2026高考一轮总复习 物理课件_第2讲　宇宙速度　人造卫星_含解析

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1. 定义：第一宇宙速度是在地面附近发射飞行器，使飞行器成为绕地球运 动的人造地球卫星的最小 速度，也是飞行器环绕地球运动的最 大 速度。
2. 大小：地球第一宇宙速度大小为 km/s。
3. 第一宇宙速度的计算方法
第二宇宙速度和第三宇宙速度
发射飞行器，使飞行器挣脱 引力束缚，永远离开 地球的最小发射速度，其数值为 km/s。
在地面附近发射飞行器，使飞行器挣脱 引力束缚，飞到太阳系外 的最小发射速度，其数值为 km/s。
1. 环绕天体（卫星）运行问题的分析方法将环绕天体或卫星的运动看成 运动，其所需向心力由中心天 体对它的 提供。
，一般分为赤道轨道、极地轨道和 其他轨道，地球同步卫星中的静止卫星的轨道是赤道轨道。
（1）极地卫星运行时每圈都经过南北两极，由于地球自转，极地卫星可 以实现全球覆盖。
卫星运行的轨道平面一定通过地心　
①静止卫星的轨道平面与 共面，且与地球自转的方向相同。
②周期一定：与地球自转周期相同，即T＝ h＝86 400 s。
③角速度大小一定：与地球自转的角速度大小相同。
（3）近地卫星近地卫星是在地球表面附近环绕地球做匀速圆周运动的卫星，其运行的轨 道半径可近似认为等于地球的半径，其运行线速度约为7.9 km/s。
1. 第一宇宙速度与地球的质量有关。（　√　）
2. 若物体的发射速度大于第二宇宙速度，小于第三宇宙速度，则物体可以 绕太阳运行。（　√　）
3. 地球同步卫星的运行速度一定小于地球第一宇宙速度。（　√　）
2. （2024·江西高考4题）两个质量相同的卫星绕月球做匀速圆周运动，半 径分别为r1、r2，则动能和周期的比值为（　　）
（2025·湖北黄冈三模）2024年2月29日中国在西昌卫星发射中心成功 发射了高轨卫星01星，标志着中国互联网的效率与质量将进一步提升。已 知高轨卫星01星与地球中心的连线在时间t内转过的弧度为θ，扫过的面积 为S，地球的半径为R，引力常量为G，则（　　）
卫星的发射速度与运动轨道的关系
1. v发＝7.9 km/s时，卫星绕地球做匀速圆周运动。
2. 7.9 km/s＜v发＜11.2 km/s，卫星绕地球运动的轨迹为椭圆。
3. 11.2 km/s≤v发＜16.7 km/s，卫星绕太阳做椭圆运动。
4. v发≥16.7 km/s，卫星将挣脱太阳引力的束缚，飞到太阳系以外的 空间。
（2025·湖北武汉联考）中国火星探测器“天问一号”成功发射后， 沿地火转移轨道飞行七个多月，于2021年2月到达火星附近，要通过制动 减速被火星引力俘获，才能进入环绕火星的轨道飞行。已知地球的质量约 为火星质量的10倍，地球半径约为火星半径的2倍，下列说法正确的是 （　　）
考点二　卫星运行参量的分析
1. 分析人造卫星的运动规律的两条思路
2. 地球卫星的运行参量（将卫星轨道视为圆）
〔多选〕关于地球静止卫星，下列说法正确的是（　　）
〔多选〕（2025·北京海淀期末）我国有很多不同轨道高度的人造卫星。如图所示，人造卫星A、B都绕地球做匀速圆周运动。两颗人造卫星的质量之比为mA∶mB＝1∶3，轨道半径之比为rA∶rB＝2∶3，则A、B两颗人造卫星（　　）
　〔多选〕（2023·海南高考9题）如图所示，1、2轨道分别是天宫二号飞 船在变轨前后的轨道，下列说法正确的是（　　）
近地卫星、静止卫星与地球赤道上物体的比较
如图所示，a为静止在地球赤道上的物体，b为近地卫星，c为静止 卫星，d为高空探测卫星，a向为他们的向心加速度，r为它们到地心的距 离，T为它们的运动周期，l、θ分别为相同时间内转过的弧长和转过的圆心 角，则下列图像正确的是（　　）
〔多选〕卫星A在地球的赤道平面内绕地球做匀速圆周运动，轨道 半径为r，运行的周期与地球的自转周期T0相同；卫星B绕地球的表面附近 做匀速圆周运动；物体C位于地球的赤道上，相对地面静止，地球的半径 为R，则有（　　）
1. （2023·江苏高考4题）设想将来发射一颗人造卫星，能在月球绕地球运 动的轨道上稳定运行，该轨道可视为圆轨道。该卫星与月球相比，一定相 等的是（　　）
2. （2024·辽宁模拟预测）如图所示是三个宇宙速度的示意图，则（　　）
解析： 　嫦娥一号绕月球运行，但仍没有脱离太阳系，无动力发射速度 需要小于16.7 km/s，A错误；太阳系外飞行器的无动力发射速度需要大于 16.7 km/s，B错误；天宫空间站绕地球做近似圆周运动，运动速度小于7.9 km/s，C错误；嫦娥六号探测器仍在地球引力范围之内，因此发射速度需 大于7.9 km/s，小于11.2 km/s，D正确。
3. （2025·四川成都模拟）2024年1月5日，我国“快舟一号”运载火箭在 酒泉卫星发射中心点火升空， 以“一箭四星”方式， 将“天目一号”掩 星探测星座15～18星送入预定轨道（轨道近似为圆轨道，高度在400至600 公里之间），发射任务取得圆满成功，实现了2024年中国航天发射开门 红。对于这四颗入轨后的卫星，下列说法正确的是（　　）
4. （2025·江西南昌模拟）进入21世纪，北斗导航系统全球组网、天宫空 间站在轨建造完成，标志着我国的航天事业走在了世界前列。已知天宫空 间站和北斗导航系统中的中圆轨道卫星均绕地球做匀速圆周运动，周期分 别为1.5 h、12 h，则空间站和中圆轨道卫星的（　　）
5. （2024·浙江1月9题）如图所示，2023年12月9日“朱雀二号”运载火箭 顺利将“鸿鹄卫星”等三颗卫星送入距离地面约500 km的轨道。取地球质 量6.0×1024 kg，地球半径6.4×103 km，引力常量6.67×10－11 N·m2/kg2。 下列说法正确的是（　　）
6. （2025·河南濮阳期末）如图所示，O为地球的中心，OP垂直于赤道 面。a为在赤道面的圆轨道上运行的卫星，b为在垂直于赤道面的圆轨道上 运行的卫星，c为平行于赤道面、以P为圆心的圆轨道，已知a卫星和b卫星 的运行轨道半径均为地球同步卫星的一半，下列判断正确的是（　　）
7. 地球赤道上的物体随地球自转的向心加速度为a1，地球的静止卫星绕地 球做匀速圆周运动的轨道半径为r，向心加速度为a2。已知引力常量为G， 地球半径为R，地球表面的重力加速度为g，且地球近地卫星轨道处的重力 加速度为g0，下列说法正确的是（　　）
8. （2025·江苏镇江三模）2024年4月25日，神舟十八号飞船与天宫空间站 顺利对接。如图所示，飞船和空间站对接前在各自预定轨道运动，下列说 法正确的是（　　）
9. （2025·辽宁大连模拟）国产科幻大片《流浪地球2》中的“太空电梯” 给观众带来了强烈的视觉震撼。如图所示，“太空电梯”由地面基站、缆 绳、箱体、同步静止轨道上的空间站和配重组成，缆绳相对地面静止，箱 体可以沿缆绳将人和货物从地面运送到空间站。下列说法正确的是（　　）
解析： 　“太空电梯”由地面基站、缆绳、箱体、同步静止轨道上的空 间站和配重组成，缆绳相对地面静止，地面基站只能建设在赤道上，故A 错误；地面基站的角速度等于箱体的角速度，故B错误；由于同步静止轨 道上的空间站和配重相对地面静止，则配重的周期等于同步静止空间站的 周期，故C正确，D错误。
10. （2025·山东临沂期末）华为Mate70搭载我国自主研发的麒麟9100s芯 片，该手机最大的亮点就是可以连接天通一号01星实现卫星通信。天通一 号01星是地球同步静止卫星，另外已知我国的空间站运行周期约为90分 钟，空间站和天通一号01星的运动均可看作绕地球做匀速圆周运动，空间 站和天通一号01星均可视为质点，忽略地球自转对重力大小的影响，则下 列说法正确的是（　　）
12. （2025·吉林长春模拟）有一部关于星际大战的电影，里面有一个片 段，在与地球类似的星球的“赤道”的实验室里，有一个固定的竖直光滑 圆轨道，内侧有一个小球恰能做完整的圆周运动，一侧的仪器数据显示： 该运动的轨道半径为r，最高点的速度为v。若真存在这样的星球，而且该 星球的半径为R，自转可忽略，万有引力常量为G，下列说法正确的是（　）