、D正确； C．根据解得，可知，轨道半径越小，加速度越大，即“天宫空间站”的加速度小于“天舟五号”的加速度，故C错误； B．根据，可知，轨道半径相同时，由于“结合体”的质量大于对接前“天宫空间站”的质量，则“结合体”受到地球的引力比“天宫空间站”受到地球的引力大，故B错误。 故选D。 11．（23-24高一下·安徽阜阳·阶段练习）2023年11月16日，我国成功将新一代海洋水色观测卫星01星发射升空，卫星顺利进入预定轨道．假设海洋水色观测卫星先绕地球做匀速圆周运动，变轨后在周期较大的轨道上仍做匀速圆周运动．变轨后与变轨前相比（    ） A．海洋水色观测卫星角速度变大 B．海洋水色观测卫星线速度变大 C．海洋水色观测卫星向心加速度变小 D．海洋水色观测卫星轨道半径变小 【答案】C 【详解】海洋水色观测卫星先绕地球做匀速圆周运动，万有引力提供向心力，则有，可得，，，，可见卫星的周期变大，则卫星的轨道半径变大，向心加速度变小，线速度变小，角速度变小。 故选C。 12．（23-24高一下·安徽淮北·期末）（多选）年月日，我国成功发射第颗北斗导航卫星，“北斗”卫星导航定位系统由地球静止卫星，中轨道卫星和倾斜静止卫星组成．下列说法正确的是（　　） A．地球静止卫星的运行速度大于第一宇宙速度 B．地球静止卫星的线速度比静止在赤道上物体的大 C．中轨道卫星的周期大于 D．中轨道卫星的向心加速度比地球静止卫星的大 【答案】BD 【详解】A．第一宇宙速度是所有绕地球做圆周运动的卫星的最大环绕速度，则地球静止卫星的运行速度小于第一宇宙速度，选项A错误； B．静止卫星的角速度等于地球自转的角速度，根据v=ωr 可知，地球静止卫星的线速度比静止在赤道上物体的大，选项B正确； C．根据，可得，中轨道卫星的轨道半径小于静止卫星的轨道半径，可知中轨道卫星的周期小于静止卫星的周期，即小于，选项C错误； D．根据，可得，中轨道卫星的轨道半径小于静止卫星的轨道半径，中轨道卫星的向心加速度比地球静止卫星的大，选项D正确。 故选BD。 13．（23-24高一下·安徽·期末）（多选）建造一条能通向太空的天梯，是人类长期的梦想。如图所示，直线状天梯是由一种高强度、很轻的纳米碳管制成，图中虚线为静止卫星轨道，天梯在赤道平面内刚好沿卫星轨道半径方向。两个物体M、N在太空天梯上的位置如图，整个天梯及两物体相对于地球静止不动，忽略大气层的影响，分析可知（　　） A．物体N的加速度大于M的加速度 B．物体M的加速度大于N的加速度 C．物体N所受天梯的作用力方向指向地球 D．物体M所受天梯的作用力方向指向地球 【答案】AC 【详解】AB．、N的转动角速度相同，根据向心加速度公式 N的半径较大，物体N的加速度大于M的加速度，故A正确，B错误； CD．根据题意知，太空天梯上处于静止卫星轨道的物体，只受地球引力，随静止卫星一起做匀速圆周运动，根据牛顿第二定律列式，而整个天梯及两物体相对于地球静止不动，故T相同，对物体M，轨道半径。设太空天梯对天梯上物体的力大小为F，则必有，故太空天梯对物体M的力与地球对物体M的引力方向相反，背离地面；同理，对物体N，轨道半径，则必有，故太空天梯对物体N的力指向地面，故C正确，D错误。 故选AC。 双星及多星问题 14．（23-24高一下·安徽六安·期末）如图所示，质量相等的三颗星组成为三星系统，其他星体对它们的引力作用可忽略。设每颗星体的质量均为 ，三颗星分别位于边长为 的等边三角形的三个顶点上，它们绕某一共同的圆心 在三角形所在的平面内以相同的角速度做匀速圆周运动。已知引力常量为 ，下列说法正确的是（    ） A．每颗星体受到的向心力大小为 B．每颗星体运行的周期均为 C．若不变，星体质量均变为，则星体的角速度变为原来的2 倍 D．若不变，星体间的距离变为，则星体的线速度变为原来的 【答案】B 【详解】A．任意两颗星体间的万有引力为，每颗星体受到其他两颗星体的引力的合力为，故A错误； B．根据牛顿第二定律，其中，解得，故B正确； C．若r不变，星体质量均变为2m，则，，故C错误； D．若m不变，星体间的距离变为4r，则，，故D错误。 故选B。 15．（23-24高一下·安徽合肥·期末）如图所示，质量分别为m和M的两个星球A和B在引力作用下均绕O点做匀速圆周运动，星球A和B两者中心之间距离为L。已知A、B的中心和O三点始终共线，A和B分别在O的两侧，引力常量为G。求： （1）A星球做圆周运动的轨道半径R和B星球做圆周运动的轨道半径r； （2）两星球做圆周运动的周期； （3）如果把星球A质量不断地搬运到B星球上，并保持A和B两者中心之间距离仍为L。则组成新的稳定双星后那么星球A做圆周运动的轨道半径和周期如何变化。 【答案】（1）；（2）；（3）半径变大；周期不变 【详解】（1）两星做圆周运动时的向心力由万有引力提供，则有 可得 又因为 所以可以解得 （2）根据（1）可得 （3）根据（1）可知 得变大，则变大； 根据（2）可知 总质量保持不变，距离不变，则周期不变。 星体追及相遇问题 16．（23-24高一下·安徽亳州·期末）如图所示，A、B是地球的两颗卫星，其中卫星A是地球静止轨道静止卫星，A、B两颗卫星轨道共面，沿相同方向绕地球做匀速圆周运动。已知卫星A的轨道半径为卫星B轨道半径的4倍，卫星A的轨道半径为地球半径的6倍，地球的自转周期为，引力常量为G。求： （1）卫星B绕地球做圆周运动的周期； （2）地球的平均密度； （3）若图示时刻两颗卫星相距最远，最短经过多长时间二者相距最近。 【答案】（1）；（2）；（3） 【详解】（1）根据开普勒第三定律 解得 （2）地球对卫星A的引力为其做圆周运动提供向心力，设地球半径R、质量M，卫星A质量m，则 地球体积 地球密度 联立解得 （3）此刻两卫星相距最远，设经过时间t两卫星第一次相距最近，有 解得 17．（23-24高一下·安徽黄山·期末）如图所示有A、B两颗卫星绕地球在同一个平面内做顺时针匀速圆周运动，周期分别为和，其中，地球半径为R，A、B到地球表面的高度分别为，，引力常量为G，不考虑地球自转，求： （1）卫星B绕地球做圆周运动的周期； （2）地球的质量M； （3）若从图示时刻（A、B两卫星与地心连线相互垂直）开始，经多长时间两卫星第一次相距最远。 【答案】（1）；（2）；（3） 【详解】（1）由开普勒第三定律可知 又，， 联立可得 （2）设A的质量为m，由万有引力提供向心力可得： 又 则 （3）设两卫星第一次相距最远 所用时间为t，则有 且， 则 18．（23-24高一下·安徽·期末）2024年中国航天全年预计实施100次左右发射任务，有望创造新的纪录。3月27日，云海三号02星在太原卫星发射中心成功发射并顺利进入预定轨道；4月3日，遥感四十二号01星在西昌卫星发射中心发射成功。已知地球质量为M，引力常量为G，地球表面重力加速度为g，设云海三号02星绕地球圆周运动的轨道半径为，遥感四十二号01星绕地球圆周运动的轨道半径为。求： （1）遥感四十二号01星距地面的高度； （2）云海三号02星和遥感四十二号01星的线速度之比； （3）再次出现如图所示位置关系（两卫星及地心在同一直线上）所需要的时间。 【答案】（1）；（2）；（3） 【详解】（1）地球表面的万有引力等于重力 得地球半径 则遥感四十二号01星距地面的高度 （2）由万有引力提供向心力 解得 （3）从两卫星及地心在同一直线上到再次在同一直线上的过程中 又， 可得 则 1 / 17 学科网（北京）股份有限公司 $$ 专题05 卫星发射与宇宙航行（原卷版） 【考点分析】 【知识点梳理】宇宙速度；卫星的发射与变轨；同步卫星；不同轨道上卫星各物理量的比较；卫星的追及及相遇；双星及多星问题 【公式梳理】 物理概念、规律 公式 备注 卫星与天体 双星问题 双星、三星问题中,各天体的角速度、周期相同 卫星的发射、变轨及宇宙速度 1．（23-24高一下·安徽蚌埠·期末）如图所示，在1687年出版的《自然哲学的数学原理》中，牛顿设想：把质量为m的物体从高山上水平抛出，抛出速度足够大时，物体就会绕地球做匀速圆周运动，成为人造地球卫星。若把地球视为半径为R的质量分布均匀球体，物体抛出点距地面的高度为h，地面重力加速度为g，则下列说法正确的是（　　） A．物体抛出后瞬间的加速度为g B．物体绕地球匀速圆周运动的向心力大小为 C．物体绕地球匀速圆周运动的线速度大小为 D．物体绕地球匀速圆周运动的周期为 2．（23-24高一下·安徽亳州·期末）2023年8月13日，世界首颗高轨合成孔径雷达卫星陆地探测四号01星在我国西昌卫星中心由长征三号乙运载火箭成功发射。卫星先发射到近地轨道做匀速圆周运动，再经转移轨道进入距离地面3.6万千米倾斜地球同步轨道上做匀速圆周运动，为国土资源、地震、水利、气象、海洋、环保、农业、林业等行业监测提供帮助。如图为其发射过程模拟图，则下列判断正确的是（　　） A．火箭发射卫星时速度介于第二和第三宇宙速度之间 B．该卫星在转移轨道上经过B点的加速度小于在同步轨道上经过B点时的加速度 C．相等时间内，在转移轨道上卫星和地心连线扫过的面积等于在近地轨道扫过的面积 D．该卫星在同步轨道运行时的机械能比在近地轨道运行时的机械能大 3．（23-24高一下·安徽六安·期末）一颗人造地球卫星先沿椭圆轨道Ⅰ飞行，在 Q点突然变速后沿圆形轨道Ⅱ飞行，下列说法正确的是（     ） A．卫星在轨道Ⅰ上从P向Q运动时速度增大 B．卫星从轨道Ⅰ变为轨道Ⅱ须在Q点突然减速 C．卫星在轨道Ⅱ的周期大于在轨道Ⅰ的周期 D．卫星在轨道Ⅱ上飞行的速度大于地球的第一宇宙速度 4．（23-24高一下·安徽六安·期末）嫦娥六号探测器于2024年5月3日发射成功，其探月任务正式启航。如图所示，假设登月探测器在环月轨道1上的远地点P点实施变轨，进入椭圆轨道2，再由近地点Q点进入圆轨道3，已知轨道1的半径为3r，轨道3的半径为r，登月探测器在轨道3的运行周期为T，则下列说法正确的是（　　） A．探测器在轨道2上运行经过P点的速度小于在轨道3上运行经过Q点的速度 B．探测器在轨道1上运行经过P点时的加速度小于在轨道2上运行经过P点时的加速度 C．探测器从轨道2上的Q点进入圆轨道3时，需要向后喷气 D．探测器在轨道2上运行的周期为4T 5．（23-24高一下·安徽铜陵·期末）如图所示，一人造地球卫星要从近地圆轨道通过椭圆转移轨道转移到中地圆轨道上，P、Q两位置为转移轨道与两个圆轨道的相切点。已知近地圆轨道的半径可认为等于地球的半径R，中地圆轨道的半径为地球半径的3倍，三轨道在同一平面内，不考虑地球自转，地球表面的重力加速度为g。下列说法正确的是（　　） A．卫星由近地圆轨道进入转移轨道需要在P点减速 B．卫星在中地圆轨道上运行的速度为 C．卫星在转移轨道上的P点和Q点的速度大小的关系为 D．卫星由P点运动到Q点所需要的时间为 6．（23-24高一下·安徽宿州·期末）（多选）中国预计将在2030年实现载人登月计划，如图所示是“嫦娥六号”奔月的示意图，“嫦娥六号”卫星发射后经多次变轨，进入地月转移轨道，最终被月球引力捕获，成为绕月卫星。关于“嫦娥六号”，下列说法正确的是（　　） A．从绕月轨道Ⅱ变轨到轨道Ⅰ上需在Q点减速 B．卫星在绕月轨道Ⅱ的机械能大于在轨道Ⅰ的机械能 C．发射时的速度必须达到第三宇宙速度 D．在绕地轨道中，公转半长轴的立方与公转周期的平方之比不变 7．（23-24高一下·安徽马鞍山·期末）长征二号F遥十七运载火箭托举着神舟十七号载人飞船，在酒泉卫星发射中心点火升空，经多次变轨后与在轨空间站对接，其变轨过程简化后，如图所示。飞船先从P点由近地轨道1进入椭圆轨道2，在椭圆轨道2运行一段时间后，再择机从Q点进入圆轨道3，然后与空间站完成对接，P、Q两点分别为椭圆轨道的近地点和远地点。已知地球的半径为R，表面重力加速度为g；近地轨道半径约等于地球半径，圆轨道3的半径为地球半径的k倍。求： (1)空间站在圆轨道3上的线速度大小； (2)飞船在椭圆轨道上的周期。 8．（23-24高一下·安徽蚌埠·期末）2024年4月25日20时59分，搭载神舟十八号载人飞船的长征二号F遥十八运载火箭成功发射。飞船由火箭送入近地点为P、远地点为Q的椭圆轨道上，飞船经t时间运行N圈后变轨进入预定圆轨道（如图所示），已知地球半径为R，Q距地面的高度为h，地球表面重力加速度为g，万有引力常量为G。求： （1）地球的平均密度； （2）飞船在预定圆轨道上运行的周期； （3）近地点P距地面的高度。 不同轨道卫星的运行参数比较 9．（23-24高一下·安徽亳州·期末）如图所示，A、B是地球的两颗卫星，其轨道半径之比，两颗卫星的质量之比，则下列判断正确的是（　　） A．两颗卫星的加速度大小之比 B．两颗卫星的向心力大小之比 C．两颗卫星的线速度大小之比 D．两颗卫星的角速度大小之比 10．（23-24高一下·安徽宣城·期末）为空间站补给物质时，我国新一代货运飞船“天舟五号”实现了2小时与“天宫空间站”"快速对接，对接后的“结合体”仍在原空间站轨道运行。对接前“天宫空间站”与“天舟五号”的轨道如图所示，则（   ） A．“天宫空间站”运行的速度始终不变 B．“结合体”受到地球的引力等于“天宫空间站”受到地球的引力 C．“天宫空间站”运行的加速度大于“天舟五号”运行的加速度 D．“天宫空间站”的运行速率小于“天舟五号”的运行速率 11．（23-24高一下·安徽阜阳·阶段练习）2023年11月16日，我国成功将新一代海洋水色观测卫星01星发射升空，卫星顺利进入预定轨道．假设海洋水色观测卫星先绕地球做匀速圆周运动，变轨后在周期较大的轨道上仍做匀速圆周运动．变轨后与变轨前相比（    ） A．海洋水色观测卫星角速度变大 B．海洋水色观测卫星线速度变大 C．海洋水色观测卫星向心加速度变小 D．海洋水色观测卫星轨道半径变小 12．（23-24高一下·安徽淮北·期末）（多选）年月日，我国成功发射第颗北斗导航卫星，“北斗”卫星导航定位系统由地球静止卫星，中轨道卫星和倾斜静止卫星组成．下列说法正确的是（　　） A．地球静止卫星的运行速度大于第一宇宙速度 B．地球静止卫星的线速度比静止在赤道上物体的大 C．中轨道卫星的周期大于 D．中轨道卫星的向心加速度比地球静止卫星的大 13．（23-24高一下·安徽·期末）（多选）建造一条能通向太空的天梯，是人类长期的梦想。如图所示，直线状天梯是由一种高强度、很轻的纳米碳管制成，图中虚线为静止卫星轨道，天梯在赤道平面内刚好沿卫星轨道半径方向。两个物体M、N在太空天梯上的位置如图，整个天梯及两物体相对于地球静止不动，忽略大气层的影响，分析可知（　　） A．物体N的加速度大于M的加速度 B．物体M的加速度大于N的加速度 C．物体N所受天梯的作用力方向指向地球 D．物体M所受天梯的作用力方向指向地球 双星及多星问题 14．（23-24高一下·安徽六安·期末）如图所示，质量相等的三颗星组成为三星系统，其他星体对它们的引力作用可忽略。设每颗星体的质量均为 ，三颗星分别位于边长为 的等边三角形的三个顶点上，它们绕某一共同的圆心 在三角形所在的平面内以相同的角速度做匀速圆周运动。已知引力常量为 ，下列说法正确的是（    ） A．每颗星体受到的向心力大小为 B．每颗星体运行的周期均为 C．若不变，星体质量均变为，则星体的角速度变为原来的2 倍 D．若不变，星体间的距离变为，则星体的线速度变为原来的 15．（23-24高一下·安徽合肥·期末）如图所示，质量分别为m和M的两个星球A和B在引力作用下均绕O点做匀速圆周运动，星球A和B两者中心之间距离为L。已知A、B的中心和O三点始终共线，A和B分别在O的两侧，引力常量为G。求： （1）A星球做圆周运动的轨道半径R和B星球做圆周运动的轨道半径r； （2）两星球做圆周运动的周期； （3）如果把星球A质量不断地搬运到B星球上，并保持A和B两者中心之间距离仍为L。则组成新的稳定双星后那么星球A做圆周运动的轨道半径和周期如何变化。 星体追及相遇问题 16．（23-24高一下·安徽亳州·期末）如图所示，A、B是地球的两颗卫星，其中卫星A是地球静止轨道静止卫星，A、B两颗卫星轨道共面，沿相同方向绕地球做匀速圆周运动。已知卫星A的轨道半径为卫星B轨道半径的4倍，卫星A的轨道半径为地球半径的6倍，地球的自转周期为，引力常量为G。求： （1）卫星B绕地球做圆周运动的周期； （2）地球的平均密度； （3）若图示时刻两颗卫星相距最远，最短经过多长时间二者相距最近。 17．（23-24高一下·安徽黄山·期末）如图所示有A、B两颗卫星绕地球在同一个平面内做顺时针匀速圆周运动，周期分别为和，其中，地球半径为R，A、B到地球表面的高度分别为，，引力常量为G，不考虑地球自转，求： （1）卫星B绕地球做圆周运动的周期； （2）地球的质量M； （3）若从图示时刻（A、B两卫星与地心连线相互垂直）开始，经多长时间两卫星第一次相距最远。 18．（23-24高一下·安徽·期末）2024年中国航天全年预计实施100次左右发射任务，有望创造新的纪录。3月27日，云海三号02星在太原卫星发射中心成功发射并顺利进入预定轨道；4月3日，遥感四十二号01星在西昌卫星发射中心发射成功。已知地球质量为M，引力常量为G，地球表面重力加速度为g，设云海三号02星绕地球圆周运动的轨道半径为，遥感四十二号01星绕地球圆周运动的轨道半径为。求： （1）遥感四十二号01星距地面的高度； （2）云海三号02星和遥感四十二号01星的线速度之比； （3）再次出现如图所示位置关系（两卫星及地心在同一直线上）所需要的时间。 12 / 13 学科网（北京）股份有限公司 $$