专题三 人造卫星和宇宙航行（提升卷）-2025-2026学年高一下学期物理人教版必修第二册

专题三人造卫星和宇宙航行（提升卷） 2025-2026学年高一下学期人教版必修二 一、单选题 1．关于开普勒行星运动定律，下列说法不正确的是（　　） A．所有行星绕太阳运动的轨道都是椭圆，太阳处在椭圆的一个焦点上 B．表达式，代表行星与太阳之间的最近距离 C．表达式，与中心天体有关 D．表达式，代表行星运动的公转周期 2．“木星合日”是指当木星和地球分别位于太阳两侧与太阳共线的天文现象。把地球与木星绕太阳的运动看作匀速圆周运动且二者绕行方向相同，已知木星公转的周期为，地球公转的周期为，下列说法正确的是（　　） A．木星公转的周期小于地球公转的周期 B．木星的公转速度小于地球的公转速度 C．在单位时间内木星与太阳连线扫过的面积等于地球与太阳连线扫过的面积 D．相邻两次木星合日的时间间隔为 3．某人造卫星绕地球运动，如图1所示。所受地球引力大小随时间变化的规律如图2所示，t为已知量。已知地球的半径为R，近地点离地面的高度也为R，引力常量为G，假设卫星只受地球引力，下列说法正确的是（　　） A．卫星在近地点与远地点离地的高度之比为 B．卫星在近地点与远地点的加速度大小之比为 C．地球的质量为 D．忽略自转影响，地球表面的重力加速度大小为 4．如图所示，椭圆轨道I是实践—I科学卫星的轨道，其轨道的近地点离地高度为，远地点离地高度为。圆轨道是乾坤一号卫星的轨道，其轨道离地高度为，为两轨道的切点，已知地球半径为，下列说法正确的是（    ） A．实践-I科学卫星和乾坤一号卫星的运行周期之比为 B．在点，实践-I科学卫星的加速度更大 C．乾坤一号卫星想从轨道II变到轨道I，需要在点减速 D．实践-I科学卫星在远地点的速度大小大于乾坤一号卫星的运行速度大小 5．模拟月球表面重力环境可以采用水浮法，即通过调整物体在水中所受浮力与重力的大小关系，实现物体的加速度等于月球表面的重力加速度。已知地球质量是月球的倍、半径是月球的倍，物体的质量为，地球表面的重力加速度为，则模拟时，物体受到的浮力大小为（　　） A． B． C． D． 6．如图所示，某一行星围绕太阳运动，从1→2、从3→4行星与太阳的连线扫过面积相等，运动时间分别是和；运动到1和3处绕太阳的角速度分别是和。下面物理量的比较正确的是（　　） A．， B．， C．， D．， 7．我国载人航天事业已迈入“空间站时代”。若中国空间站绕地球近似做匀速圆周运动，运行的角速度为，轨道半径约为地球半径的倍，已知地球半径为R，引力常量为G，则地球的平均密度约为（　　） A． B． C． D． 二、多选题 8．北斗卫星导航系统中包含地球静止卫星，即相对地面静止的卫星。静止卫星的（　　） A．周期大于地球自转的周期 B．线速度小于地球的第一宇宙速度 C．向心加速度大于地球表面的重力加速度 D．向心加速度大于地球表面物体随地球自转的向心加速度 9．发射地球同步卫星时，先将卫星发射到近地圆轨道1，然后点火，使其沿椭圆轨道2运行，最后再次点火，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（如图），则以下判断正确的是（　　） 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2经过Q点的速度大于它在轨道1经过Q点的速度 C．卫星在轨道2经过Q点的加速度等于它在轨道1经过Q点的加速度 D．卫星在轨道3上的周期小于它在轨道2上的周期 10．如图甲所示，在星球A表面，一质量的物块从倾角为的斜面顶端由静止释放、下滑至斜面底端的过程中物块动能随下降高度h变化的图像如图乙所示。已知物块与斜面之间的动摩擦因数为0.5，星球A的平均密度与地球相同，地球表面的重力加速度大小g取，忽略星球自转，则星球A（　　） A．表面的重力加速度与地球表面重力加速度之比为 B．表面的重力加速度与地球表面重力加速度之比为 C．第一宇宙速度与地球第一宇宙速度之比为 D．第一宇宙速度与地球第一宇宙速度之比为 三、实验题 11．某飞船距离未知星球表面高度H处悬停，在飞船中用如图甲所示的装置研究平抛运动的规律。悬点O正下方P点处有水平放置的炽热电热丝，当悬线摆至电热丝处时能轻易被烧断，小球由于惯性向前飞出做平抛运动。现对小球采用频闪数码照相机连续拍摄，在有坐标纸的背景屏前，拍下了小球在平抛运动过程中的多张照片，经合成后，照片如图乙所示。a、b、c、d为连续四次拍下的小球位置，已知照相机连续拍照的时间间隔是，照片大小如图中坐标所示，又知该照片的长度与实际背景屏的长度之比为，则： (1)由已知信息，可以推算出该高度下的重力加速度为_____（（结果保留2位有效数字）。 (2)若已知该星球半径为R，忽略球体自转，则该星球表面重力加速度为______；第一宇宙速度为______。［用（1）中的结果和R、H表示］ 12．未来星际探索已经成为常态，在某新发现星球表面，宇航员利用图示装置探测该星球表面的重力加速度，铁架台竖直放置，其上端固定电磁铁，通电后能吸住铁质小球，电磁铁正下方安装一个可上下调节位置的光电门。已知小球直径为、小球球心与光电门中心的高度差为。断开电磁铁开关，小球立即自由下落，光电门可以记录小球挡光时间，调节光电门位置，记录多组、数据。 (1)小球经过光电门时的瞬时速度大小__________用已知物理量符号表示。 (2)应用多组、数据，绘制图像，得出的图像斜率为，则该星球表面的重力加速度__________用、表示。 (3)若已知该星球的半径为，引力常量为，结合第问中测得的该星球表面的重力加速度，则该星球的质量__________用、、、表示。 四、解答题 13．2025年4月1日，长征二号丁运载火箭在酒泉卫星发射中心点火升空，成功将互联网技术试验卫星准确送入预定轨道，发射任务取得圆满成功。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，设试验卫星绕地球圆周运动的轨道半径为R1，另一人造卫星01星绕地球圆周运动的轨道半径为R2，且R1<R2。忽略地球自转，求： (1)试验卫星距地面的高度h； (2)某一时刻两卫星与地心位置如图所示，若两颗卫星绕行方向一致，至少经过多长时间，两卫星及地心又在同一直线上。 14．我国发射的嫦娥六号是执行人类首次月背采样并返回任务的探测器。嫦娥六号探测器在月背着陆前，在距月球表面高度为h的轨道上绕月球做匀速圆周运动，在时间t内绕月球转了n圈。已知引力常量为G，月球的半径为R，忽略其他天体对探测器的引力作用，求： （1）探测器绕月做匀速圆周运动的线速度大小； （2）月球的质量； （3）月球表面的重力加速度大小。 15．宇宙飞船（可看作质点）绕地球做匀速圆周运动时，由于地球遮挡阳光，会经历“日全食”过程（宇航员看不见太阳），如图所示，已知地球的半径为R、质量为M、自转的周期为T0，引力常量为G，太阳光可看作平行光，飞船上的宇航员在A点测出对地球的张角为α=60°，求： (1)飞船绕地球运行的线速度大小。 (2)飞船每次“日全食”经历的时间。 (3)一天内飞船经历“日全食”的次数。 参考答案 题号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 答案 B B D A B D C BD BC AC 11．(1)3.0 (2) 12．(1) (2) (3) 13．(1) (2) 【详解】（1）不考虑地球自转，放在地球赤道表面质量为m的物体，有 所以 （2）对两颗人造卫星有， 解得， 由图可知，两卫星在地球同侧，下一次共线两卫星在地球异侧，有 解得 14．（1）；（2）；（3） 【详解】（1）嫦娥六号探测器绕月运动的周期 探测器绕月做匀速圆周运动的线速度大小 解得 （2）探测器绕月球做匀速圆周运动，由万有引力提供向心力，则有 解得 （3）在月球表面有 结合上述解得 15．(1) (2) (3) 【详解】（1）设飞船的质量为m，绕地球做匀速圆周运动的轨道半径为r，如图所示 由几何关系有 解得r=2R 由万有引力提供向心力，则有 解得 （2）由几何关系可知，每次“日全食”过程的时间内飞船转过的圆心角 设飞船的角速度为ω，则有 解得          则“日全食”的时间为 解得 （3）设飞船的周期为T，则有 解得 由于飞船每绕地球一圈经历一次“日全食”，故一天内经历的次数为 解得 1 / 1 学科网（北京）股份有限公司 $