2027届高三物理一轮复习试题第5章第2讲天体运动与人造卫星（Word版含解析）

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题组一 天体(卫星)运行参量分析
1.(2025广西柳州高三期末)处于不同轨道的人造卫星绕地球转动的快慢可能不同。当卫星在某轨道上运行时,可相对地面静止。关于该轨道以及在该轨道上运行的卫星,下列说法正确的是( )
A.该轨道可以是椭圆轨道
B.该卫星可以通过柳州正上方
C.该轨道上运行的所有卫星线速度大小都相等
D.该轨道上运行的所有卫星质量必须相等
2.(2025山东济南二模)卫星电话在抢险救灾中能发挥重要作用。我国第三代海事卫星采用地球同步卫星和中轨道卫星结合的方案,它由4颗同步卫星与12颗中轨道卫星构成。中轨道卫星高度约为10 354 km,分布在几个轨道平面上,在这个高度上,卫星沿轨道旋转一周的时间为6 h。则下列说法正确的是( )
A.中轨道卫星的角速度小于地球同步卫星的角速度
B.中轨道卫星的线速度小于地球同步卫星的线速度
C.中轨道卫星的周期大于地球同步卫星的周期
D.在中轨道卫星经过地面某点的正上方24 h后,该卫星仍在地面该点的正上方
3.(2026河北承德高三检测)如图,物块P位于纬度为θ的地球表面上,与地球保持相对静止,人造地球卫星Q、R均做匀速圆周运动,卫星R为地球静止卫星。若某时刻P、Q、R与地心O在同一平面内,其中O、P、Q在一条直线上,且∠OQR=90°,下列说法正确的是( )
A.卫星Q、物块P的周期之比为cs3θ∶1
B.卫星Q、R的线速度之比为csθ∶1
C.物块P的角速度大于卫星Q的角速度
D.物块P的向心加速度大于卫星Q的向心加速度
题组二 宇宙速度
4.(2026江苏南通高三检测)已知地球的质量约是月球的81倍,地球的半径约是月球的4倍,则“嫦娥六号”探测器在月球表面附近绕月球做匀速圆周运动的速率约为地球第一宇宙速度的( )
A.29B.92
C.481D.814
5.(2025山东淄博一模)天体的第二宇宙速度为第一宇宙速度的2倍。已知火星与地球的质量比为k、半径比为n。地球的半径为R,地球表面的重力加速度为g,忽略天体自转的影响,则火星的第二宇宙速度为( )
A.kgRnB.ngR2k
C.2kgRnD.2ngRk
题组三 同步卫星、近地卫星和赤道上的物体比较
6.(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>va
D.vb>vc>va
综合提升练
7.(2025广东广州一模)2024年12月,我国首颗超低轨道卫星乾坤一号(QK-1)首次进入300 km以下轨道,即将全面开启中国“超低轨”布局的大计划。如图显示了QK-1在变轨前后轨道距地表高度h随时间t的变化情况,QK-1在自主轨道上的运动可视作匀速圆周运动。关于QK-1降轨前后在自主轨道上的参量变化,下列说法正确的是( )
A.降轨之后,卫星的周期变大
B.降轨之后,卫星的加速度变大
C.降轨之后,卫星的线速度变小
D.降轨之后,卫星受到的万有引力变小
8.(2025山东青岛三模)我国高分十二号05星运行轨道高度为600 km,地球同步轨道卫星高度为35 600 km,地球半径为6 400 km。关于05星,下列说法正确的是( )
A.运行周期为406 min
B.发射速度大于11.2 km/s
C.能始终定点在地球表面某位置正上方
D.与同步轨道卫星运行线速度之比为70∶1
9.(2025山东潍坊二模)中国空间站绕地球运行方向如图所示,由于地球遮挡阳光,空间站内航天员在一天内会经历多次日落日出。太阳光看作平行光,空间站经历一次日落到日出转过的圆心角为2θ,则空间站线速度大小与第一宇宙速度大小之比为( )
A.1sinθB.sinθ
C.1sinθD.sin θ
10.(2025湖南长沙三模)某星球的半径为R,质量为m星,若该星球使用四颗静止轨道卫星(同步卫星)恰好能实现该星球的赤道上任意两点的通信。已知引力常量为G,则该星球的自转周期为( )
A.2πR22RGm星B.πR22RGm星
C.πR23RGm星D.4πR23RGm星
11.(2025甘肃卷)如图所示,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v=GmR,小星球做匀速圆周运动
B.若GmR