第18讲+天体运行规律与人造卫星（复习课件）（全国通用）2026年高考物理一轮复习讲练测

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第18讲讲师：xxx天体运行规律与人造卫星考点一 宇宙速度与人造卫星知识点1 宇宙速度知识点2 卫星的轨道知识点3 卫星的种类考向1 宇宙速度的理解考向2 第一宇宙速度的计算考向3 同步卫星、近地卫星及特殊卫星考点二 天体运行规律与比较知识点1 天体不同轨道的运行规律比较知识点2 同步卫星、近地卫星和赤道上物体比较知识点3 卫星变轨考向1 不同轨道卫星运行参量的比较考向2 同步卫星、近地卫星和赤道上物体比较考向3 卫星的发射与变轨【思维建模】 两类变轨情况的分析考向4 卫星的对接01 考情解码·命题预警02 体系构建·思维可视03 核心突破·靶向攻坚考点一 宇宙速度与人造卫星知识点1 宇宙速度1. 第一宇宙速度:7.9km/s，它是卫星的_____________，也是地球卫星的____________. 最小发射速度最大环绕速度考点一 宇宙速度与人造卫星知识点1 宇宙速度2.第二宇宙速度（脱离速度）:11.2km/s，使物体_______________束缚的最小发射速度. 3.第三宇宙速度（逃逸速度）:16.7km/s，使物体_______________束缚的最小发射速度. 挣脱地球引力挣脱太阳引力考点一 宇宙速度与人造卫星知识点2 卫星的轨道1.卫星轨道：卫星运动的轨道平面一定通过_____，一般分为________、__________和___________。地心赤道轨道极地轨道倾斜轨道知识点3 卫星的种类 卫星是指在围绕一颗行星轨道并按闭合轨道做周期性运行的天体，整体上可分为_________和__________，几种特殊的卫星如下天然卫星人造卫星考点一 宇宙速度与人造卫星知识点3 卫星的种类1.近地卫星：轨道在地球___________的卫星，其______________________，运行速度等于第一宇宙速度v＝7.9 km/s(人造地球卫星的最大运行速度)，T＝85 min(人造地球卫星的最小周期)．2.极地卫星：运行时每圈都经过_________，由于地球自转，极地卫星可以实现全球覆盖．表面附近轨道半径r＝R(地球半径)南北两极考点一 宇宙速度与人造卫星知识点3 卫星的种类3.地球同步卫星 ：所谓地球同步卫星，是________________的，这种卫星位于赤道上方某一高度的稳定轨道上，且绕地球运动的周期等于地球的自转周期，即T=24h=86400s，离地面高度 ，运行速率均为v＝3.1×103 m/s，同步卫星的_______________________，并且___________.所有同步卫星都在这条轨道上，以__________________________________运行着.相对于地面静止轨道一定在赤道平面内大小相同的线速度，角速度和周期只有一条考点一 宇宙速度与人造卫星知识点3 卫星的种类4. 倾斜轨道“同步” 卫星*：如果某卫星运行在一个轨道平面和赤道平面夹角不为0°的轨道上时，则称该卫星被叫做倾斜轨道卫星，该夹角也被称为“轨道倾角”。若该卫星的运行周期_____________________，则该卫星为倾斜轨道同步卫星。与常规的同步轨道相比,同步卫星倾斜轨道的轨道平面呈现倾斜状态，只是周期与地球自转同步，不能实现定点悬停。5. 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．等于地球的自转周期考向1 宇宙速度的理解【例1】（2025·江苏泰州·模拟预测）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①②③④条轨道，下列说法正确的是（　　）A．轨道①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①对应的速度是圆轨道卫星的最大环绕速度C．轨道②上卫星单位时间扫过的面积等于轨道③上卫星单位时间扫过的面积D．卫星沿轨道④运动，将脱离太阳引力的束缚，飞出太阳系考点一 宇宙速度与人造卫星对应的速度是卫星绕地球运行所需的最小发射速度，最大环绕速度根据开普勒第二定律可知，同一轨道上某一卫星在相等时间内扫过的面积相等脱离地球引力的束缚，没有飞出太阳系B考向1 宇宙速度的理解 考点一 宇宙速度与人造卫星B考向2 第一宇宙速度的计算【例2】（2025·河北邢台·三模）嫦娥六号在人类历史上首次实现月球背面采样返回，是我国建设航天强国、科技强国取得的又一标志性成果。完成这项任务需要解决的问题之一是获得地球和月球之间往返时离开地球或月球所需的最小速度。假设月球的质量是地球的n1倍，月球的密度是地球的n2倍，则离开月球的最小速度是离开地球的最小速度的多少倍（　　）A． B． C． D． 考点一 宇宙速度与人造卫星A考向2 第一宇宙速度的计算A． B． C． D． A考点一 宇宙速度与人造卫星考向2 第一宇宙速度的计算 考点一 宇宙速度与人造卫星A【例3】 （2025·福建莆田·三模）如图所示，A是地球赤道上的一个物体，B是绕地球近地飞行做圆周运动的极地卫星（轨道半径可以认为等于地球半径），A随地球自转做圆周运动的向心加速度大小为a1,B绕地球做圆周运动的向心加速度大小为ka，考虑地球自转，则地球赤道上的重力加速度大小等于（　　）A．a B．ka C．(k-1)a D．(k+1)a C考向3 同步卫星、近地卫星及特殊卫星考点一 宇宙速度与人造卫星考向3 同步卫星、近地卫星及特殊卫星【变式训练2·变情境】 （2025·广东清远·二模）卫星与地心连线同地球表面的交点称为星下点（即卫星的正投影位置），通过星下点监测系统可实时追踪卫星运行状态。某卫星绕地球做匀速圆周运动，其轨道如图甲虚线所示。图乙为该卫星的监测示意图：底部数值表示经度，曲线为星下点轨迹的时空展开图，其中标注了第Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ圈的轨迹，A、B、C三点分别为各圈轨迹与赤道的交点。已知地球自转周期为24小时，卫星运行方向如图甲箭头所示。下列判断正确的是（　　）A．该卫星属于地球同步卫星B．该卫星的运行周期约1.5hC．该卫星运行过程中，线速度大小大于第一宇宙速度D．根据A、B、C交点可判断，在卫星运行一周时间内，地球大约自转过30°B考点一 宇宙速度与人造卫星考向3 同步卫星、近地卫星及特殊卫星A．该卫星属于地球同步卫星B．该卫星的运行周期约1.5hC．该卫星运行过程中，线速度大小大于第一宇宙速度D．根据A、B、C交点可判断，在卫星运行一周时间内，地球大约自转过30°考点一 宇宙速度与人造卫星考点二 天体运行规律与比较知识点1 天体不同轨道的运行规律比较1.基本方法:无论自然天体（如地球、月亮）还是人造天体（如宇宙飞船、人造卫星）都可以看作质点围绕中心天体（视为静止）做匀速圆周运动.即 2.两条关系①万有引力提供向心力： _____________________________________②地球表面，万有引力等于重力：___________（R、g分别是地球的半径、地球表面重力加速度）。考点二 天体运行规律与比较知识点1 天体不同轨道的运行规律比较3．基本公式：①线速度：_______________________ ②角速度：_______________________ ③周期：_______________________ ④向心加速度 ：_______________________ 考点二 天体运行规律与比较知识点2 同步卫星、近地卫星和赤道上物体比较1. 地球同步卫星与赤道物体的区别： 属于__________，角速度、周期相同。2.同步卫星、近地卫星和赤道上物体比较 如图所示，2为近地卫星，轨道半径为r2； 3为地球同步卫星，轨道半径为r3； 4为高空卫星，轨道半径为r4；1为赤道上随地球自转的物体，轨道半径为r1.分析思路：①比较赤道上物体与同步卫星，用同轴转动的知识分析；②比较近地卫星、同步卫星、高空卫星，用天体轨道与运动规律分析；同轴转动考点二 天体运行规律与比较知识点2 同步卫星、近地卫星和赤道上物体比较考点二 天体运行规律与比较知识点3 卫星变轨 加速考点二 天体运行规律与比较知识点3 卫星变轨 加速考点二 天体运行规律与比较知识点3 卫星变轨3.各点参数关系①线速度大小： ②角速度关系： ③向心加速度关系： ④周期关系： ⑤能量关系： 考点二 天体运行规律与比较知识点3 卫星变轨5.航天器的对接问题 航天器与空间站的“对接”实际上就是两个做匀速圆周运动的物体的追赶问题，本质仍然是卫星的变轨问题，要使航天器与空间站成功“对接”，必须让航天器在较低轨道上逐渐加速，通过做离心运动升高轨道，从而完成航天器与空间站的成功对接。考向1 不同轨道卫星运行参量的比较【例4】 （2025·湖北·模拟预测）2025年2月“长征八号A型”火箭首飞成功，将卫星互联网低轨02组卫星送入预定轨道。这标志“长征八号A型”火箭可以将7吨的有效载荷送入距地面高度为700千米的太阳同步轨道，可以覆盖未来主流轨道任务载荷的发射需求。已知太阳同步轨道卫星在地球引力的作用下做近似匀速圆周运动，它以相同的方向经过同一纬度的当地时间是相同的。根据以上信息，下列说法正确的是（　）A．距地面高度为700km的太阳同步卫星加速度小于地球同步卫星的加速度B．距地面高度为700km的太阳同步卫星周期等于地球同步卫星的周期C．距地面高度为700km的太阳同步卫星线速度小于地球同步卫星的线速度D．太阳同步卫星轨道平面绕地轴转动的角速度等于地球绕太阳公转的角速度D考点二 天体运行规律与比较考向1 不同轨道卫星运行参量的比较A．距地面高度为700km的太阳同步卫星加速度小于地球同步卫星的加速度B．距地面高度为700km的太阳同步卫星周期等于地球同步卫星的周期C．距地面高度为700km的太阳同步卫星线速度小于地球同步卫星的线速度D．太阳同步卫星轨道平面绕地轴转动的角速度等于地球绕太阳公转的角速度考点二 天体运行规律与比较考向1 不同轨道卫星运行参量的比较 考点二 天体运行规律与比较质量未知CD考向1 不同轨道卫星运行参量的比较A．电梯轿厢所受地球的万有引力逐渐增大B．电梯轿厢绕地球运行的线速度逐渐增大C．电梯轿厢绕地球运行的角速度逐渐增大D．电梯轿厢绕地球运行的向心加速度逐渐减小考点二 天体运行规律与比较考向2 同步卫星、近地卫星和赤道上物体比较【例5】（2025·广东深圳·一模）如图所示，a为静止在赤道上的物体，b为沿地球表面附近做匀速圆周运动的人造卫星，c为地球同步卫星。以地心为参考系，关于它们的向心加速度，线速度，下列描述正确的是（　　）A．aa=ab>ac B． ac>ab>aa C．vc>vb>ca D． vb>vc>ca 考点二 天体运行规律与比较D【变式训练5】（2025·四川成都·二模）a、b、c、d是在地球大气层外的圆形轨道上运行的四颗人造卫星，其中a、c的轨道相交于P，b、d均为同步卫星，b、c轨道在同一平面上，某时刻四颗卫星的运行方向以及位置如图所示，下列说法中正确的是（　　）A．若a、c是近地卫星，则已知其周期和引力常量G，可计算地球质量B．a的发射速度小于地球的第二宇宙速度但大于b的发射速度C．d卫星提速可以和b卫星成功对接D．a、b、c、d四颗卫星的角速度关系是ωa=ωc>ωb=ωd a卫星环绕地球，发射速度小于第二宇宙速度a轨道低于b，则发射速度小于bD卫星提速后将做离心运动到b卫星轨道外侧D考向2 同步卫星、近地卫星和赤道上物体比较考点二 天体运行规律与比较考向3 卫星的发射与变轨【例6】（2025·山东·二模）我国近地小行星防御系统能够监测、预警和应对近地天体的撞击，展现了从被动预警到主动防御的科技跨越。如图所示，近地圆轨道Ⅰ和椭圆轨道Ⅱ相切于P点，椭圆轨道Ⅱ和同步轨道Ⅲ相切于Q点。现有防御卫星在轨道Ⅰ处做匀速圆周运动，经变轨后运行到同步轨道Ⅲ的M点拦截小行星进行干预，已知地球自转的角速度为ω ，防御卫星在轨道Ⅰ和Ⅲ上运行的角速度为ω1和ω3，卫星在轨道Ⅰ、Ⅲ和轨道Ⅱ上的P点、Q点运行的线速度分别为v1、v3、vP、vQ。下列说法正确的是（　　）A．ω=ω1>ω3B．vP=v1>vQ=v3 C．卫星在轨道Ⅱ上从P点运动到Q点过程中，机械能增大D．卫星在轨道Ⅲ上从Q点到M点的运动时间大于在轨道Ⅱ上从P点运动到Q点运动时间D考点二 天体运行规律与比较考向3 卫星的发射与变轨A．ω=ω1>ω3B．vP=v1>vQ=v3 C．卫星在轨道Ⅱ上从P点运动到Q点过程中，机械能增大D．卫星在轨道Ⅲ上从Q点到M点的运动时间大于在轨道Ⅱ上从P点运动到Q点运动时间考点二 天体运行规律与比较考向3 卫星的发射与变轨 BD考点二 天体运行规律与比较考向3 卫星的发射与变轨A．鹊桥二号进入地月转移轨道的速度一定大于11.2km/sB．鹊桥二号在地月转移轨道上运行的周期约为11天C．鹊桥二号的环月大椭圆使命轨道的半长轴约为4.24×104km D．鹊桥二号在绕着月球运动的同时也绕着地球运动考点二 天体运行规律与比较考向3 卫星的发射与变轨A．鹊桥二号进入地月转移轨道的速度一定大于11.2km/sB．鹊桥二号在地月转移轨道上运行的周期约为11天C．鹊桥二号的环月大椭圆使命轨道的半长轴约为4.24×104km D．鹊桥二号在绕着月球运动的同时也绕着地球运动考点二 天体运行规律与比较考向3 卫星的发射与变轨考点二 天体运行规律与比较【思维建模】 两类变轨情况的分析考向4 卫星的对接【例7】（2025·湖北·三模）天舟八号货运飞船入轨后顺利完成状态设置，于北京时间2024年11月16日2时32分，成功对接于空间站天和核心舱后向端口。对接后的“结合体”仍在空间站原轨道运行。对接前“天宫空间站”与“天舟八号”的轨道如图所示，则（　　）A．对接前，“天宫空间站”的线速度大于“天舟八号”的线速度B．为实现对接，“天舟八号”需要太空刹车，减速与“天宫空间站”对接C．对接前，“天宫空间站”的向心加速度小于“天舟八号”的向心加速度D．对接后，“结合体”绕地球公转周期小于对接前“天宫空间站”的公转周期C考点二 天体运行规律与比较考向4 卫星的对接A．对接前，“天宫空间站”的线速度大于“天舟八号”的线速度B．为实现对接，“天舟八号”需要太空刹车，减速与“天宫空间站”对接C．对接前，“天宫空间站”的向心加速度小于“天舟八号”的向心加速度D．对接后，“结合体”绕地球公转周期小于对接前“天宫空间站”的公转周期考点二 天体运行规律与比较对接：许需要电火加速，做离心运动，从低轨道变轨进入高轨道04 真题溯源·考向感知 A AC D  A5．（2025·湖北·高考真题）甲、乙两行星绕某恒星做圆周运动，甲的轨道半径比乙的小。忽略两行星之间的万有引力作用，下列说法正确的是（    ）A．甲运动的周期比乙的小 B．甲运动的线速度比乙的小C．甲运动的角速度比乙的小 D．甲运动的向心加速度比乙的小A6．（2025·海南·高考真题）载人飞船的火箭成功发射升空，载人飞船进入预定轨道后，与空间站完成自主快速交会对接，然后绕地球做匀速圆周运动。已知空间站轨道高度低于地球同步卫星轨道，则下面说法正确的是（　　）A．火箭加速升空失重B．宇航员在空间站受到的万有引力小于在地表受到万有引力C．空间站绕地球做匀速圆周运动的角速度小于地球自转角速度D．空间站绕地球做匀速圆周运动的加速度小于地球同步卫星的加速度火箭加速升空过程，加速度方向竖直向上，则处于超重状态A7．（2025·北京·高考真题）2024年6月，嫦娥六号探测器首次实现月球背面采样返回。如图所示，探测器在圆形轨道1上绕月球飞行，在A点变轨后进入椭圆轨道2、B为远月点。关于嫦娥六号探测器，下列说法正确的是（　　）A．在轨道2上从A向B运动过程中动能逐渐减小B．在轨道2上从A向B运动过程中加速度逐渐变大C．在轨道2上机械能与在轨道1上相等D．利用引力常量和轨道1的周期，可求出月球的质量AA．在轨道2上从A向B运动过程中动能逐渐减小B．在轨道2上从A向B运动过程中加速度逐渐变大C．在轨道2上机械能与在轨道1上相等D．利用引力常量和轨道1的周期，可求出月球的质量感谢观看THANK YOU