7.4 宇宙航行 讲义-2025-2026学年高一下学期物理人教版必修第二册

目录 第16课时　宇宙航行 1 考点一　宇宙速度 1 考点二　人造地球卫星及载人航天与太空探索 3 考点三　地球同步卫星、近地卫星、赤道上物体的比较 6 巩固训练·提升能力 10 第16课时　宇宙航行 考点一　宇宙速度 必备知识·回顾梳理 1.第一宇宙速度 (1)定义：物体在地球附近绕地球做匀速圆周运动的速度，叫作第一宇宙速度。 (2)大小：v=7.9 km/s。  (3)意义：是飞行器成为卫星的最小发射速度；是卫星的最大环绕速度。 2.第二宇宙速度 当飞行器的速度等于或大于11.2 km/s时，它就会克服地球的引力，永远离开地球。我们把11.2 km/s叫作第二宇宙速度。  3.第三宇宙速度 在地面附近发射的飞行器，如果要使其挣脱太阳引力的束缚，飞到太阳系外，必须使它的速度等于或大于16.7 km/s，这个速度叫作第三宇宙速度。  关键能力·规律方法 1、第一宇宙速度的计算方法 方法一：万有引力提供向心力，由G＝m得v＝。 方法二：重力提供向心力，由mg＝m得v＝。　　　　 2、最小发射速度与最大环绕速度 （1）“最小发射速度”：如果发射速度低于第一宇宙速度，因为受到地球引力作用，发射出去的卫星就会再回到地球上，所以第一宇宙速度是发射人造卫星的最小速度。 （2）“最大环绕速度”：在所有环绕地球做匀速圆周运动的卫星中，近地卫星的轨道半径最小，由G＝m可得v＝ ，轨道半径越小，线速度越大，所以在这些卫星中，近地卫星的线速度即第一宇宙速度是最大环绕速度。 （3）第一宇宙速度有三种说法：它是人造地球卫星在近地圆轨道上的运行速度，它是人造地球卫星在圆轨道上运行的最大速度，它是卫星进入近地圆形轨道的最小发射速度． 3、卫星的轨道与发射速度关系 （1）当7.9 km/s≤v发＜11.2 km/s时，卫星绕地球做椭圆运动。 （2）当11.2 km/s≤v发＜16.7 km/s时，卫星绕太阳旋转，成为太阳系一颗“小行星”，或绕其他行星旋转，成为其他行星的一颗卫星。 （3）当v发≥16.7 km/s时，卫星脱离太阳的引力束缚跑到太阳系以外的空间中去。 例题分析·考点题型 【例题1】（多选） 关于宇宙速度，下列说法正确的是 A. 第一宇宙速度是人造地球卫星的最小发射速度 B. 第一宇宙速度是人造地球卫星的最大环绕速度 C. 第二宇宙速度是卫星在椭圆轨道上运行时在远地点的速度 D. 第三宇宙速度是发射人造太阳卫星的最小速度 【答案】AB  【解析】第一宇宙速度是人造地球卫星的最小发射速度，也是地球卫星绕地球飞行的最大环绕速度， AB正确 C.第二宇宙速度是在地面上发射物体，使之成为绕太阳运动或绕其他行星运动的人造卫星所必需的最小发射速度， C错误 D.第三宇宙速度是在地面上发射物体，使之飞到太阳系以外的宇宙空间所必需的最小发射速度，D错误． 【变式训练1】（单选）年月日，长征五号运载火箭在中国文昌航天发射场成功首飞，将新一代载人飞船试验船送入太空，若试验船绕地球做匀速圆周运动，周期为，离地高度为，已知地球半径为，万有引力常量为，则(    ) A. 试验船的运行速度为 B. 地球的第一宇宙速度为 C. 地球的质量为 D. 地球表面的重力加速度为 【答案】B  【解答】A.飞船的线速度，故A错误； C.根据，解得地球的质量，故 C错误； B.地表附近，得，故B正确； D.地表附近，得，故D错误。 故选B。 【变式训练2】某宇航员到达一星球表面，将一质量为的物体从地面某高度处高度远小于星球半径沿水平方向以初速度抛出，经过时间落地，此时速度方向与水平方向夹角为，已知引力常量为，星球的半径。忽略该星球自转的影响，，求： 该星球的第一宇宙速度； 该星球的平均密度； 【答案】物体落地时竖直方向的速度  又根据  解得  忽略星球自转的影响  方程联立解得该星球的第一宇宙速度 ； 忽略星球自转  解得  又因为  ，  解得该星球的平均密度 ； 考点二　人造地球卫星及载人航天与太空探索 必备知识·回顾梳理 1.人造地球卫星的轨道 人造卫星绕地球做匀速圆周运动时，由地球对它的万有引力充当向心力。因此卫星绕地球做匀速圆周运动的圆心必与地心重合，其轨道可分为三类(如图所示) (1)赤道轨道：卫星的轨道与赤道共面，卫星始终处于赤道正上方。 (2)极地轨道：卫星的轨道与赤道平面垂直，卫星经过两极上方。 (3)一般轨道：卫星的轨道与赤道平面成某一角度。 2.人造卫星的运行规律 设人造卫星的运行速度为v、角速度为ω、周期为T，向心加速度为an、轨道半径为r，地球质量为M，人造卫星做匀速圆周运动所需要的向心力由万有引力提供。即： 越高越慢（高轨低速长周期） 3.近地卫星、同步卫星、极地卫星和月球 (1)近地卫星：地球表面附近的卫星，r≈R；线速度大小v≈7.9 km/s、周期T＝≈85 min，分别是人造地球卫星做匀速圆周运动的最大速度和最小周期。 (2)地球同步卫星：位于地面上方高度约36000 km处，周期与地球自转周期相同。其中一种的轨道平面与赤道平面成0度角，运动方向与地球自转方向相同。因其相对地面静止，也称静止卫星。主要用于通信，故也称通信卫星。 (3)极地卫星：轨道平面与赤道平面夹角为90°的人造地球卫星，运行时能到达南北极上空。 (4)月球绕地球的公转周期T＝27.3天，月球和地球间的平均距离约38万千米，大约是地球半径的60倍。 4.静止卫星的六个“一定” 例题分析·考点题型 【例题1】（单选）我国高分系列卫星的高分辨对地观察能力不断提高。今年月日发射的“高分五号”轨道高度约为，之前已运行的“高分四号”轨道高度约为，它们都绕地球做圆周运动。与“高分四号”相比，下列物理量中“高分五号”较小的是(    ) A. 周期  B. 角速度 C. 线速度  D. 向心加速度 【答案】A  【解析】设地球质量为，卫星质量为，轨道半径为，卫星绕地球做匀速圆周运动，万有引力提供向心力，即，结合，，，解得，，，， 可知，，，，由题知，结合上面式子得，，，，故B、、三项均错，项正确。 【变式训练1】（单选）年月日，我国在西昌卫星发射中心使用长征三号乙运载火箭成功将互联网高轨卫星星发射升空。这是长征系列运载火箭的第次飞行。如图所示，最初该卫星在轨道上绕地球做匀速圆周运动，后来卫星通过变轨在轨道上绕地球做匀速圆周运动。下列说法正确的是(    ) A. 卫星在轨道上运行的周期小于在轨道上运行的周期 B. 卫星在轨道上运行的速度大于在轨道上运行的速度 C. 卫星在轨道上运行的角速度小于在轨道上运行的角速度 D. 卫星在轨道上运行的线速度大于地球的第一宇宙速度 【答案】C  【解析】A.根据开普勒第三定律可知，，，则，故A错误； 根据万有引力提供向心力可知，越大，线速度越小，故，小于地球的第一宇宙速度，故BD错误； C.根据万有引力提供向心力可知，越大，角速度越小，故，故C正确。 故选：。 【变式训练2】（多选）.年月日，中非北斗卫星导航系统及遥感应用联合实验室在北京航空航天大学揭牌。我国的北斗系统主要由地球同步轨道卫星和中轨道卫星组成，若其中两卫星在同一平面内环绕地球做匀速圆周运动，且绕行方向相同。如图，质量为的同步轨道卫星在以地球中心为圆心、半径为的圆轨道上运动，周期为。质量为的中轨道卫星绕地球做轨道半径为的匀速圆周运动，下列说法正确的是 A. 地球的质量为 B. 地球表面的重力加速度大小为 C. 同步轨道卫星与中轨道卫星速度大小之比为 D. 中轨道卫星做圆周运动的周期为 【答案】ACD  【解析】根据万有引力提供向心力，可知，解得，选项A正确 设地球的半径为，根据，可得地球表面的重力加速度，但因为地球半径未知，故无法求出地球表面的重力加速度，选项B错误 根据万有引力提供向心力，可知，解得，代入数据可知，选项C正确 根据开普勒第三定律，可知，整理可得，选项D正确。 故选ACD。 考点三　地球同步卫星、近地卫星、赤道上物体的比较 必备知识·回顾梳理 地球同步卫星、近地卫星、赤道上的物体的比较 赤道上的物体 近地卫星 地球同步卫星 向心力来源 万有引力和支持力的合力 万有引力 向心力方向 指向地心 重力与万有引力的关系 重力略小于万有引力 重力等于万有引力 线速度 v1=ω1R v2= v3= ω3(R+h) = v1<v3<v2(v2为第一宇宙速度) 角速度 ω1=ω自 ω2= ω3=ω自= ω1=ω3<ω2 向心加速度 a1=R a2=R = a3= (R+h) = a1<a3<a2 例题分析·考点题型 【例题1】（单选）如图所示，是地球赤道上的一点，时刻在的正上空有、、三颗轨道均位于赤道平面的地球卫星，这些卫星绕地球做匀速圆周运动的运行方向均与地球自转方向顺时针转动相同，其中是地球同步卫星设卫星绕地球运行的周期为，则在时刻这些卫星相对的位置最接近实际的是(    ) A. B. C. D. 【答案】C  【解答】、、都绕地球做圆周运动，根据万有引力提供向心力，得出周期与轨道半径的关系，从而确定经过卫星转过的角度大小关系。同步卫星与地球保持相对静止； 根据万有引力提供向心力：，解得：，知轨道半径越大，周期越大，角速度越小，经过到达水平位置，、的周期大于的周期，则、的角速度小于的角速度，知、转过的角度小于，因为的角速度大于的角速度，则转过的角度大于转过的角度；同步卫星与地球保持相对静止，则、转过的角度相等； 故C正确，ABD错误。  故选C。 【变式训练1】（单选）有、、、四颗地球卫星，卫星还未发射，在地球赤道上随地球表面一起转动，卫星处于地面附近近地轨道上正常运动，是地球同步卫星，是高空探测卫星，各卫星排列位置如图所示，则说法错误的是(    ) A. 的向心加速度小于重力加速度 B. 在相同时间内转过的弧长最长 C. 在内转过的圆心角是 D. 的运动周期有可能是 【答案】D  【解析】A.同步卫星的周期与地球自转周期相同，角速度相同，则知与的角速度相同。根据知，的向心加速度大于的向心加速度，由，得，卫星的轨道半径越大，向心加速度越小，则的向心加速度小于的向心加速度，而的向心加速度约为，所以知的向心加速度小于重力加速度，故A正确； B.由，得，可知，卫星的轨道半径越大，速度越小，所以三个卫星中的速度最大，而与的角速度相同，根据，知的线速度小于的线速度，可知在四个卫星中线速度最大，在相同时间内转过的弧长最长，故B正确； C.是地球同步卫星，周期是，则在内转过的圆心角是，故C正确； D.由开普勒第三定律知，卫星的半径越大，周期越大，所以的运动周期大于的周期，故D错误。 本题选错误的，故选D。 【变式训练2】（单选）如图所示，卫星是年月日我国成功发射的遥感三十五号组卫星，卫星是地球同步卫星，若它们均可视为绕地球做匀速圆周运动，卫星是地球赤道上还未发射的卫星，下列说法正确的是(    ) A. 卫星、、的速度大小关系为 B. 因，要将卫星转移到卫星的轨道上需要对卫星减速 C. 卫星在内转过的圆心角是 D. 卫星的向心加速度大小大于卫星随地球自转的向心加速度大小 【答案】D  【解答】A.根据万有引力提供向心力，有，解得，由图可知，所以，对于、，由，相等，可知所以卫星、、的速度大小关系为，故A错误； B.要将卫星转移到卫星的轨道上，须先在近地圆轨道加速做离心运动，进入椭圆轨道，使椭圆轨道的远地点在地球同步轨道上，当卫星运行到远地点时，再加速进入地球同步轨道，故要将卫星转移到卫星的轨道上至少需要对卫星进行两次加速，项错误； C.地球同步卫星在内转过的圆心角为，C错误； D.卫星和卫星同轴转动，角速度相等，根据可知，卫星的向心加速度大小大于卫星随地球自转的向心加速度，D正确。 故选D。 题后反思·方法与技巧 比较同步卫星、近地卫星与赤道物体时抓住相同点两两比较： ①同步卫星与赤道上物体的运行周期相同：T＝24 h。 ②近地卫星与赤道上物体的运行轨道半径相同(等于地球半径)。 ③近地卫星与同步卫星都为万有引力全部提供向心力，满足越高越慢的规律。　　　 巩固训练·提升能力 一、单选题。 1.如图所示为教材中关于“天体运行中三个宇宙速度”的插图，其中有条轨道，下列说法正确的是(    ) A. 轨道对应的速度是卫星绕地球运行所需的最大发射速度 B. 轨道对应的速度是圆轨道卫星的最大环绕速度 C. 轨道上卫星单位时间扫过的面积等于轨道上卫星单位时间扫过的面积 D. 卫星沿轨道运动，将脱离太阳引力的束缚，飞出太阳系 【答案】B  【解析】解：、轨道对应的速度是卫星绕地球运行所需的最小发射速度，故A错误； B、由万有引力提供向心力有：，解得：，所以轨道对应的速度是圆轨道卫星的最大环绕速度，故B正确； C、根据开普勒第二定律可知，同一卫星与地心的连线在单位时间内扫过的面积相等，不同轨道的卫星与地心的连线在单位时间内扫过的面积不相等，所以轨道上卫星单位时间扫过的面积不等于轨道上卫星单位时间扫过的面积，故C错误； D、卫星沿轨道运动，将脱离地球引力的束缚，成为太阳的一颗行星，故D错误。 故选：。 2.如图所示，在地面上发射一颗卫星，进入椭圆轨道Ⅱ运行，其发射速度 A. 等于 B. 大于 C. 大于，小于 D. 大于，小于 【答案】C  【解答】根据宇宙速度的意义可知，在地面上发射一颗卫星，要进入椭圆轨道Ⅱ运行，其发射速度需大于，小于，故C正确． 3.宇宙速度是从地球表面向宇宙空间发射人造地球卫星、行星际和恒星际飞行器所需的最低速度．下列关于宇宙速度的说法正确的是(    ) A. 第一宇宙速度是人造地球卫星的最小发射速度 B. 若飞行器的发射速度大于第二宇宙速度，则飞行器将绕地球做椭圆运动 C. 若飞行器的发射速度大于第三宇宙速度，则飞行器将绕太阳运动 D. 卫星绕地球做圆周运动的速率可能大于第一宇宙速度 【答案】A  【解析】第一宇宙速度是人造地球卫星的最小发射速度，也是地球卫星绕地球飞行的最大速度，故A正确，D错误； B.第二宇宙速度是在地面上发射物体，使之成为绕太阳运动或绕其他行星运动的人造卫星所必需的最小发射速度，故B错误； C.第三宇宙速度是在地面上发射物体，使之飞到太阳系以外的宇宙空间所必需的最小发射速度，故C错误。 故选A。 4.我国首次火星探测任务被命名为“天问一号”。已知火星质量约为地球质量的，半径约为地球半径的，下列说法正确的是(    ) A. 火星探测器的发射速度应大于地球的第二宇宙速度 B. 火星探测器的发射速度应介于地球的第一和第二宇宙速度之间 C. 火星的第一字宙速度大于地球的第一宇宙速度 D. 火星表面的重力加速度大于地球表面的重力加速度 【答案】A  【解答】A、当发射速度大于第二宇宙速度时，探测器将脱离地球的引力在太阳系的范围内运动，火星在太阳系内，所以火星探测器的发射速度应大于第二宇宙速度，故A正确； B、第二宇宙速度是探测器脱离地球的引力到太阳系中的临界条件，当发射速度介于地球的第一和第二宇宙速度之间时，探测器将围绕地球运动，故B错误； C、万有引力提供向心力，则有： 解得第一宇宙速度为： 所以火星的第一宇宙速度为：，因此火星的第一宇宙速度小于地球的第一宇宙速度，故C错误； D、万有引力近似等于重力，则有： 解得：火星表面的重力加速度，，所以火星表面的重力加速度小于地球表面的重力加速度，故D错误。 故选：。 5.年月，我国天问一号在火星上空的“遥感使命椭圆轨道”运行，最终顺利降落在火星乌托邦平原。已知火星的质量为，半径为，火星表面的重力加速度为，引力常量为。下列说法正确的是(    ) A. 天问一号的发射速度小于地球的第二宇宙速度 B. 火星的第一宇宙速度为 C. 火星的平均密度为 D. 天问一号在“遥感使命椭圆轨道”运行的最小速度为 【答案】B  【解析】A.天问一号要脱离地球引力，则发射速度要大于地球的第二宇宙速度，故 A错误 A.由万有引力提供向心力可得，可得火星的第一宇宙速度为，故B正确 C.火星的平均密度，故C错误 D、天问一号在火星上空的“遥感使命椭圆轨道”运行的最小速度一定小于火星的第一宇宙速度，故D错误。 6.如图所示，“北斗”卫星导航定位系统由地球同步卫星，中轨道卫星和倾斜同步卫星组成．下列说法正确的是 A. 地球同步卫星的线速度比静止在赤道上物体的大 B. 地球同步卫星的运行速度大于第一宇宙速度 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同步卫星的小 【答案】A  【解析】A.地球同步卫星的角速度等于地球自转的角速度，根据知，地球同步卫星的线速度比静止在赤道上物体的大，故A正确； B.第一宇宙速度是卫星绕地球做匀速圆周运动的最大运行速度，则地球同步卫星的运行速度小于第一宇宙速度，故B错误； C.中轨道卫星的轨道半径比地球同步卫星的小，根据开普勒第三定律知，中轨道卫星的周期小于地球同步卫星的周期，故C错误； D.根据得，则中轨道卫星的向心加速度比地球同步卫星的大，故 D错误。 二、多选题。 7.北京时间年月日时分，搭载神舟十八号载人飞船的长征二号遥十八运载火箭在酒泉卫星发射中心点火发射，约分钟后，神舟十八号载人飞船与火箭成功分离，进入预定轨道后，于年月日时分成功对接于空间站天和核心舱径向端口，下列说法正确的是(    ) A. 航天员在空间站处于失重状态 B. 空间站的环绕速度大于 C. 空间站的加速度大于地面的重力加速度 D. 神舟十八号载人飞船的发射速度大于 【答案】AD  【解析】A.航天员在空间站处于失重状态，选项A正确 B.空间站的环绕速度小于，选项B错误 C.空间站的加速度小于地面的重力加速度，选项C错误 D.神舟十八号载人飞船的发射速度大于，选项D正确。 8.为了实现人类登陆火星的梦想，我国宇航员王跃和俄罗斯宇航员一起进行了“模拟登火星”的实验活动，假设火星半径与地球半径之比为：，火星质量与地球质量之比为：，已知地球表面的重力加速度为，地球半径为，万有引力常量为，忽略自转的影响，则(    ) A. 火星表面与地球表面的重力加速度之比为： B. 火星的密度为 C. 火星的第一宇宙速度与地球的第一宇宙速度之比为 D. 若王跃以相同初速度在火星表面与地球表面能竖直跳起的最大高度之比为： 【答案】CD  【解答】A.根据，可得重力加速度，得火星与地球表面的重力加速度之比为：，故A错误； B.在火星表面：，，解得火星的密度：，故B错误； C.由得：，则，火星的第一宇宙速度是地球第一宇宙速度的倍，故C正确； D.王跃以在地球起跳时，根据竖直上抛的运动规律得出可跳的最大高度是：，则能达到的最大高度是 ，故D正确。 故选CD。 9.关于第一宇宙速度，下列说法正确的是(    ) A. 它是人造地球卫星绕地球飞行的最小速度 B. 它是近地圆形轨道上人造地球卫星的运行速度 C. 它是能使卫星进入轨道的最小发射速度 D. 它是卫星在椭圆轨道上运行时近地点的速度 【答案】BC  【解答】解：、人造卫星在圆轨道上运行时，由得运行速度为，由此可知轨道半径越小，速度越大，由于第一宇宙速度对应的轨道半径为近地轨道半径，半径最小，故第一宇宙速度是卫星在圆轨道上运行的最大速度，也是近地圆形轨道上人造卫星的运行速度，故A错误，B正确； 、它是人造地球卫星在近地圆轨道上的运行速度，它是人造地球卫星在圆轨道上运行的最大速度，它也是卫星进入近地圆形轨道的最小发射速度，故C正确，D错误； 故选：。 10.据报道，中核集团原子能科学研究院团队利用核技术对“嫦娥五号”月球土壤样品进行分析研究，准确测定了月壤样品中多种元素的含量。当“嫦娥五号”在距月球表面高度为的圆轨道上飞行时，飞行周期为，已知月球的半径为，引力常量为，下列说法正确的是(    ) A. 月球的质量为 B. 月球的密度为 C. 月球的第一宇宙速度为 D. 月球表面的重力加速度为 【解答】 A.对“嫦娥五号”万有引力提供向心力，则，可得月球的质量，故A正确； B.月球密度，故B错误； C.月球的第一宇宙速度，故C正确； D.根据月球表面，可得月球表面的重力加速度为，故D错误。 11.“羲和号”是我国首颗小时全天候对太阳进行观测的试验卫星。可认为其绕地球做匀速圆周运动，距地高度，轨道平面与赤道平面垂直，如图所示。则“羲和号”(    ) A. 运行周期为 B. 重力加速度小于 C. 线速度大于第一宇宙速度 D. 角速度大于赤道上物体的角速度 【答案】BD  【解析】C.地球第一宇宙速度等于地面表面轨道卫星绕地球做匀速圆周运动的线速度，是卫星绕地球做匀速圆周运动的最大运行速度，则“羲和号”的线速度小于第一宇宙速度，故C错误； 根据万有引力提供向心力可得，可得，，，由题意可知“羲和号”距离地面的距离小于同步卫星的距离，则“羲和号”的运动周期小于同步卫星的运动周期，“羲和号”的角速度大于地球同步卫星的角速度，赤道上物体的角速度等于地球同步卫星的角速度，故A错误，BD正确。 12.如图所示，是静止在赤道上的物体，、是同一平面内两颗人造卫星。位于离地高度等于地球半径的圆形轨道上，是地球同步卫星。下列说法中正确的是(    ) A. 卫星的速度大小小于地球的第一宇宙速度 B. A、的线速度大小关系为 C. B、的向心加速度大小关系为 D. A、、周期大小关系为 【答案】AD  【解析】A、第一宇宙速度是绕地球做圆周运动的最大的环绕速度，由于卫星的轨道半径大于地球的半径，则卫星的速度小于地球的第一宇宙速度，故A正确； B、对于、，、的角速度相等，根据，可得，对于、，根据万有引力提供向心力有，，可得，故，故B错误； C、对于、，根据万有引力提供向心力有，可得，故C错误； D、、的角速度相等，则、的周期相等，根据万有引力提供向心力有，可得，故，故D正确。 故选AD。 三、计算题。 13.若已知火星半径为，年月，我国发射的火星探测器“天问一号”在距火星表面高为的圆轨道上飞行，周期为，引力常量为，不考虑火星的自转，求： 火星表面的重力加速度； 火星的密度； 火星表面的环绕速度。 【答案】解：飞船在距离火星表面高度为的圆轨道上做匀速圆周运动，由牛顿第二定律：， 在火星表面，重力等于万有引力，故， 联立知，火星表面的重力加速度大小； 由知，火星的质量， 故火星的密度为； 绕火星表面运行时，由牛顿第二定律： ， 解得火星表面的环绕速度大小。  14.火星探测器“天问一号”是由环绕器、着陆器和巡视器三部分组成，总质量达到吨左右，其中环绕器的作用之一是为“祝融号”提供中继通信，是火星车与地球之间的“通信员”。目前，环绕器已在航天员的精确操控下，进入遥感使命轨道，已知遥感使命轨道离火星表面的距离为，环绕器在遥感使命轨道的运动可视为匀速圆周运动，绕行周期为，火星的半径为，火星的自转周期为，引力常量为，球体体积为球体半径，求： 火星的密度； 火星赤道处的重力加速度大小； 火星的第一宇宙速度。 【答案】环绕器绕火星运动的向心力由火星对环绕器的万有引力提供， 可得火星质量 又 火星的密度； 在赤道处 解得； 卫星在火星表面运行时 解得。 15.年月日，嫦娥七号中继星“鹊桥二号”成功发射升空，月日“鹊桥二号”顺利进入环月轨道飞行，“鹊桥二号”环月飞行运动可看作匀速圆周运动。已知月球半径为，环月轨道距月球表面高度为，“鹊桥二号”环月飞行的周期为，引力常量为。求： 月球的质量； 月球的第一宇宙速度。 【答案】解：由万有引力提供向心力有 ，解得； 月球表面近地卫星的运行速度等于月球的第一宇宙速度，即， 故。 12 / 14 学科网（北京）股份有限公司 $ 目录 第16课时　宇宙航行 1 考点一　宇宙速度 1 考点二　人造地球卫星及载人航天与太空探索 3 考点三　地球同步卫星、近地卫星、赤道上物体的比较 5 巩固训练·提升能力 7 第16课时　宇宙航行 考点一　宇宙速度 必备知识·回顾梳理 1.第一宇宙速度 (1)定义：物体在地球附近绕地球做匀速圆周运动的速度，叫作第一宇宙速度。 (2)大小：v=7.9 km/s。  (3)意义：是飞行器成为卫星的最小发射速度；是卫星的最大环绕速度。 2.第二宇宙速度 当飞行器的速度等于或大于11.2 km/s时，它就会克服地球的引力，永远离开地球。我们把11.2 km/s叫作第二宇宙速度。  3.第三宇宙速度 在地面附近发射的飞行器，如果要使其挣脱太阳引力的束缚，飞到太阳系外，必须使它的速度等于或大于16.7 km/s，这个速度叫作第三宇宙速度。  关键能力·规律方法 1、第一宇宙速度的计算方法 方法一：万有引力提供向心力，由G＝m得v＝。 方法二：重力提供向心力，由mg＝m得v＝。　　　　 2、最小发射速度与最大环绕速度 （1）“最小发射速度”：如果发射速度低于第一宇宙速度，因为受到地球引力作用，发射出去的卫星就会再回到地球上，所以第一宇宙速度是发射人造卫星的最小速度。 （2）“最大环绕速度”：在所有环绕地球做匀速圆周运动的卫星中，近地卫星的轨道半径最小，由G＝m可得v＝ ，轨道半径越小，线速度越大，所以在这些卫星中，近地卫星的线速度即第一宇宙速度是最大环绕速度。 （3）第一宇宙速度有三种说法：它是人造地球卫星在近地圆轨道上的运行速度，它是人造地球卫星在圆轨道上运行的最大速度，它是卫星进入近地圆形轨道的最小发射速度． 3、卫星的轨道与发射速度关系 （1）当7.9 km/s≤v发＜11.2 km/s时，卫星绕地球做椭圆运动。 （2）当11.2 km/s≤v发＜16.7 km/s时，卫星绕太阳旋转，成为太阳系一颗“小行星”，或绕其他行星旋转，成为其他行星的一颗卫星。 （3）当v发≥16.7 km/s时，卫星脱离太阳的引力束缚跑到太阳系以外的空间中去。 例题分析·考点题型 【例题1】（多选） 关于宇宙速度，下列说法正确的是 A. 第一宇宙速度是人造地球卫星的最小发射速度 B. 第一宇宙速度是人造地球卫星的最大环绕速度 C. 第二宇宙速度是卫星在椭圆轨道上运行时在远地点的速度 D. 第三宇宙速度是发射人造太阳卫星的最小速度 【变式训练1】（单选）年月日，长征五号运载火箭在中国文昌航天发射场成功首飞，将新一代载人飞船试验船送入太空，若试验船绕地球做匀速圆周运动，周期为，离地高度为，已知地球半径为，万有引力常量为，则(    ) A. 试验船的运行速度为 B. 地球的第一宇宙速度为 C. 地球的质量为 D. 地球表面的重力加速度为 【变式训练2】某宇航员到达一星球表面，将一质量为的物体从地面某高度处高度远小于星球半径沿水平方向以初速度抛出，经过时间落地，此时速度方向与水平方向夹角为，已知引力常量为，星球的半径。忽略该星球自转的影响，，求： 该星球的第一宇宙速度； 该星球的平均密度； 考点二　人造地球卫星及载人航天与太空探索 必备知识·回顾梳理 1.人造地球卫星的轨道 人造卫星绕地球做匀速圆周运动时，由地球对它的万有引力充当向心力。因此卫星绕地球做匀速圆周运动的圆心必与地心重合，其轨道可分为三类(如图所示) (1)赤道轨道：卫星的轨道与赤道共面，卫星始终处于赤道正上方。 (2)极地轨道：卫星的轨道与赤道平面垂直，卫星经过两极上方。 (3)一般轨道：卫星的轨道与赤道平面成某一角度。 2.人造卫星的运行规律 设人造卫星的运行速度为v、角速度为ω、周期为T，向心加速度为an、轨道半径为r，地球质量为M，人造卫星做匀速圆周运动所需要的向心力由万有引力提供。即： 越高越慢（高轨低速长周期） 3.近地卫星、同步卫星、极地卫星和月球 (1)近地卫星：地球表面附近的卫星，r≈R；线速度大小v≈7.9 km/s、周期T＝≈85 min，分别是人造地球卫星做匀速圆周运动的最大速度和最小周期。 (2)地球同步卫星：位于地面上方高度约36000 km处，周期与地球自转周期相同。其中一种的轨道平面与赤道平面成0度角，运动方向与地球自转方向相同。因其相对地面静止，也称静止卫星。主要用于通信，故也称通信卫星。 (3)极地卫星：轨道平面与赤道平面夹角为90°的人造地球卫星，运行时能到达南北极上空。 (4)月球绕地球的公转周期T＝27.3天，月球和地球间的平均距离约38万千米，大约是地球半径的60倍。 4.静止卫星的六个“一定” 例题分析·考点题型 【例题1】（单选）我国高分系列卫星的高分辨对地观察能力不断提高。今年月日发射的“高分五号”轨道高度约为，之前已运行的“高分四号”轨道高度约为，它们都绕地球做圆周运动。与“高分四号”相比，下列物理量中“高分五号”较小的是(    ) A. 周期  B. 角速度 C. 线速度  D. 向心加速度 【变式训练1】（单选）年月日，我国在西昌卫星发射中心使用长征三号乙运载火箭成功将互联网高轨卫星星发射升空。这是长征系列运载火箭的第次飞行。如图所示，最初该卫星在轨道上绕地球做匀速圆周运动，后来卫星通过变轨在轨道上绕地球做匀速圆周运动。下列说法正确的是(    ) A. 卫星在轨道上运行的周期小于在轨道上运行的周期 B. 卫星在轨道上运行的速度大于在轨道上运行的速度 C. 卫星在轨道上运行的角速度小于在轨道上运行的角速度 D. 卫星在轨道上运行的线速度大于地球的第一宇宙速度 【变式训练2】（多选）.年月日，中非北斗卫星导航系统及遥感应用联合实验室在北京航空航天大学揭牌。我国的北斗系统主要由地球同步轨道卫星和中轨道卫星组成，若其中两卫星在同一平面内环绕地球做匀速圆周运动，且绕行方向相同。如图，质量为的同步轨道卫星在以地球中心为圆心、半径为的圆轨道上运动，周期为。质量为的中轨道卫星绕地球做轨道半径为的匀速圆周运动，下列说法正确的是 A. 地球的质量为 B. 地球表面的重力加速度大小为 C. 同步轨道卫星与中轨道卫星速度大小之比为 D. 中轨道卫星做圆周运动的周期为 考点三　地球同步卫星、近地卫星、赤道上物体的比较 必备知识·回顾梳理 地球同步卫星、近地卫星、赤道上的物体的比较 赤道上的物体 近地卫星 地球同步卫星 向心力来源 万有引力和支持力的合力 万有引力 向心力方向 指向地心 重力与万有引力的关系 重力略小于万有引力 重力等于万有引力 线速度 v1=ω1R v2= v3= ω3(R+h) = v1<v3<v2(v2为第一宇宙速度) 角速度 ω1=ω自 ω2= ω3=ω自= ω1=ω3<ω2 向心加速度 a1=R a2=R = a3= (R+h) = a1<a3<a2 例题分析·考点题型 【例题1】（单选）如图所示，是地球赤道上的一点，时刻在的正上空有、、三颗轨道均位于赤道平面的地球卫星，这些卫星绕地球做匀速圆周运动的运行方向均与地球自转方向顺时针转动相同，其中是地球同步卫星设卫星绕地球运行的周期为，则在时刻这些卫星相对的位置最接近实际的是(    ) A. B. C. D. 【变式训练1】（单选）有、、、四颗地球卫星，卫星还未发射，在地球赤道上随地球表面一起转动，卫星处于地面附近近地轨道上正常运动，是地球同步卫星，是高空探测卫星，各卫星排列位置如图所示，则说法错误的是(    ) A. 的向心加速度小于重力加速度 B. 在相同时间内转过的弧长最长 C. 在内转过的圆心角是 D. 的运动周期有可能是 【变式训练2】（单选）如图所示，卫星是年月日我国成功发射的遥感三十五号组卫星，卫星是地球同步卫星，若它们均可视为绕地球做匀速圆周运动，卫星是地球赤道上还未发射的卫星，下列说法正确的是(    ) A. 卫星、、的速度大小关系为 B. 因，要将卫星转移到卫星的轨道上需要对卫星减速 C. 卫星在内转过的圆心角是 D. 卫星的向心加速度大小大于卫星随地球自转的向心加速度大小 题后反思·方法与技巧 比较同步卫星、近地卫星与赤道物体时抓住相同点两两比较： ①同步卫星与赤道上物体的运行周期相同：T＝24 h。 ②近地卫星与赤道上物体的运行轨道半径相同(等于地球半径)。 ③近地卫星与同步卫星都为万有引力全部提供向心力，满足越高越慢的规律。　　　 巩固训练·提升能力 一、单选题。 1.如图所示为教材中关于“天体运行中三个宇宙速度”的插图，其中有条轨道，下列说法正确的是(    ) A. 轨道对应的速度是卫星绕地球运行所需的最大发射速度 B. 轨道对应的速度是圆轨道卫星的最大环绕速度 C. 轨道上卫星单位时间扫过的面积等于轨道上卫星单位时间扫过的面积 D. 卫星沿轨道运动，将脱离太阳引力的束缚，飞出太阳系 2.如图所示，在地面上发射一颗卫星，进入椭圆轨道Ⅱ运行，其发射速度 A. 等于 B. 大于 C. 大于，小于 D. 大于，小于 3.宇宙速度是从地球表面向宇宙空间发射人造地球卫星、行星际和恒星际飞行器所需的最低速度．下列关于宇宙速度的说法正确的是(    ) A. 第一宇宙速度是人造地球卫星的最小发射速度 B. 若飞行器的发射速度大于第二宇宙速度，则飞行器将绕地球做椭圆运动 C. 若飞行器的发射速度大于第三宇宙速度，则飞行器将绕太阳运动 D. 卫星绕地球做圆周运动的速率可能大于第一宇宙速度 4.我国首次火星探测任务被命名为“天问一号”。已知火星质量约为地球质量的，半径约为地球半径的，下列说法正确的是(    ) A. 火星探测器的发射速度应大于地球的第二宇宙速度 B. 火星探测器的发射速度应介于地球的第一和第二宇宙速度之间 C. 火星的第一字宙速度大于地球的第一宇宙速度 D. 火星表面的重力加速度大于地球表面的重力加速度 5.年月，我国天问一号在火星上空的“遥感使命椭圆轨道”运行，最终顺利降落在火星乌托邦平原。已知火星的质量为，半径为，火星表面的重力加速度为，引力常量为。下列说法正确的是(    ) A. 天问一号的发射速度小于地球的第二宇宙速度 B. 火星的第一宇宙速度为 C. 火星的平均密度为 D. 天问一号在“遥感使命椭圆轨道”运行的最小速度为 6.如图所示，“北斗”卫星导航定位系统由地球同步卫星，中轨道卫星和倾斜同步卫星组成．下列说法正确的是 A. 地球同步卫星的线速度比静止在赤道上物体的大 B. 地球同步卫星的运行速度大于第一宇宙速度 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同步卫星的小 二、多选题。 7.北京时间年月日时分，搭载神舟十八号载人飞船的长征二号遥十八运载火箭在酒泉卫星发射中心点火发射，约分钟后，神舟十八号载人飞船与火箭成功分离，进入预定轨道后，于年月日时分成功对接于空间站天和核心舱径向端口，下列说法正确的是(    ) A. 航天员在空间站处于失重状态 B. 空间站的环绕速度大于 C. 空间站的加速度大于地面的重力加速度 D. 神舟十八号载人飞船的发射速度大于 8.为了实现人类登陆火星的梦想，我国宇航员王跃和俄罗斯宇航员一起进行了“模拟登火星”的实验活动，假设火星半径与地球半径之比为：，火星质量与地球质量之比为：，已知地球表面的重力加速度为，地球半径为，万有引力常量为，忽略自转的影响，则(    ) A. 火星表面与地球表面的重力加速度之比为： B. 火星的密度为 C. 火星的第一宇宙速度与地球的第一宇宙速度之比为 D. 若王跃以相同初速度在火星表面与地球表面能竖直跳起的最大高度之比为： 9.关于第一宇宙速度，下列说法正确的是(    ) A. 它是人造地球卫星绕地球飞行的最小速度 B. 它是近地圆形轨道上人造地球卫星的运行速度 C. 它是能使卫星进入轨道的最小发射速度 D. 它是卫星在椭圆轨道上运行时近地点的速度 10.据报道，中核集团原子能科学研究院团队利用核技术对“嫦娥五号”月球土壤样品进行分析研究，准确测定了月壤样品中多种元素的含量。当“嫦娥五号”在距月球表面高度为的圆轨道上飞行时，飞行周期为，已知月球的半径为，引力常量为，下列说法正确的是(    ) A. 月球的质量为 B. 月球的密度为 C. 月球的第一宇宙速度为 D. 月球表面的重力加速度为 11.“羲和号”是我国首颗小时全天候对太阳进行观测的试验卫星。可认为其绕地球做匀速圆周运动，距地高度，轨道平面与赤道平面垂直，如图所示。则“羲和号”(    ) A. 运行周期为 B. 重力加速度小于 C. 线速度大于第一宇宙速度 D. 角速度大于赤道上物体的角速度 12.如图所示，是静止在赤道上的物体，、是同一平面内两颗人造卫星。位于离地高度等于地球半径的圆形轨道上，是地球同步卫星。下列说法中正确的是(    ) A. 卫星的速度大小小于地球的第一宇宙速度 B. A、的线速度大小关系为 C. B、的向心加速度大小关系为 D. A、、周期大小关系为 三、计算题。 13.若已知火星半径为，年月，我国发射的火星探测器“天问一号”在距火星表面高为的圆轨道上飞行，周期为，引力常量为，不考虑火星的自转，求： 火星表面的重力加速度； 火星的密度； 火星表面的环绕速度。 14.火星探测器“天问一号”是由环绕器、着陆器和巡视器三部分组成，总质量达到吨左右，其中环绕器的作用之一是为“祝融号”提供中继通信，是火星车与地球之间的“通信员”。目前，环绕器已在航天员的精确操控下，进入遥感使命轨道，已知遥感使命轨道离火星表面的距离为，环绕器在遥感使命轨道的运动可视为匀速圆周运动，绕行周期为，火星的半径为，火星的自转周期为，引力常量为，球体体积为球体半径，求： 火星的密度； 火星赤道处的重力加速度大小； 火星的第一宇宙速度。 15.年月日，嫦娥七号中继星“鹊桥二号”成功发射升空，月日“鹊桥二号”顺利进入环月轨道飞行，“鹊桥二号”环月飞行运动可看作匀速圆周运动。已知月球半径为，环月轨道距月球表面高度为，“鹊桥二号”环月飞行的周期为，引力常量为。求： 月球的质量； 月球的第一宇宙速度。 12 / 14 学科网（北京）股份有限公司 $ 目录 第16课时　宇宙航行 1 考点一　宇宙速度 1 考点二　人造地球卫星及载人航天与太空探索 3 考点三　地球同步卫星、近地卫星、赤道上物体的比较 5 巩固训练·提升能力 7 第16课时　宇宙航行 考点一　宇宙速度 例题分析·考点题型 【例题1】（多选） 关于宇宙速度，下列说法正确的是 A. 第一宇宙速度是人造地球卫星的最小发射速度 B. 第一宇宙速度是人造地球卫星的最大环绕速度 C. 第二宇宙速度是卫星在椭圆轨道上运行时在远地点的速度 D. 第三宇宙速度是发射人造太阳卫星的最小速度 【变式训练1】（单选）年月日，长征五号运载火箭在中国文昌航天发射场成功首飞，将新一代载人飞船试验船送入太空，若试验船绕地球做匀速圆周运动，周期为，离地高度为，已知地球半径为，万有引力常量为，则(    ) A. 试验船的运行速度为 B. 地球的第一宇宙速度为 C. 地球的质量为 D. 地球表面的重力加速度为 【变式训练2】某宇航员到达一星球表面，将一质量为的物体从地面某高度处高度远小于星球半径沿水平方向以初速度抛出，经过时间落地，此时速度方向与水平方向夹角为，已知引力常量为，星球的半径。忽略该星球自转的影响，，求： 该星球的第一宇宙速度； 该星球的平均密度； 考点二　人造地球卫星及载人航天与太空探索 例题分析·考点题型 【例题1】（单选）我国高分系列卫星的高分辨对地观察能力不断提高。今年月日发射的“高分五号”轨道高度约为，之前已运行的“高分四号”轨道高度约为，它们都绕地球做圆周运动。与“高分四号”相比，下列物理量中“高分五号”较小的是(    ) A. 周期  B. 角速度 C. 线速度  D. 向心加速度 【变式训练1】（单选）年月日，我国在西昌卫星发射中心使用长征三号乙运载火箭成功将互联网高轨卫星星发射升空。这是长征系列运载火箭的第次飞行。如图所示，最初该卫星在轨道上绕地球做匀速圆周运动，后来卫星通过变轨在轨道上绕地球做匀速圆周运动。下列说法正确的是(    ) A. 卫星在轨道上运行的周期小于在轨道上运行的周期 B. 卫星在轨道上运行的速度大于在轨道上运行的速度 C. 卫星在轨道上运行的角速度小于在轨道上运行的角速度 D. 卫星在轨道上运行的线速度大于地球的第一宇宙速度 【变式训练2】（多选）.年月日，中非北斗卫星导航系统及遥感应用联合实验室在北京航空航天大学揭牌。我国的北斗系统主要由地球同步轨道卫星和中轨道卫星组成，若其中两卫星在同一平面内环绕地球做匀速圆周运动，且绕行方向相同。如图，质量为的同步轨道卫星在以地球中心为圆心、半径为的圆轨道上运动，周期为。质量为的中轨道卫星绕地球做轨道半径为的匀速圆周运动，下列说法正确的是 A. 地球的质量为 B. 地球表面的重力加速度大小为 C. 同步轨道卫星与中轨道卫星速度大小之比为 D. 中轨道卫星做圆周运动的周期为 考点三　地球同步卫星、近地卫星、赤道上物体的比较 例题分析·考点题型 【例题1】（单选）如图所示，是地球赤道上的一点，时刻在的正上空有、、三颗轨道均位于赤道平面的地球卫星，这些卫星绕地球做匀速圆周运动的运行方向均与地球自转方向顺时针转动相同，其中是地球同步卫星设卫星绕地球运行的周期为，则在时刻这些卫星相对的位置最接近实际的是(    ) A. B. C. D. 【变式训练1】（单选）有、、、四颗地球卫星，卫星还未发射，在地球赤道上随地球表面一起转动，卫星处于地面附近近地轨道上正常运动，是地球同步卫星，是高空探测卫星，各卫星排列位置如图所示，则说法错误的是(    ) A. 的向心加速度小于重力加速度 B. 在相同时间内转过的弧长最长 C. 在内转过的圆心角是 D. 的运动周期有可能是 【变式训练2】（单选）如图所示，卫星是年月日我国成功发射的遥感三十五号组卫星，卫星是地球同步卫星，若它们均可视为绕地球做匀速圆周运动，卫星是地球赤道上还未发射的卫星，下列说法正确的是(    ) A. 卫星、、的速度大小关系为 B. 因，要将卫星转移到卫星的轨道上需要对卫星减速 C. 卫星在内转过的圆心角是 D. 卫星的向心加速度大小大于卫星随地球自转的向心加速度大小 巩固训练·提升能力 一、单选题。 1.如图所示为教材中关于“天体运行中三个宇宙速度”的插图，其中有条轨道，下列说法正确的是(    ) A. 轨道对应的速度是卫星绕地球运行所需的最大发射速度 B. 轨道对应的速度是圆轨道卫星的最大环绕速度 C. 轨道上卫星单位时间扫过的面积等于轨道上卫星单位时间扫过的面积 D. 卫星沿轨道运动，将脱离太阳引力的束缚，飞出太阳系 2.如图所示，在地面上发射一颗卫星，进入椭圆轨道Ⅱ运行，其发射速度 A. 等于 B. 大于 C. 大于，小于 D. 大于，小于 3.宇宙速度是从地球表面向宇宙空间发射人造地球卫星、行星际和恒星际飞行器所需的最低速度．下列关于宇宙速度的说法正确的是(    ) A. 第一宇宙速度是人造地球卫星的最小发射速度 B. 若飞行器的发射速度大于第二宇宙速度，则飞行器将绕地球做椭圆运动 C. 若飞行器的发射速度大于第三宇宙速度，则飞行器将绕太阳运动 D. 卫星绕地球做圆周运动的速率可能大于第一宇宙速度 4.我国首次火星探测任务被命名为“天问一号”。已知火星质量约为地球质量的，半径约为地球半径的，下列说法正确的是(    ) A. 火星探测器的发射速度应大于地球的第二宇宙速度 B. 火星探测器的发射速度应介于地球的第一和第二宇宙速度之间 C. 火星的第一字宙速度大于地球的第一宇宙速度 D. 火星表面的重力加速度大于地球表面的重力加速度 5.年月，我国天问一号在火星上空的“遥感使命椭圆轨道”运行，最终顺利降落在火星乌托邦平原。已知火星的质量为，半径为，火星表面的重力加速度为，引力常量为。下列说法正确的是(    ) A. 天问一号的发射速度小于地球的第二宇宙速度 B. 火星的第一宇宙速度为 C. 火星的平均密度为 D. 天问一号在“遥感使命椭圆轨道”运行的最小速度为 6.如图所示，“北斗”卫星导航定位系统由地球同步卫星，中轨道卫星和倾斜同步卫星组成．下列说法正确的是 A. 地球同步卫星的线速度比静止在赤道上物体的大 B. 地球同步卫星的运行速度大于第一宇宙速度 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同步卫星的小 二、多选题。 7.北京时间年月日时分，搭载神舟十八号载人飞船的长征二号遥十八运载火箭在酒泉卫星发射中心点火发射，约分钟后，神舟十八号载人飞船与火箭成功分离，进入预定轨道后，于年月日时分成功对接于空间站天和核心舱径向端口，下列说法正确的是(    ) A. 航天员在空间站处于失重状态 B. 空间站的环绕速度大于 C. 空间站的加速度大于地面的重力加速度 D. 神舟十八号载人飞船的发射速度大于 8.为了实现人类登陆火星的梦想，我国宇航员王跃和俄罗斯宇航员一起进行了“模拟登火星”的实验活动，假设火星半径与地球半径之比为：，火星质量与地球质量之比为：，已知地球表面的重力加速度为，地球半径为，万有引力常量为，忽略自转的影响，则(    ) A. 火星表面与地球表面的重力加速度之比为： B. 火星的密度为 C. 火星的第一宇宙速度与地球的第一宇宙速度之比为 D. 若王跃以相同初速度在火星表面与地球表面能竖直跳起的最大高度之比为： 9.关于第一宇宙速度，下列说法正确的是(    ) A. 它是人造地球卫星绕地球飞行的最小速度 B. 它是近地圆形轨道上人造地球卫星的运行速度 C. 它是能使卫星进入轨道的最小发射速度 D. 它是卫星在椭圆轨道上运行时近地点的速度 10.据报道，中核集团原子能科学研究院团队利用核技术对“嫦娥五号”月球土壤样品进行分析研究，准确测定了月壤样品中多种元素的含量。当“嫦娥五号”在距月球表面高度为的圆轨道上飞行时，飞行周期为，已知月球的半径为，引力常量为，下列说法正确的是(    ) A. 月球的质量为 B. 月球的密度为 C. 月球的第一宇宙速度为 D. 月球表面的重力加速度为 11.“羲和号”是我国首颗小时全天候对太阳进行观测的试验卫星。可认为其绕地球做匀速圆周运动，距地高度，轨道平面与赤道平面垂直，如图所示。则“羲和号”(    ) A. 运行周期为 B. 重力加速度小于 C. 线速度大于第一宇宙速度 D. 角速度大于赤道上物体的角速度 12.如图所示，是静止在赤道上的物体，、是同一平面内两颗人造卫星。位于离地高度等于地球半径的圆形轨道上，是地球同步卫星。下列说法中正确的是(    ) A. 卫星的速度大小小于地球的第一宇宙速度 B. A、的线速度大小关系为 C. B、的向心加速度大小关系为 D. A、、周期大小关系为 三、计算题。 13.若已知火星半径为，年月，我国发射的火星探测器“天问一号”在距火星表面高为的圆轨道上飞行，周期为，引力常量为，不考虑火星的自转，求： 火星表面的重力加速度； 火星的密度； 火星表面的环绕速度。 14.火星探测器“天问一号”是由环绕器、着陆器和巡视器三部分组成，总质量达到吨左右，其中环绕器的作用之一是为“祝融号”提供中继通信，是火星车与地球之间的“通信员”。目前，环绕器已在航天员的精确操控下，进入遥感使命轨道，已知遥感使命轨道离火星表面的距离为，环绕器在遥感使命轨道的运动可视为匀速圆周运动，绕行周期为，火星的半径为，火星的自转周期为，引力常量为，球体体积为球体半径，求： 火星的密度； 火星赤道处的重力加速度大小； 火星的第一宇宙速度。 15.年月日，嫦娥七号中继星“鹊桥二号”成功发射升空，月日“鹊桥二号”顺利进入环月轨道飞行，“鹊桥二号”环月飞行运动可看作匀速圆周运动。已知月球半径为，环月轨道距月球表面高度为，“鹊桥二号”环月飞行的周期为，引力常量为。求： 月球的质量； 月球的第一宇宙速度。 12 / 14 学科网（北京）股份有限公司 $