课时梯级训练(14) 人造卫星 宇宙速度　（Word练习）-【优化指导】2026-2027学年高中物理必修第二册（教科版2019）

课时梯级训练(14)　人造卫星　宇宙速度

1．(多选)下列关于三种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，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v2

B．美国发射的“凤凰号”火星探测卫星，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，成为绕太阳运行的人造小行星的最小发射速度

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

CD　解析：根据v＝可知，卫星的轨道半径r越大，即距离地面越远，卫星的环绕速度越小，v1＝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，D正确；实际上，由于人造卫星的轨道半径都大于地球半径，故卫星绕地球在圆轨道上运行时的速度都小于第一宇宙速度，A错误；美国发射的“凤凰号”火星探测卫星，仍在太阳系内，所以其发射速度小于第三宇宙速度，B错误；第二宇宙速度是使物体挣脱地球束缚而成为太阳的一颗人造小行星的最小发射速度，C正确。

2．下列关于我国发射的亚洲一号地球静止通信卫星的说法正确的是 (　　)

A．若其质量加倍，则轨道半径也要加倍

B．它在北京上空运行，故可用于我国的电视广播

C．它以第一宇宙速度运行

D．它运行的角速度与地球自转角速度相同

D　解析：由G＝m得r＝，可知轨道半径与卫星质量无关，A错误；静止轨道卫星的轨道平面必须与赤道平面重合，即在赤道上空运行，不能在北京上空运行，B错误；第一宇宙速度是卫星在最低圆轨道上运行的速度，而静止轨道卫星在高轨道上运行，其运行速度小于第一宇宙速度，C错误；所谓“静止”就是卫星保持与赤道上某一点相对静止，所以静止轨道卫星的角速度与地球自转角速度相同，D正确。

3．(多选)我国中星十一号商业通信卫星是一颗静止轨道卫星，它定点于东经98.2度的赤道上空，关于这颗卫星的说法正确的是              (　　)

A．运行速度大于7.9 km/s

B．离地面高度一定，相对地面静止

C．绕地球运行的角速度比月球绕地球运行的角速度大

D．向心加速度与静止在赤道上物体的向心加速度大小相等

BC　解析：“中星十一号”是地球静止轨道卫星，距地面有一定的高度，运行速度要小于7.9 km/s，A错误；其位置在赤道上空，高度一定，且相对地面静止，B正确；其运行周期为24 h，小于月球的绕行周期27天，由ω＝知，其运行角速度比月球的大，C正确；静止轨道卫星与静止在赤道上的物体具有相同的角速度，但半径不同，由a＝rω2知，静止轨道卫星的向心加速度大，D错误。

4．(多选)如图所示，a、b是两颗绕地球做匀速圆周运动的人造卫星，它们距地面的高度分别是R和2R(R为地球半径)。下列说法正确的是              (　　)

A．a、b的线速度大小之比是∶1

B．a、b的周期之比是1∶2

C．a、b的角速度大小之比是3∶4

D．a、b的向心加速度大小之比是9∶4

CD　解析：a、b卫星距地面的高度分别是R和2R(R为地球半径)，所以轨道半径之比是2∶3。由线速度v＝可知a、b的线速度大小之比是∶，A错误；由周期T＝2π可知a、b的周期之比是2∶3，B错误；由角速度ω＝可知a、b的角速度大小之比是3∶2，即3∶4，C正确；由向心加速度a＝可知a、b的向心加速度大小之比是9∶4，D正确。

5．(多选)原计划的铱星移动通信系统是在距地球表面780 km的太空轨道上建立一个由77颗小卫星组成的星座。这些小卫星均匀分布在覆盖全球的7条轨道上，每条轨道上有11颗卫星，由于这一方案的卫星排布像化学元素铱原子的核外77个电子围绕原子核运动一样，所以称为铱星系统。后来改为由66颗卫星，分布在6条轨道上，每条轨道上由11颗卫星组成，仍称它为铱星系统。铱星系统的66颗卫星，其运行轨道的共同特点是              (　　)

A．以地轴为中心的圆形轨道

B．以地心为中心的圆形轨道

C．轨道平面必须处于赤道平面内

D．“铱”星运行轨道远低于静止轨道卫星轨道

BD　解析：“铱”卫星系统作为覆盖全球的通信卫星系统，在地球引力的作用下，在以地心为中心的圆形轨道上运行，B正确，A、C错误。“铱”卫星系统距地面的高度为780 km，远低于静止轨道卫星距地面的高度，D正确。

6．一颗探月卫星的轨道是圆形的，且贴近月球表面，已知月球的质量约为地球质量的，月球半径约为地球半径的，地球上的第一宇宙速度约为7.9 km/s，该探月卫星绕月运行的速率约为              (　　)

A．0.4 km/s      B．1.8 km/s

C．11 km/s      D．36 km/s

B　解析：对于环绕地球或月球的人造卫星，其所受万有引力即为它们做圆周运动所需的向心力，即＝m，所以v＝，第一宇宙速度指的是最小发射速度，同时也是近地卫星的环绕速度，对于近地卫星来说，其轨道半径近似等于中心天体半径，所以＝＝＝，所以v月＝v地＝×7.9 km/s≈1.8 km/s，B正确。

7．如图所示，某次发射静止轨道卫星的过程如下：先将卫星发射至近地圆轨道1，然后再次点火进入椭圆形的过渡轨道2，最后将卫星送入同步轨道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，下列说法正确的是              (　　)

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上的角速度大于在轨道1上的角速度

C．卫星在轨道1上经过Q点时的加速度大于它在轨道2上经过Q点时的加速度

D．卫星在轨道2上经过P点时的加速度等于它在轨道3上经过P点时的加速度