第16讲 人造卫星 宇宙速度（专项训练）（江苏专用）2027年高考物理一轮复习讲练测

第16讲 人造卫星 宇宙速度（专项训练） 目录 模拟·基础演练 1 01 人造卫星 1 02 宇宙速度 4 重难·创新演练 13 真题·实战演练 17 模拟·基础演练 考查重点： 人造卫星 宇宙速度 01 人造卫星 1. 【答案】B 【详解】A．根据万有引力提供向心力得 可得线速度 卫星A的轨道半径小于卫星B，可知卫星A线速度更大，故A错误； B．根据万有引力提供向心力得 可得角速度 卫星A的轨道半径小于卫星B，可知卫星A角速度更大，故B正确； C．根据万有引力提供向心力得 可得周期 卫星A的轨道半径小于卫星B，可知卫星A的周期更小，故C错误； D．根据牛顿第二定律得 解得向心加速度 卫星A的轨道半径小于卫星B，可知卫星A向心加速度更大，故D错误。 故选B。 2. 【答案】D 【详解】A．失重是物体对支持物的压力或对悬挂物的拉力为零，并不表示物体不受重力作用。航天员在航天器中仍受地球引力（重力）作用，故A错误； B．航天器在近地轨道运行时仍受地球引力，并没有摆脱地球引力的束缚。航天器和航天员一起绕地球做圆周运动，处于完全失重状态，故B错误； C．失重并非航天器独有的现象。地面附近自由下落的电梯及其中的物体也可处于失重状态，故C错误； D．航天器绕地球做圆周运动需要指向地心的向心力，地球对航天器的引力正好提供这一向心力，因此引力的存在是航天员能够绕地球运行的前提，故D正确。 故选D。 3. 【答案】D 【详解】地球静止卫星与赤道共平面且相对赤道上的物体静止，因此地球静止卫星的周期、角速度与赤道上物体随地球自转的周期、角速度相同，即， 由可知，由于，故 同理由可知 A和B都是地球的卫星，都围绕着地球做稳定的圆周运动。则根据万有引力提供向心力有 解得，，， 由于，故，，， 综合可得，，， 故选D。 4. 【答案】A 【详解】A．根据 解得 由于两卫星在C点处时r相同，故在该点处二者的加速度相同，故A正确； B．卫星绕地球做匀速圆周运动时有 可得 可知卫星b在过P点圆轨道的运行速度大于卫星a的运行速度，而从P点变轨到椭圆轨道需要点火加速，所以在P点的速度一定比卫星a的运行速度大，故B错误； C．根据同步卫星的最新定义，同步卫星a可能经过江苏上方，故C错误； D.若两卫星在C点相遇，并不意味着它们的轨道周期或相位一定保证下次只在D点再次相遇，能否再在D点相遇取决于二者做完整运动后的同步性，并无必然性，故D错误。 故选A。 5. 【答案】D 【详解】地球同步卫星轨道高度约为36000km，大于组网卫星800km的轨道高度，因此组网卫星的轨道半径小于同步卫星的轨道半径。卫星做匀速圆周运动时，万有引力提供向心力，满足 A．由可知，轨道半径越小周期越小，组网卫星轨道半径更小，周期更小，故A错误； B．由可知，轨道半径越小加速度越大，组网卫星加速度更大，故B错误； C．由可知，轨道半径越小角速度越大，组网卫星角速度更大，故C错误； D．由可知，轨道半径越小线速度越大，组网卫星线速度更大，故D正确。 故选D。 6.【答案】(1) (2) (3) 【详解】（1）由万有引力充当向心力可得可得 则卫星A、B线速度之比为 （2）地球表面及其附近有 对卫星B，由牛顿第二定律得加速度 联立解得 （3）由万有引力充当向心力可得可得 则卫星A的角速度为 则卫星B的角速度为 设从图示时刻至下次共线用时，则有 解得 7. 【答案】(1) (2) 【详解】（1）设月球的质量为，“嫦娥一号”的质量为，其轨道半径为，由万有引力提供向心力得 解得月球的质量 （2）忽略月球自转，设月球表面物体的质量为，月球表面的重力加速度大小为，由月球表面物体所受重力等于万有引力得 解得 代入第（1）问所得月球的质量，得 8. 【答案】(1) (2) 【详解】（1）在天体表面（忽略自转影响），有 解得火星的质量 （2）对同步卫星，根据万有引力提供向心力有 联立解得 可得该同步卫星距离火星表面的高度为 02 宇宙速度 9. 【答案】D 【详解】A．第一宇宙速度是近地圆轨道的环绕速度，轨道越高速度越小，但近地轨道速度略小于，故A错误； B．地球同步卫星周期为，近地轨道周期约，故B错误； C．匀速圆周运动的物体所受合力提供向心力，不为零，不是平衡状态，故C错误； D．卫星在轨道上只受万有引力，处于完全失重状态，故D正确； 故选D。 10．【答案】B 【详解】对于同步卫星，由万有引力提供向心力 该天体的第一宇宙速度是近地卫星的环绕速度，轨道半径近似为天体半径，设为，有 联立解得 故选B。 11.【答案】D 【详解】A．第二宇宙速度是脱离地球引力的最小速度。该卫星绕地球运动，说明卫星的发射速度介于第一宇宙速度（7.9 km/s）和第二宇宙速度（11.2 km/s）之间，故A错误； B．由公式 可知，轨道半径越小，线速度越大，故B错误； C．卫星的加速度 ，地面重力加速度 ，因卫星轨道半径（地球半径），故，故C错误； D．周期，，则，故D正确。 故选D。 12. 【答案】C 【详解】A．根据万有引力提供圆周运动向心力 解得线速度，第一宇宙速度是近地卫星（轨道半径等于地球半径）的环绕速度，物资轨道半径大于地球半径，故线速度小于第一宇宙速度，故A错误； B．根据， 解得周期，同步卫星轨道高度远大于400km，即物资轨道半径小于同步卫星轨道半径，故物资运动周期小于同步卫星，故B错误； C．根据 解得角速度 ，物资轨道半径小于同步卫星轨道半径，故角速度大于同步卫星角速度，故C正确； D．地球对物资的引力满足，物资在轨道上到地心的距离大于地面到地心的距离，故所受引力比静止在地面时小，故D错误。 故选C。 13. 【答案】A 【详解】A．飞船从轨道1变到轨道2，需要在Q点点火加速，发动机做正功，飞船的机械能增大，A正确； B．根据开普勒第二定律，卫星在椭圆轨道上运行时，近地点速度大于远地点速度。Q为近地点，P为远地点，故P点的速度小于Q点速度，B错误； C．Q点是椭圆轨道2的近地点，飞船在Q点需要加速做离心运动脱离圆轨道1，因此飞船在Q点的速度大于第一宇宙速度，C错误； D．由万有引力提供加速度，得 同一位置Q，到地心距离r相同，则飞船在轨道 1、轨道 2 经过Q点时加速度大小相等，D错误。 故选A。 14. 【答案】A 【详解】A．小行星和地球均绕太阳做匀速圆周运动，万有引力提供向心力，开普勒行星运动定律适用。根据开普勒第三定律，绕同一中心天体的天体满足（为常量），小行星轨道半径，因此公转周期，故A正确； B．由万有引力提供向心力，推导得 轨道半径越大线速度越小，小行星轨道半径更大，故线速度小于地球的线速度，故B错误； C．7.9km/s是第一宇宙速度（绕地球表面做圆周运动的最小发射速度），11.2km/s是第二宇宙速度（脱离地球引力的最小发射速度）。要到达绕太阳运行的小行星，航天器需脱离地球引力，发射速度应大于11.2km/s，故C错误； D．万有引力提供向心力的公式中，小行星质量会被约去，仅能根据轨道参数和万有引力常量计算中心天体太阳的质量，无法得到小行星的质量，故D错误。 故选A。 15. 【答案】D 【详解】A．由于近地小行星在太阳系中，因此“天问2号”的发射速度小于第三宇宙速度，故A错误； B．“天问2号”从轨道Ⅰ变轨到轨道Ⅱ要减速，机械能会减小，故B错误； C．“天问2号”在Ⅲ轨道的P点需要点火加速变轨到Ⅱ轨道，在Ⅱ轨道的P点的速度大于v，故C错误； D．根据开普勒第三定律，故D正确。 故选D。 16. 【答案】(1) (2)，该高度的环绕速度小于地球第一宇宙速度 【详解】（1）物体抛出前随地球自转做匀速圆周运动，圆周运动的轨道半径为地球半径与海拔高度之和，即 物体随地球自转，周期等于地球自转周期，故物体抛出前的线速度大小 （2）物体在海拔高处环绕地球做匀速圆周运动时，万有引力完全提供向心力，满足 解得 地球的第一宇宙速度是近地卫星的环绕速度，近地卫星轨道半径近似等于地球半径，同理，由万有引力提供向心力可得 解得 故该高度的环绕速度小于地球第一宇宙速度。 重难·创新演练 设题创新:与前沿科技结合(T5); 1．【答案】A 【详解】第一宇宙速度为近地卫星的环绕速度，由万有引力提供向心力，可得，化简得 星球质量，将其代入的表达式，得 由于该星球与地球平均密度相等，因此第一宇宙速度与星球半径成正比，即 故选A。 2. 【答案】D 【详解】A．航天员的重力本质是地球对其的万有引力，空间站中圆周运动的向心力全部由万有引力提供，航天员处于完全失重状态，并非不受重力，A错误； B．第一宇宙速度是近地卫星的环绕速度，也是绕地球做匀速圆周运动的最大环绕速度。 由万有引力提供向心力 解得 空间站轨道半径大于地球半径，因此运行速度小于第一宇宙速度，B错误； C．由万有引力提供加速度 解得 空间站轨道半径大于地球半径，因此加速度小于地面附近的重力加速度，C错误； D．由万有引力提供向心力 解得 地球同步卫星轨道高度约36000km，周期等于地球自转周期，空间站轨道高度仅400km，轨道半径越小周期越小，空间站轨道半径远小于同步卫星轨道，因此空间站运行周期小于地球自转周期，D正确。 故选D。 3. 【答案】C 【详解】A．同步卫星周期为，由万有引力提供向心力 解得 可知轨道半径越小周期越小，该卫星周期小于同步卫星周期，故轨道半径更小，卫星的高度低于同步卫星，故A错误； B．卫星做匀速圆周运动，加速度为向心加速度，大小不变但方向始终指向地心，随运动不断变化，加速度不恒定，故B错误； C．第一宇宙速度是近地卫星的环绕速度，也是所有圆轨道卫星的最大环绕速度，由 得 轨道半径越大线速度越小，该卫星轨道半径大于近地卫星，故运行速度小于第一宇宙速度，故C正确； D．由万有引力公式，卫星在轨道上到地心的距离大于地球半径，故所受地球引力比在地面上小，故D错误。 故选C。 4. 【答案】C 【详解】A．嫦娥六号发射出去后绕地球做椭圆运动，没有离开地球束缚，故嫦娥六号的发射速度大于第一宇宙速度7.9km/s，小于第二宇宙速度11.2km/s。故A错误； BC．嫦娥六号在轨道1上的P点处减速，使万有引力大于向心力做近心运动，才能进入轨道2，嫦娥六号的机械能减小，则在轨道1与轨道2上经过P点时，机械能不相等。故B错误，C正确； D．由开普勒第二定律可知，在轨道2上运行经过P点时的速度小于经过Q点时的速度。故D错误。 故选C。 5．【答案】B 【详解】A．第三宇宙速度是探测器脱离太阳引力、飞出太阳系的最小发射速度，本题探测器任务完成后返回地球，仍在太阳系内，发射速度小于第三宇宙速度，故A错误； B．加速度由万有引力提供，满足公式 即，小行星近日点到太阳的距离小于地球公转轨道半径，因此小行星在近日点的加速度更大，故B正确； C．由万有引力提供向心力 可得地球公转速度 小行星近日点距离小于，则同位置圆周运动速度大于地球的公转速度，且同时小行星从近日点向远日点运动做离心运动，说明其近日点速度大于同位置圆周运动速度，因此小行星近日点速度大于地球公转速度，故C错误； D．根据开普勒第三定律，小行星周期与地球公转周期近似相等，因此小行星轨道半长轴等于地球公转轨道半径，故D错误。 故选B。 6．【答案】D 【详解】A．忽略地球自转的影响，地球表面的物体的重力等于万有引力有 解得地球的质量为，故A错误； B．由万有引力提供向心力有 解得 代入地球质量可得 由于，则有，故B错误； C．由万有引力提供向心力有 解得 代入地球质量可得，故C错误； D．由万有引力提供向心力有 解得 代入地球质量可得，故D正确； 故选D。 真题·实战演练 高频考点： 人造卫星 1．【答案】A 【详解】地球绕太阳公转：设地球公转周期为​，日地距离，太阳质量为​，则 海卫二绕海王星公转：设海卫二公转周期为​，轨道半长轴为​，海王星质量为，则 已知，且则 整理得 故 故选A。 2．【答案】D 【详解】卫星绕地球做匀速圆周运动，万有引力提供向心力 其中为引力常量，为地球质量，为轨道半径，为角速度，为线速度。 推导得 A．由，由于轨道半径不同，则，故A错误； B．由以上分析可知，，与有关，，故B错误； C．由以上分析可知，，与有关，，故C错误； D．由以上分析可知，，与无关，故D正确。 故选D。 3．【答案】B 【详解】设土星半径为 ，质量为 ，土星环上颗粒的轨道半径为，周期为 。颗粒绕土星做匀速圆周运动，由万有引力提供向心力，有 其中土星质量 联立解得周期 的表达式 由照片信息可得 代入数据解得 故选B。 4．【答案】B 【详解】根据题意可知，对于地球表面的物体，由万有引力等于重力有 可得 由万有引力公式有 可知，近地点到焦点的距离为，远地点到焦点的距离为，则卫星椭圆轨道的半长轴为 设卫星在轨道半径为的圆周上做圆周运动的周期为，在椭圆轨道上的运动周期为，由开普勒第三定律有 由万有引力提供向心力有 联立解得 故选B。 5．【答案】A 【详解】A． 钩码在月球表面的重力等于月球对它的万有引力，即 整理可得月球质量 ，故A正确； B． 月球的第一宇宙速度是近月卫星的环绕速度，满足 代入可得，故B错误； C．弹簧的劲度系数是弹簧本身的固有属性，由弹簧的材料、匝数、粗细等自身因素决定，和所处的星球环境无关，在地球和月球上劲度系数完全相同，故C错误； D． 根据狭义相对论的光速不变原理，任何惯性参考系中测得的真空中光速都为，不会因为月球的运动发生叠加，故D错误。 故选A 。 6．【答案】A 【详解】A．根据题意，由万有引力提供向心力有 解得 可知，若，小星球做匀速圆周运动，故A正确； B．结合A分析可知，若，万有引力不足以提供小星球做匀速圆周运动所需要的向心力，小星球做离心运动，但又不能脱离恒星的引力范围，所以小星球做椭圆运动，而不是抛物线运动，故B错误； C．若，这是小星球脱离恒星引力束缚的临界速度，小星球将做抛物线运动，而不是椭圆运动，故C错误； D．若，小星球将脱离恒星引力束缚，做双曲线运动，不可能与恒星相撞，故D错误。 故选A。 7．【答案】C 【详解】卫星绕地球做匀速圆周运动，万有引力提供向心力，由 可得线速度表达式 代入数据计算：轨道半径， 代入可得 故选C。 8．【答案】B 【详解】A．根据题意，对于地球表面的物体，由万有引力等于重力有 可得 由万有引力提供向心力有 联立解得，故A错误； B．由万有引力提供向心力有 解得 代入 可得，故B正确； C．由万有引力提供向心力有 解得 代入 可得，故C错误； D．由万有引力提供向心力有 解得 代入 可得，故D错误。 故选B。 9．【答案】A 【详解】A．卫星绕地球做匀速圆周运动，万有引力提供向心力，有 约去卫星质量可得地球质量 已知即可计算地球质量，故A正确； B．根据，可得卫星环绕速度公式为 为轨道半径，第一宇宙速度是近地卫星（）的环绕速度，是所有地球卫星的最大环绕速度，该卫星轨道半径，故运行速度小于第一宇宙速度，B错误； C．根据 卫星的加速度 地球表面重力加速度 由于，故，C错误； D．由开普勒第三定律（为常量），轨道半径越大，周期越大，故越大越大，D错误。 故选A。 1 / 19 学科网（北京）股份有限公司 $ 第16讲 人造卫星 宇宙速度（专项训练） 目录 模拟·基础演练 1 01 人造卫星 1 02 宇宙速度 4 重难·创新演练 13 真题·实战演练 17 模拟·基础演练 考查重点： 人造卫星 宇宙速度 01 人造卫星 1. （26-27高三上·江苏·期中）如图所示，卫星A、B围绕地球做匀速圆周运动，则（     ） A．卫星A线速度更小 B．卫星A角速度更大 C．卫星B周期更小 D．卫星A向心加速度更小 【答案】B 【详解】A．根据万有引力提供向心力得 可得线速度 卫星A的轨道半径小于卫星B，可知卫星A线速度更大，故A错误； B．根据万有引力提供向心力得 可得角速度 卫星A的轨道半径小于卫星B，可知卫星A角速度更大，故B正确； C．根据万有引力提供向心力得 可得周期 卫星A的轨道半径小于卫星B，可知卫星A的周期更小，故C错误； D．根据牛顿第二定律得 解得向心加速度 卫星A的轨道半径小于卫星B，可知卫星A向心加速度更大，故D错误。 故选B。 2. （26-27高三上·江苏无锡·阶段检测）神舟二十三号航天员已于2026年8月28日进行了约5.5小时的出舱活动，工作中，航天员可以自由悬浮在空中，处于失重状态，下列分析中正确的是（     ） A．失重就是航天员不受地球引力的作用 B．失重的原因是航天器离地球太远，从而摆脱了地球引力的束缚 C．失重是航天器独有的现象，在地球上不可能存在失重现象 D．正是由于引力的存在，才使航天员有可能做环绕地球的圆周运动 【答案】D 【详解】A．失重是物体对支持物的压力或对悬挂物的拉力为零，并不表示物体不受重力作用。航天员在航天器中仍受地球引力（重力）作用，故A错误； B．航天器在近地轨道运行时仍受地球引力，并没有摆脱地球引力的束缚。航天器和航天员一起绕地球做圆周运动，处于完全失重状态，故B错误； C．失重并非航天器独有的现象。地面附近自由下落的电梯及其中的物体也可处于失重状态，故C错误； D．航天器绕地球做圆周运动需要指向地心的向心力，地球对航天器的引力正好提供这一向心力，因此引力的存在是航天员能够绕地球运行的前提，故D正确。 故选D。 3. （25-26高三上·江苏盐城·阶段检测）如图所示，A表示地球静止卫星，B为运行轨道比A低的一颗卫星，C为地球赤道上某一高山山顶上的一个物体，关于它们的线速度、角速度、运行周期和加速度的比较，下列关系式正确的是（　　） A． B． C． D． 【答案】D 【详解】地球静止卫星与赤道共平面且相对赤道上的物体静止，因此地球静止卫星的周期、角速度与赤道上物体随地球自转的周期、角速度相同，即， 由可知，由于，故 同理由可知 A和B都是地球的卫星，都围绕着地球做稳定的圆周运动。则根据万有引力提供向心力有 解得，，， 由于，故，，， 综合可得，，， 故选D。 4. （25-26高三上·江苏淮安·阶段检测）如图所示，a、b两卫星的轨道在同一平面内，卫星a为同步卫星，卫星a、b沿逆时针方向运动的轨道分别为圆和椭圆，椭圆的半长轴等于圆的半径，P、Q为椭圆轨道上的近地点和远地点，C、D为两个轨道的交点。下列说法中正确的是（    ） A．两卫星在C点处的加速度相同 B．卫星b在P点的速度可能小于卫星a的速度 C．卫星a不可能经过江苏上方 D．若两卫星在C点相遇（不相撞），则再次相遇一定在D点 【答案】A 【详解】A．根据 解得 由于两卫星在C点处时r相同，故在该点处二者的加速度相同，故A正确； B．卫星绕地球做匀速圆周运动时有 可得 可知卫星b在过P点圆轨道的运行速度大于卫星a的运行速度，而从P点变轨到椭圆轨道需要点火加速，所以在P点的速度一定比卫星a的运行速度大，故B错误； C．根据同步卫星的最新定义，同步卫星a可能经过江苏上方，故C错误； D.若两卫星在C点相遇，并不意味着它们的轨道周期或相位一定保证下次只在D点再次相遇，能否再在D点相遇取决于二者做完整运动后的同步性，并无必然性，故D错误。 故选A。 5. （26-27高三上·江苏南通·阶段检测）2026年9月16日，我国“引力一号”遥三运载火箭在东海海域成功发射，将8颗“千帆星座”组网卫星送入约800 km的近地极轨。设组网卫星在轨道上做匀速圆周运动，则组网卫星与地球同步卫星相比（     ） A．周期更大 B．加速度更小 C．角速度更小 D．线速度更大 【答案】D 【详解】地球同步卫星轨道高度约为36000km，大于组网卫星800km的轨道高度，因此组网卫星的轨道半径小于同步卫星的轨道半径。卫星做匀速圆周运动时，万有引力提供向心力，满足 A．由可知，轨道半径越小周期越小，组网卫星轨道半径更小，周期更小，故A错误； B．由可知，轨道半径越小加速度越大，组网卫星加速度更大，故B错误； C．由可知，轨道半径越小角速度越大，组网卫星角速度更大，故C错误； D．由可知，轨道半径越小线速度越大，组网卫星线速度更大，故D正确。 故选D。 6. （26-27高三上·江苏扬州·阶段检测）已知地球质量为M，半径为R，引力常量为G，地球表面重力加速度为g，卫星A绕地球圆周运动的轨道半径，卫星B绕地球圆周运动的轨道半径。求： (1)卫星A、B的线速度大小之比； (2)卫星B的向心加速度大小； (3)由图所示位置开始到再次出现三颗天体（两卫星、地球）在同一直线上所需要的最短时间。 【答案】(1) (2) (3) 【详解】（1）由万有引力充当向心力可得可得 则卫星A、B线速度之比为 （2）地球表面及其附近有 对卫星B，由牛顿第二定律得加速度 联立解得 （3）由万有引力充当向心力可得可得 则卫星A的角速度为 则卫星B的角速度为 设从图示时刻至下次共线用时，则有 解得 7. （26-27高三上·江苏淮安·阶段检测）“嫦娥一号”是我国首次发射的探月卫星，已知它在距月球表面高度为的圆形轨道上运行，运行周期为，引力常量为，月球半径为。 (1)求月球的质量； (2)求月球表面的重力加速度大小。 【答案】(1) (2) 【详解】（1）设月球的质量为，“嫦娥一号”的质量为，其轨道半径为，由万有引力提供向心力得 解得月球的质量 （2）忽略月球自转，设月球表面物体的质量为，月球表面的重力加速度大小为，由月球表面物体所受重力等于万有引力得 解得 代入第（1）问所得月球的质量，得 8. （25-26高三上·江苏徐州·期中）我国“天问一号”探测器成功着陆火星，已知火星半径为，自转周期为，火星表面重力加速度为（忽略自转影响），引力常量为。 (1)求火星的质量； (2)若在火星表面发射一颗火星同步卫星，求该同步卫星距离火星表面的高度。 【答案】(1) (2) 【详解】（1）在天体表面（忽略自转影响），有 解得火星的质量 （2）对同步卫星，根据万有引力提供向心力有 联立解得 可得该同步卫星距离火星表面的高度为 02 宇宙速度 9. （2026·江苏盐城·模拟预测）近日，我国搭载天舟十号货运飞船的运载火箭成功发射，天舟十号与火箭成功分离后进入预定的圆周轨道。则分离后天舟十号（　　） A．速度大于 B．周期等于 C．处于平衡状态 D．处于失重状态 【答案】D 【详解】A．第一宇宙速度是近地圆轨道的环绕速度，轨道越高速度越小，但近地轨道速度略小于，故A错误； B．地球同步卫星周期为，近地轨道周期约，故B错误； C．匀速圆周运动的物体所受合力提供向心力，不为零，不是平衡状态，故C错误； D．卫星在轨道上只受万有引力，处于完全失重状态，故D正确； 故选D。 10．（26-27高三上·江苏南通·阶段检测）某半径为R质量分布均匀的天体，同步卫星的高度为h，环绕速度为v，则该天体第一宇宙速度为（     ） A．v B． C． D． 【答案】B 【详解】对于同步卫星，由万有引力提供向心力 该天体的第一宇宙速度是近地卫星的环绕速度，轨道半径近似为天体半径，设为，有 联立解得 故选B。 11. （25-26高三上·江苏苏州·期中）2025年9月9日，我国以一箭11星方式，成功将卫星送入预定轨道。已知卫星绕地球做匀速圆周运动的轨道半径小于地球同步卫星的轨道半径，忽略地球自转。下列说法正确的是（　　） A．卫星的发射速度大于第二宇宙速度 B．卫星在轨运行的线速度小于地球同步卫星在轨运行的线速度 C．卫星在轨运行的加速度大于地面重力加速度 D．卫星的运行周期小于地球自转周期 【答案】D 【详解】A．第二宇宙速度是脱离地球引力的最小速度。该卫星绕地球运动，说明卫星的发射速度介于第一宇宙速度（7.9 km/s）和第二宇宙速度（11.2 km/s）之间，故A错误； B．由公式 可知，轨道半径越小，线速度越大，故B错误； C．卫星的加速度 ，地面重力加速度 ，因卫星轨道半径（地球半径），故，故C错误； D．周期，，则，故D正确。 故选D。 12. （2026·江苏南京·模拟预测）2023年5月，世界现役运输能力最大的货运飞船天舟六号，携带约5.8吨的物资进入距离地面约的轨道，顺利对接中国空间站后做匀速圆周运动。对接后，这批物资（     ） A．线速度比第一宇宙速度大 B．运动周期比同步卫星大 C．做圆周运动的角速度比同步卫星角速度大 D．所受地球引力比静止在地面上时大 【答案】C 【详解】A．根据万有引力提供圆周运动向心力 解得线速度，第一宇宙速度是近地卫星（轨道半径等于地球半径）的环绕速度，物资轨道半径大于地球半径，故线速度小于第一宇宙速度，故A错误； B．根据， 解得周期，同步卫星轨道高度远大于400km，即物资轨道半径小于同步卫星轨道半径，故物资运动周期小于同步卫星，故B错误； C．根据 解得角速度 ，物资轨道半径小于同步卫星轨道半径，故角速度大于同步卫星角速度，故C正确； D．地球对物资的引力满足，物资在轨道上到地心的距离大于地面到地心的距离，故所受引力比静止在地面时小，故D错误。 故选C。 13. （26-27高三上·江苏扬州·阶段检测）我国天舟十号货运飞船先在近地轨道1绕地球运行，在点点火进入椭圆转移轨道2，为远地点；在点再次点火进入轨道3，下列说法正确的是（     ） A．飞船从轨道1变到轨道2，机械能增大 B．飞船在轨道2上点的速度大于点速度 C．飞船在轨道2上任意一点的速度均小于第一宇宙速度 D．飞船在轨道1经过点时的加速度大于轨道2经过点时的加速度 【答案】A 【详解】A．飞船从轨道1变到轨道2，需要在Q点点火加速，发动机做正功，飞船的机械能增大，A正确； B．根据开普勒第二定律，卫星在椭圆轨道上运行时，近地点速度大于远地点速度。Q为近地点，P为远地点，故P点的速度小于Q点速度，B错误； C．Q点是椭圆轨道2的近地点，飞船在Q点需要加速做离心运动脱离圆轨道1，因此飞船在Q点的速度大于第一宇宙速度，C错误； D．由万有引力提供加速度，得 同一位置Q，到地心距离r相同，则飞船在轨道 1、轨道 2 经过Q点时加速度大小相等，D错误。 故选A。 14. （25-26高三上·江苏苏州·阶段检测）已知某绕太阳运行的小行星的轨道半长轴约为1.1天文单位，即为地球到太阳平均距离的1.1倍，轨道平面与地球轨道平面近似共面。若将该小行星轨道与地球轨道都近似看成圆轨道，下列说法正确的是（     ） A．小行星公转周期大于地球公转周期 B．小行星运行线速度大于地球运行线速度 C．到达小行星的航天器发射速度应大于7.9 km/s 而小于11.2 km/s D．根据该小行星的轨道周期与半径，万有引力常量，可计算出小行星的质量 【答案】A 【详解】A．小行星和地球均绕太阳做匀速圆周运动，万有引力提供向心力，开普勒行星运动定律适用。根据开普勒第三定律，绕同一中心天体的天体满足（为常量），小行星轨道半径，因此公转周期，故A正确； B．由万有引力提供向心力，推导得 轨道半径越大线速度越小，小行星轨道半径更大，故线速度小于地球的线速度，故B错误； C．7.9km/s是第一宇宙速度（绕地球表面做圆周运动的最小发射速度），11.2km/s是第二宇宙速度（脱离地球引力的最小发射速度）。要到达绕太阳运行的小行星，航天器需脱离地球引力，发射速度应大于11.2km/s，故C错误； D．万有引力提供向心力的公式中，小行星质量会被约去，仅能根据轨道参数和万有引力常量计算中心天体太阳的质量，无法得到小行星的质量，故D错误。 故选A。 15. （25-26高三·江苏苏州·阶段测试）我国计划于2025年发射“天问2号”小行星取样返回探测器，“天问2号”探测器的首要目标是近地小行星2016H03，它将对该小行星开展伴飞探测并取样返回地球。未来，“天问2号”发射后到达近地小行星时，先完成一系列的变轨，然后进入环小行星圆轨道Ⅲ，如图所示，若轨道Ⅰ的长轴长为a，轨道Ⅱ的长轴长为，在轨道Ⅲ上的速度大小为，则下列判断正确的（　　） A．天问2号的发射速度大于第三宇宙速度 B．天问2号从轨道Ⅰ到轨道Ⅱ机械能会增加 C．天问2号在轨道Ⅱ上P点速度小于 D．天问2号在轨道Ⅰ上的周期与在轨道Ⅱ上的周期之比大于 【答案】D 【详解】A．由于近地小行星在太阳系中，因此“天问2号”的发射速度小于第三宇宙速度，故A错误； B．“天问2号”从轨道Ⅰ变轨到轨道Ⅱ要减速，机械能会减小，故B错误； C．“天问2号”在Ⅲ轨道的P点需要点火加速变轨到Ⅱ轨道，在Ⅱ轨道的P点的速度大于v，故C错误； D．根据开普勒第三定律，故D正确。 故选D。 16. （26-27高三上·江苏无锡·阶段检测）在1687年出版的《自然哲学的数学原理》中，牛顿设想：如图所示，把物体从高山上水平抛出，速度一次比一次大，落地点也一次比一次远；抛出速度足够大时，物体就不会落回地面，成为人造地球卫星。已知地球质量为，半径为，自转周期为，抛出点位于赤道上海拔高处，引力常量为，不考虑空气阻力。以地心为参考系，求： (1)物体抛出前的线速度大小； (2)物体抛出后恰好能在该高度环绕地球做匀速圆周运动的线速度大小，并通过计算说明与地球第一宇宙速度的大小关系。 【答案】(1) (2)，该高度的环绕速度小于地球第一宇宙速度 【详解】（1）物体抛出前随地球自转做匀速圆周运动，圆周运动的轨道半径为地球半径与海拔高度之和，即 物体随地球自转，周期等于地球自转周期，故物体抛出前的线速度大小 （2）物体在海拔高处环绕地球做匀速圆周运动时，万有引力完全提供向心力，满足 解得 地球的第一宇宙速度是近地卫星的环绕速度，近地卫星轨道半径近似等于地球半径，同理，由万有引力提供向心力可得 解得 故该高度的环绕速度小于地球第一宇宙速度。 重难·创新演练 设题创新:与前沿科技结合(T5); 1． （26-27高三上·江苏盐城·阶段检测）若有一个和地球类似的星球，其平均密度和地球平均密度相等，其半径却达到了地球半径的4倍，则该星球的第一宇宙速度与地球的大小之比为（     ） A．4 B．2 C．0.5 D．0.25 【答案】A 【详解】第一宇宙速度为近地卫星的环绕速度，由万有引力提供向心力，可得，化简得 星球质量，将其代入的表达式，得 由于该星球与地球平均密度相等，因此第一宇宙速度与星球半径成正比，即 故选A。 2. （26-27高三上·江苏淮安·开学考试）天宫空间站近似绕地球做匀速圆周运动，轨道高度约400 km。空间站中的航天员（     ） A．不受重力 B．速度大于第一宇宙速度 C．加速度大于在地面附近的加速度 D．绕地球运行的周期小于地球自转周期 【答案】D 【详解】A．航天员的重力本质是地球对其的万有引力，空间站中圆周运动的向心力全部由万有引力提供，航天员处于完全失重状态，并非不受重力，A错误； B．第一宇宙速度是近地卫星的环绕速度，也是绕地球做匀速圆周运动的最大环绕速度。 由万有引力提供向心力 解得 空间站轨道半径大于地球半径，因此运行速度小于第一宇宙速度，B错误； C．由万有引力提供加速度 解得 空间站轨道半径大于地球半径，因此加速度小于地面附近的重力加速度，C错误； D．由万有引力提供向心力 解得 地球同步卫星轨道高度约36000km，周期等于地球自转周期，空间站轨道高度仅400km，轨道半径越小周期越小，空间站轨道半径远小于同步卫星轨道，因此空间站运行周期小于地球自转周期，D正确。 故选D。 3. （26-27高三上·江苏扬州·开学考试）某卫星绕地球做匀速圆周运动，运行周期为12小时。下列说法正确的是（　　） A．该卫星的高度大于同步卫星 B．该卫星运行过程中加速度恒定 C．该卫星的运行速度小于地球第一宇宙速度 D．该卫星在太空中所受地球引力比在地面上大 【答案】C 【详解】A．同步卫星周期为，由万有引力提供向心力 解得 可知轨道半径越小周期越小，该卫星周期小于同步卫星周期，故轨道半径更小，卫星的高度低于同步卫星，故A错误； B．卫星做匀速圆周运动，加速度为向心加速度，大小不变但方向始终指向地心，随运动不断变化，加速度不恒定，故B错误； C．第一宇宙速度是近地卫星的环绕速度，也是所有圆轨道卫星的最大环绕速度，由 得 轨道半径越大线速度越小，该卫星轨道半径大于近地卫星，故运行速度小于第一宇宙速度，故C正确； D．由万有引力公式，卫星在轨道上到地心的距离大于地球半径，故所受地球引力比在地面上小，故D错误。 故选C。 4. （2026·江苏南京·三模）嫦娥七号计划于2026年下半年在中国文昌航天发射场择机发射，由长征五号运载火箭执行发射任务。如图所示，嫦娥七号探测器如图示将进行多次变轨修正之后，“着陆器、上升器组合体”将降落月球表面，下列关于嫦娥七号探测器说法正确的是（　　 ） A．在地球上的发射速度一定大于第二宇宙速度 B．在点由轨道1进入轨道2需要加速 C．分别由轨道1与轨道2经过点时，机械能不同 D．在轨道2上经过点时的速度大于经过点时的速度 【答案】C 【详解】A．嫦娥六号发射出去后绕地球做椭圆运动，没有离开地球束缚，故嫦娥六号的发射速度大于第一宇宙速度7.9km/s，小于第二宇宙速度11.2km/s。故A错误； BC．嫦娥六号在轨道1上的P点处减速，使万有引力大于向心力做近心运动，才能进入轨道2，嫦娥六号的机械能减小，则在轨道1与轨道2上经过P点时，机械能不相等。故B错误，C正确； D．由开普勒第二定律可知，在轨道2上运行经过P点时的速度小于经过Q点时的速度。故D错误。 故选C。 5． （2026·江苏南京·模拟预测）“天问二号”探测器完成对小行星HL688取样并返回地球。小行星运行周期与地球近似相等，被称为“地球准卫星”。地球绕太阳公转可视作圆轨道，小行星绕太阳运行轨道为椭圆，它的近日点位于地球圆轨道内侧。下列说法正确的是（　　） A．探测器的发射速度大于第三宇宙速度 B．小行星在近日点的加速度大于地球运动的加速度 C．小行星在近日点的速度小于地球公转速度 D．小行星绕太阳运行轨道的半长轴大于地球公转轨道半径 【答案】B 【详解】A．第三宇宙速度是探测器脱离太阳引力、飞出太阳系的最小发射速度，本题探测器任务完成后返回地球，仍在太阳系内，发射速度小于第三宇宙速度，故A错误； B．加速度由万有引力提供，满足公式 即，小行星近日点到太阳的距离小于地球公转轨道半径，因此小行星在近日点的加速度更大，故B正确； C．由万有引力提供向心力 可得地球公转速度 小行星近日点距离小于，则同位置圆周运动速度大于地球的公转速度，且同时小行星从近日点向远日点运动做离心运动，说明其近日点速度大于同位置圆周运动速度，因此小行星近日点速度大于地球公转速度，故C错误； D．根据开普勒第三定律，小行星周期与地球公转周期近似相等，因此小行星轨道半长轴等于地球公转轨道半径，故D错误。 故选B。 6．（26-27高三·江苏徐州·阶段测试）中国空间站已成为我国规模最大、功能最全的综合性近地空间研究平台。若空间站绕地球的运动视为匀速圆周运动，轨道半径为r，地球半径为R，地球表面的重力加速度大小为g，引力常量为G，忽略地球自转的影响，则（     ） A．地球的质量为 B．空间站绕地球运行的向心加速度大小大于g C．空间站绕地球运行的周期为 D．空间站绕地球运行的线速度大小为 【答案】D 【详解】A．忽略地球自转的影响，地球表面的物体的重力等于万有引力有 解得地球的质量为，故A错误； B．由万有引力提供向心力有 解得 代入地球质量可得 由于，则有，故B错误； C．由万有引力提供向心力有 解得 代入地球质量可得，故C错误； D．由万有引力提供向心力有 解得 代入地球质量可得，故D正确； 故选D。 真题·实战演练 高频考点： 人造卫星 1．（2026·山东·高考真题）海王星的卫星海卫二绕海王星的公转周期与地球公转周期近似相等。若太阳与海王星的质量比为 ，定义地球与太阳间的距离为1个天文单位（1 AU），则海卫二公转轨道的半长轴约为（     ） A． B． C． D． 【答案】A 【详解】地球绕太阳公转：设地球公转周期为​，日地距离，太阳质量为​，则 海卫二绕海王星公转：设海卫二公转周期为​，轨道半长轴为​，海王星质量为，则 已知，且则 整理得 故 故选A。 2．（2026·陕晋青宁卷·高考真题）我国自主建设运行的北斗全球卫星导航系统空间段由多颗卫星组成。若轨道半径不同的两颗卫星绕地球做匀速圆周运动，角速度大小分别为，线速度大小分别为，则（     ） A． B． C． D． 【答案】D 【详解】卫星绕地球做匀速圆周运动，万有引力提供向心力 其中为引力常量，为地球质量，为轨道半径，为角速度，为线速度。 推导得 A．由，由于轨道半径不同，则，故A错误； B．由以上分析可知，，与有关，，故B错误； C．由以上分析可知，，与有关，，故C错误； D．由以上分析可知，，与无关，故D正确。 故选D。 3．（2026·河南·高考真题）“土星环”是由绕土星运动的颗粒组成的带状薄圆环，图为拍摄的真实照片。已知土星的平均密度约为，引力常量，由照片信息估算位于“土星环”上的中间颗粒绕土星做圆周运动的周期是（     ） A． B． C． D． 【答案】B 【详解】设土星半径为 ，质量为 ，土星环上颗粒的轨道半径为，周期为 。颗粒绕土星做匀速圆周运动，由万有引力提供向心力，有 其中土星质量 联立解得周期 的表达式 由照片信息可得 代入数据解得 故选B。 4．（2026·湖北·高考真题）已知某卫星绕地球做椭圆运动，在近地点所受的地球引力为其在地面附近的，在远地点所受的地球引力为其在地面附近的。地面附近的重力加速度大小为，地球半径为，该卫星的运动周期为（     ） A． B． C． D． 【答案】B 【详解】根据题意可知，对于地球表面的物体，由万有引力等于重力有 可得 由万有引力公式有 可知，近地点到焦点的距离为，远地点到焦点的距离为，则卫星椭圆轨道的半长轴为 设卫星在轨道半径为的圆周上做圆周运动的周期为，在椭圆轨道上的运动周期为，由开普勒第三定律有 由万有引力提供向心力有 联立解得 故选B。 5．（2026·浙江·高考真题）月球上的宇航员用测力计测得质量为的钩码重力为。已知月球绕地球做圆周运动的速度大小、月球半径、光速、引力常量。下列说法正确的是（     ） A．月球的质量为 B．月球的第一宇宙速度为 C．月球上测力计弹簧的劲度系数是地球上的 D．宇航员将激光射向地球，地球上测得激光速度大小为 【答案】A 【详解】A． 钩码在月球表面的重力等于月球对它的万有引力，即 整理可得月球质量 ，故A正确； B． 月球的第一宇宙速度是近月卫星的环绕速度，满足 代入可得，故B错误； C．弹簧的劲度系数是弹簧本身的固有属性，由弹簧的材料、匝数、粗细等自身因素决定，和所处的星球环境无关，在地球和月球上劲度系数完全相同，故C错误； D． 根据狭义相对论的光速不变原理，任何惯性参考系中测得的真空中光速都为，不会因为月球的运动发生叠加，故D错误。 故选A 。 6．（2025·甘肃·高考真题）如图，一小星球与某恒星中心距离为R时，小星球的速度大小为v、方向与两者中心连线垂直。恒星的质量为M，引力常量为G。下列说法正确的是（　　） A．若，小星球做匀速圆周运动 B．若，小星球做抛物线运动 C．若，小星球做椭圆运动 D．若，小星球可能与恒星相撞 【答案】A 【详解】A．根据题意，由万有引力提供向心力有 解得 可知，若，小星球做匀速圆周运动，故A正确； B．结合A分析可知，若，万有引力不足以提供小星球做匀速圆周运动所需要的向心力，小星球做离心运动，但又不能脱离恒星的引力范围，所以小星球做椭圆运动，而不是抛物线运动，故B错误； C．若，这是小星球脱离恒星引力束缚的临界速度，小星球将做抛物线运动，而不是椭圆运动，故C错误； D．若，小星球将脱离恒星引力束缚，做双曲线运动，不可能与恒星相撞，故D错误。 故选A。 7．（2026·江西·高考真题）我国长征八号运载火箭以“一箭十八星”的方式将千帆星座组网卫星成功送入预定轨道。已知地球质量，地球半径，引力常量，不考虑地球自转的影响，则某颗卫星在高度约为的绕地圆形轨道上运行时的速度约为（     ） A． B． C． D． 【答案】C 【详解】卫星绕地球做匀速圆周运动，万有引力提供向心力，由 可得线速度表达式 代入数据计算：轨道半径， 代入可得 故选C。 8．（2026·海南·高考真题）2026年4月，长征八号运载火箭在海南文昌成功发射，以“一箭十八星”方式将卫星送入预定轨道。若某卫星绕地球做圆周运动的轨道半径为，地球半径为，地球表面重力加速度为，忽略地球自转影响，则该卫星的（     ） A．线速度大小为 B．加速度大小为 C．周期为 D．角速度大小为 【答案】B 【详解】A．根据题意，对于地球表面的物体，由万有引力等于重力有 可得 由万有引力提供向心力有 联立解得，故A错误； B．由万有引力提供向心力有 解得 代入 可得，故B正确； C．由万有引力提供向心力有 解得 代入 可得，故C错误； D．由万有引力提供向心力有 解得 代入 可得，故D错误。 故选B。 9．（2026·北京·高考真题）2026年2月，我国捷龙三号运载火箭成功发射七颗卫星。假设某卫星在距离地面高度为的轨道上绕地球做匀速圆周运动，周期为。地球的半径为，下列说法正确的是（     ） A．若已知引力常量，可计算地球的质量 B．该卫星的运行速度大于第一宇宙速度 C．该卫星的加速度大于地球表面的重力加速度 D．越大，卫星运行的周期越小 【答案】A 【详解】A．卫星绕地球做匀速圆周运动，万有引力提供向心力，有 约去卫星质量可得地球质量 已知即可计算地球质量，故A正确； B．根据，可得卫星环绕速度公式为 为轨道半径，第一宇宙速度是近地卫星（）的环绕速度，是所有地球卫星的最大环绕速度，该卫星轨道半径，故运行速度小于第一宇宙速度，B错误； C．根据 卫星的加速度 地球表面重力加速度 由于，故，C错误； D．由开普勒第三定律（为常量），轨道半径越大，周期越大，故越大越大，D错误。 故选A。 1 / 19 学科网（北京）股份有限公司 $ 第16讲 人造卫星 宇宙速度（专项训练） 目录 模拟·基础演练 1 01 人造卫星 1 02 宇宙速度 4 重难·创新演练 13 真题·实战演练 17 模拟·基础演练 考查重点： 人造卫星 宇宙速度 01 人造卫星 1. （26-27高三上·江苏·期中）如图所示，卫星A、B围绕地球做匀速圆周运动，则（     ） A．卫星A线速度更小 B．卫星A角速度更大 C．卫星B周期更小 D．卫星A向心加速度更小 2. （26-27高三上·江苏无锡·阶段检测）神舟二十三号航天员已于2026年8月28日进行了约5.5小时的出舱活动，工作中，航天员可以自由悬浮在空中，处于失重状态，下列分析中正确的是（     ） A．失重就是航天员不受地球引力的作用 B．失重的原因是航天器离地球太远，从而摆脱了地球引力的束缚 C．失重是航天器独有的现象，在地球上不可能存在失重现象 D．正是由于引力的存在，才使航天员有可能做环绕地球的圆周运动 3. （25-26高三上·江苏盐城·阶段检测）如图所示，A表示地球静止卫星，B为运行轨道比A低的一颗卫星，C为地球赤道上某一高山山顶上的一个物体，关于它们的线速度、角速度、运行周期和加速度的比较，下列关系式正确的是（　　） A． B． C． D． 4. （25-26高三上·江苏淮安·阶段检测）如图所示，a、b两卫星的轨道在同一平面内，卫星a为同步卫星，卫星a、b沿逆时针方向运动的轨道分别为圆和椭圆，椭圆的半长轴等于圆的半径，P、Q为椭圆轨道上的近地点和远地点，C、D为两个轨道的交点。下列说法中正确的是（    ） A．两卫星在C点处的加速度相同 B．卫星b在P点的速度可能小于卫星a的速度 C．卫星a不可能经过江苏上方 D．若两卫星在C点相遇（不相撞），则再次相遇一定在D点 5. （26-27高三上·江苏南通·阶段检测）2026年9月16日，我国“引力一号”遥三运载火箭在东海海域成功发射，将8颗“千帆星座”组网卫星送入约800 km的近地极轨。设组网卫星在轨道上做匀速圆周运动，则组网卫星与地球同步卫星相比（     ） A．周期更大 B．加速度更小 C．角速度更小 D．线速度更大 6. （26-27高三上·江苏扬州·阶段检测）已知地球质量为M，半径为R，引力常量为G，地球表面重力加速度为g，卫星A绕地球圆周运动的轨道半径，卫星B绕地球圆周运动的轨道半径。求： (1)卫星A、B的线速度大小之比； (2)卫星B的向心加速度大小； (3)由图所示位置开始到再次出现三颗天体（两卫星、地球）在同一直线上所需要的最短时间。 7. （26-27高三上·江苏淮安·阶段检测）“嫦娥一号”是我国首次发射的探月卫星，已知它在距月球表面高度为的圆形轨道上运行，运行周期为，引力常量为，月球半径为。 (1)求月球的质量； (2)求月球表面的重力加速度大小。 8. （25-26高三上·江苏徐州·期中）我国“天问一号”探测器成功着陆火星，已知火星半径为，自转周期为，火星表面重力加速度为（忽略自转影响），引力常量为。 (1)求火星的质量； (2)若在火星表面发射一颗火星同步卫星，求该同步卫星距离火星表面的高度。 02 宇宙速度 9. （2026·江苏盐城·模拟预测）近日，我国搭载天舟十号货运飞船的运载火箭成功发射，天舟十号与火箭成功分离后进入预定的圆周轨道。则分离后天舟十号（　　） A．速度大于 B．周期等于 C．处于平衡状态 D．处于失重状态 10．（26-27高三上·江苏南通·阶段检测）某半径为R质量分布均匀的天体，同步卫星的高度为h，环绕速度为v，则该天体第一宇宙速度为（     ） A．v B． C． D． 11. （25-26高三上·江苏苏州·期中）2025年9月9日，我国以一箭11星方式，成功将卫星送入预定轨道。已知卫星绕地球做匀速圆周运动的轨道半径小于地球同步卫星的轨道半径，忽略地球自转。下列说法正确的是（　　） A．卫星的发射速度大于第二宇宙速度 B．卫星在轨运行的线速度小于地球同步卫星在轨运行的线速度 C．卫星在轨运行的加速度大于地面重力加速度 D．卫星的运行周期小于地球自转周期 12. （2026·江苏南京·模拟预测）2023年5月，世界现役运输能力最大的货运飞船天舟六号，携带约5.8吨的物资进入距离地面约的轨道，顺利对接中国空间站后做匀速圆周运动。对接后，这批物资（     ） A．线速度比第一宇宙速度大 B．运动周期比同步卫星大 C．做圆周运动的角速度比同步卫星角速度大 D．所受地球引力比静止在地面上时大 13. （26-27高三上·江苏扬州·阶段检测）我国天舟十号货运飞船先在近地轨道1绕地球运行，在点点火进入椭圆转移轨道2，为远地点；在点再次点火进入轨道3，下列说法正确的是（     ） A．飞船从轨道1变到轨道2，机械能增大 B．飞船在轨道2上点的速度大于点速度 C．飞船在轨道2上任意一点的速度均小于第一宇宙速度 D．飞船在轨道1经过点时的加速度大于轨道2经过点时的加速度 14. （25-26高三上·江苏苏州·阶段检测）已知某绕太阳运行的小行星的轨道半长轴约为1.1天文单位，即为地球到太阳平均距离的1.1倍，轨道平面与地球轨道平面近似共面。若将该小行星轨道与地球轨道都近似看成圆轨道，下列说法正确的是（     ） A．小行星公转周期大于地球公转周期 B．小行星运行线速度大于地球运行线速度 C．到达小行星的航天器发射速度应大于7.9 km/s 而小于11.2 km/s D．根据该小行星的轨道周期与半径，万有引力常量，可计算出小行星的质量 15. （25-26高三·江苏苏州·阶段测试）我国计划于2025年发射“天问2号”小行星取样返回探测器，“天问2号”探测器的首要目标是近地小行星2016H03，它将对该小行星开展伴飞探测并取样返回地球。未来，“天问2号”发射后到达近地小行星时，先完成一系列的变轨，然后进入环小行星圆轨道Ⅲ，如图所示，若轨道Ⅰ的长轴长为a，轨道Ⅱ的长轴长为，在轨道Ⅲ上的速度大小为，则下列判断正确的（　　） A．天问2号的发射速度大于第三宇宙速度 B．天问2号从轨道Ⅰ到轨道Ⅱ机械能会增加 C．天问2号在轨道Ⅱ上P点速度小于 D．天问2号在轨道Ⅰ上的周期与在轨道Ⅱ上的周期之比大于 16. （26-27高三上·江苏无锡·阶段检测）在1687年出版的《自然哲学的数学原理》中，牛顿设想：如图所示，把物体从高山上水平抛出，速度一次比一次大，落地点也一次比一次远；抛出速度足够大时，物体就不会落回地面，成为人造地球卫星。已知地球质量为，半径为，自转周期为，抛出点位于赤道上海拔高处，引力常量为，不考虑空气阻力。以地心为参考系，求： (1)物体抛出前的线速度大小； (2)物体抛出后恰好能在该高度环绕地球做匀速圆周运动的线速度大小，并通过计算说明与地球第一宇宙速度的大小关系。 重难·创新演练 设题创新:与前沿科技结合(T5); 1． （26-27高三上·江苏盐城·阶段检测）若有一个和地球类似的星球，其平均密度和地球平均密度相等，其半径却达到了地球半径的4倍，则该星球的第一宇宙速度与地球的大小之比为（     ） A．4 B．2 C．0.5 D．0.25 2. （26-27高三上·江苏淮安·开学考试）天宫空间站近似绕地球做匀速圆周运动，轨道高度约400 km。空间站中的航天员（     ） A．不受重力 B．速度大于第一宇宙速度 C．加速度大于在地面附近的加速度 D．绕地球运行的周期小于地球自转周期 3. （26-27高三上·江苏扬州·开学考试）某卫星绕地球做匀速圆周运动，运行周期为12小时。下列说法正确的是（　　） A．该卫星的高度大于同步卫星 B．该卫星运行过程中加速度恒定 C．该卫星的运行速度小于地球第一宇宙速度 D．该卫星在太空中所受地球引力比在地面上大 4. （2026·江苏南京·三模）嫦娥七号计划于2026年下半年在中国文昌航天发射场择机发射，由长征五号运载火箭执行发射任务。如图所示，嫦娥七号探测器如图示将进行多次变轨修正之后，“着陆器、上升器组合体”将降落月球表面，下列关于嫦娥七号探测器说法正确的是（　　 ） A．在地球上的发射速度一定大于第二宇宙速度 B．在点由轨道1进入轨道2需要加速 C．分别由轨道1与轨道2经过点时，机械能不同 D．在轨道2上经过点时的速度大于经过点时的速度 5． （2026·江苏南京·模拟预测）“天问二号”探测器完成对小行星HL688取样并返回地球。小行星运行周期与地球近似相等，被称为“地球准卫星”。地球绕太阳公转可视作圆轨道，小行星绕太阳运行轨道为椭圆，它的近日点位于地球圆轨道内侧。下列说法正确的是（　　） A．探测器的发射速度大于第三宇宙速度 B．小行星在近日点的加速度大于地球运动的加速度 C．小行星在近日点的速度小于地球公转速度 D．小行星绕太阳运行轨道的半长轴大于地球公转轨道半径 6．（26-27高三·江苏徐州·阶段测试）中国空间站已成为我国规模最大、功能最全的综合性近地空间研究平台。若空间站绕地球的运动视为匀速圆周运动，轨道半径为r，地球半径为R，地球表面的重力加速度大小为g，引力常量为G，忽略地球自转的影响，则（     ） A．地球的质量为 B．空间站绕地球运行的向心加速度大小大于g C．空间站绕地球运行的周期为 D．空间站绕地球运行的线速度大小为 真题·实战演练 高频考点： 人造卫星 1．（2026·山东·高考真题）海王星的卫星海卫二绕海王星的公转周期与地球公转周期近似相等。若太阳与海王星的质量比为 ，定义地球与太阳间的距离为1个天文单位（1 AU），则海卫二公转轨道的半长轴约为（     ） A． B． C． D． 2．（2026·陕晋青宁卷·高考真题）我国自主建设运行的北斗全球卫星导航系统空间段由多颗卫星组成。若轨道半径不同的两颗卫星绕地球做匀速圆周运动，角速度大小分别为，线速度大小分别为，则（     ） A． B． C． D． 3．（2026·河南·高考真题）“土星环”是由绕土星运动的颗粒组成的带状薄圆环，图为拍摄的真实照片。已知土星的平均密度约为，引力常量，由照片信息估算位于“土星环”上的中间颗粒绕土星做圆周运动的周期是（     ） A． B． C． D． 4．（2026·湖北·高考真题）已知某卫星绕地球做椭圆运动，在近地点所受的地球引力为其在地面附近的，在远地点所受的地球引力为其在地面附近的。地面附近的重力加速度大小为，地球半径为，该卫星的运动周期为（     ） A． B． C． D． 5．（2026·浙江·高考真题）月球上的宇航员用测力计测得质量为的钩码重力为。已知月球绕地球做圆周运动的速度大小、月球半径、光速、引力常量。下列说法正确的是（     ） A．月球的质量为 B．月球的第一宇宙速度为 C．月球上测力计弹簧的劲度系数是地球上的 D．宇航员将激光射向地球，地球上测得激光速度大小为 6．（2025·甘肃·高考真题）如图，一小星球与某恒星中心距离为R时，小星球的速度大小为v、方向与两者中心连线垂直。恒星的质量为M，引力常量为G。下列说法正确的是（　　） A．若，小星球做匀速圆周运动 B．若，小星球做抛物线运动 C．若，小星球做椭圆运动 D．若，小星球可能与恒星相撞 7．（2026·江西·高考真题）我国长征八号运载火箭以“一箭十八星”的方式将千帆星座组网卫星成功送入预定轨道。已知地球质量，地球半径，引力常量，不考虑地球自转的影响，则某颗卫星在高度约为的绕地圆形轨道上运行时的速度约为（     ） A． B． C． D． 8．（2026·海南·高考真题）2026年4月，长征八号运载火箭在海南文昌成功发射，以“一箭十八星”方式将卫星送入预定轨道。若某卫星绕地球做圆周运动的轨道半径为，地球半径为，地球表面重力加速度为，忽略地球自转影响，则该卫星的（     ） A．线速度大小为 B．加速度大小为 C．周期为 D．角速度大小为 9．（2026·北京·高考真题）2026年2月，我国捷龙三号运载火箭成功发射七颗卫星。假设某卫星在距离地面高度为的轨道上绕地球做匀速圆周运动，周期为。地球的半径为，下列说法正确的是（     ） A．若已知引力常量，可计算地球的质量 B．该卫星的运行速度大于第一宇宙速度 C．该卫星的加速度大于地球表面的重力加速度 D．越大，卫星运行的周期越小 1 / 19 学科网（北京）股份有限公司 $