2027年高考物理一轮复习 突破练习含答案031-课时作业27 人造卫星 宇宙速度（教用）

这是一份2027年高考物理一轮复习 突破练习含答案031-课时作业27 人造卫星 宇宙速度（教用），共40页。
1．多选 关于地球静止卫星，下列说法正确的是（ ）
A. 它的周期与地球自转周期相同
B. 它的高度、速度大小都是一定的
C. 地球静止卫星必须在赤道正上方
D. 我国发射的同步通信卫星可以定点在北京上空一定高度处
【答案】ABC
2．2023年8月，我国首次在空间站中实现了微小卫星的低成本入轨。在近地圆轨道飞行的中国空间站中，航天员操作机械臂释放微小卫星。若微小卫星进入比空间站低的圆轨道运动，则入轨后微小卫星的（ ）
A. 角速度比空间站的大B. 加速度比空间站的小
C. 速率比空间站的小D. 周期比空间站的大
【答案】A
【解析】卫星绕地球做匀速圆周运动，由万有引力提供向心力有GMmr2=mω2r=ma=mv2r=m4π2T2r，可得ω=GMr3，a=GMr2，v=GMr，T=4π2r3GM，由于微小卫星的轨道半径小于空间站的轨道半径，则入轨后微小卫星的角速度比空间站的大，加速度比空间站的大，速率比空间站的大，周期比空间站的小。故选A。
3．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. 航天员在空间站受到的万有引力小于在地表受到的万有引力
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
【答案】B
【解析】火箭加速升空过程，加速度方向竖直向上，则处于超重状态，故A错误；根据F=GMmR2，航天员与地球的质量不变，航天员在空间站离地心更远，则受到的万有引力小于在地表受到的万有引力，故B正确；根据GMmR2=mω2R可得ω=GMR3，可知空间站绕地球做匀速圆周运动的角速度大于地球同步卫星的角速度，即大于地球自转角速度，故C错误；根据GMmR2=ma可得a=GMR2，可知空间站绕地球做匀速圆周运动的加速度大于地球同步卫星的加速度，故D错误。
4．2025年7月15日，“天舟九号”货运飞船从文昌航天发射场发射升空后，与在轨高度约为400km的空间站“天和”核心舱完成自主快速交会对接，为空间站运送补给物资。已知静止卫星距地面的高度约为36000km，地球半径约为6400km，下列说法正确的是 （ ）
A. 据题中信息可估算出空间站的运行周期
B. “天舟九号”货运飞船的发射速度可能为11.2km/s
C. 空间站绕地球做圆周运动的速度可能等于7.9km/s
D. 空间站内，航天员可以利用单摆测重力加速度，但不能使用水银气压计测舱内气压
【答案】A
【解析】根据开普勒第三定律有(R+h空)3T空2=(R+h静)3T静2，由题意可知地球半径R约为6400km，空间站的轨高h空约为400km，静止卫星距地面的高度h静约为36000km，且静止卫星的周期T静等于1天，则代入数据可估算出空间站的运行周期T空，故A正确；11.2km/s为第二宇宙速度，若“天舟九号”货运飞船的发射速度为11.2km/s，则它会克服地球的引力，永远离开地球，不可能绕地球运动，故B错误；7.9km/s为第一宇宙速度，也叫最大环绕速度，即在地球表面附近做匀速圆周运动的卫星速度为7.9km/s，根据万有引力提供向心力有GMmr2=mv2r，可得v=GMr，则空间站绕地球做圆周运动的速度小于7.9km/s，故C错误；在空间站内处于完全失重状态，则航天员不可以利用单摆测重力加速度，故D错误。
5．（2025·湖南郴州模拟）如图所示，卫星1、2发出的电磁波能够同时覆盖地球表面的夹角分别为2θ1、2θ2（卫星2、2θ2未画出），则卫星1、2绕地球做匀速圆周运动的周期之比为（ ）
A. sin3θ2sin3θ1B. cs3θ1cs3θ2C. sin3θ1sin3θ2D. cs3θ2cs3θ1
【答案】D
【解析】设地球半径为R，卫星发出的电磁波能够同时覆盖地球表面的夹角为2θ ，则卫星轨道半径r=Rcsθ，万有引力提供卫星做匀速圆周运动的向心力，有GMmr2=m4π2T2r，即T∝1cs3θ，则T1T2=cs3θ2cs3θ1，故选D。
6．（2023·北京卷·12）2022年10月9日，我国综合性太阳探测卫星“夸父一号”成功发射，实现了对太阳探测的跨越式突破。“夸父一号”卫星绕地球做匀速圆周运动，距地面高度约为720km，运行一圈所用时间约为100分钟。如图所示，为了随时跟踪和观测太阳的活动，“夸父一号”在随地球绕太阳公转的过程中，需要其轨道平面始终与太阳保持固定的取向，使太阳光能照射到“夸父一号”。下列说法正确的是（ ）
A. “夸父一号”的运行轨道平面平均每天转动的角度约为1∘
B. “夸父一号”绕地球做圆周运动的速度大于7.9km/s
C. “夸父一号”绕地球做圆周运动的向心加速度大于地球表面的重力加速度
D. 由题干信息，根据开普勒第三定律，可求出日地间平均距离
【答案】A
【解析】因为“夸父一号”轨道要始终与太阳保持固定的取向，则其在一年之内转动360∘ 角，即轨道平面平均每天约转动1∘ ，故A正确；7.9km/s是所有绕地球做圆周运动的卫星的最大环绕速度，由v=GMr可知，“夸父一号”的速度小于7.9km/s，故B错误；根据Gm地mr2=ma，可知“夸父一号”绕地球做圆周运动的向心加速度小于地球表面的重力加速度，故C错误；“夸父一号”绕地球转动，地球绕太阳转动，中心天体不同，则根据题中信息不能求解地球与太阳的距离，故D错误。
7．（2025·重庆模拟）2024年11月15日23时13分，“天舟八号”携带约6吨的物资进入距离地面为r1的轨道后近似做匀速圆周运动，地球半径为R，地球同步卫星距离地面为r2，r1