A．地球同步衛(wèi)星的軌道可能通過地球兩極上空
B．地球同步衛(wèi)星的軌道只能在赤道上空
C．所有在軌運行的地球同步衛(wèi)星距地面的高度都相同
D．所有在軌運行的地球同步衛(wèi)星距地面的高度可以不相同
2.
[2022·廣東省汕尾市質監(jiān)]設想從山上水平拋出一塊石頭，如圖所示．由于重力作用，石頭會沿著彎曲的路徑落到地上，并且石頭的拋出速度越大，石頭飛行的距離越遠．由此推想，當石頭拋出的速度足夠大時，它將繞地球做圓周運動而不再落向地面，成為人造衛(wèi)星．則這個足夠大的速度是( )
A．v＝7.9 km/s B．v11.2 km/s
3．[2022·浙江省聯(lián)考]2021年4月29日11時23分，在海南文昌航天發(fā)射場用“長征”5B運載火箭將中國首個空間站核心艙“天和”號送入太空．中國空間站包括“天和”核心艙、“問天”實驗艙和“夢天”實驗艙3個艙段，整體呈“T”字構型，計劃于2022年全部完成發(fā)射，“天和”核心艙是未來空間站的管理和控制中心．已知“天和”核心艙在軌運行時離地面的平均高度為h，地球半徑為R，地球表面重力加速度為g，下列說法正確的是( )
A．實驗艙在做勻速圓周運動的過程中，速度始終不變
B．“天和”核心艙所在軌道處的加速度大小為 eq \f(gR2,R＋h)
C．“天和”核心艙繞地球運行的周期T＝2π(1＋ eq \f(h,R)) eq \r(\f(R＋h,g))
D．要實現(xiàn)“問天”“夢天”實驗艙從較低軌道與“天和”核心艙對接，需使實驗艙減速變軌
4．[2022·江蘇省淮安市調研]北斗衛(wèi)星導航系統(tǒng)(BDS)是我國自主研發(fā)的繼GPS、GLONASS之后的第三個成熟的衛(wèi)星導航系統(tǒng)．該系統(tǒng)包括5顆地球同步衛(wèi)星和30顆一般軌道衛(wèi)星．關于其中的地球同步衛(wèi)星，下列說法中正確的是( )
A．它運行的周期為24小時
B．它運行的線速度大于第一宇宙速度
C．它可以定點在淮安區(qū)文通塔的正上方
D．它到地面的距離比月球到地面的距離大
5．[2022·廣東小潮州市質檢]“祝融號”火星車的高度有185 cm，重量達到240 kg，設計壽命為3個火星月，相當于約92個地球日．“祝融號”火星車將在火星上開展地表成分、物質類型分布、地質結構以及火星氣象環(huán)境等探測工作．已知火星直徑約為地球的一半，火星質量約為地球質量的十分之一，則“祝融號”在火星上受到的重力大小最接近( )
A．240 N B．960 N
C．1 200 N D．2 400 N
6．[2022·四川省成都市考試]某星球和地球均可視為質量均勻分布的球體，該星球的密度是地球密度的2倍，它表面處的重力加速度是地面上重力加速度的4倍，則該星球的第一宇宙速度是地球第一宇宙速度的( )
A． eq \f(1,2)倍 B．2 eq \r(2)倍
C．4倍 D．16倍
7．[2022·遼寧省月考]北京時間2021年7月29日12時01分，我國在酒泉衛(wèi)星發(fā)射中心用“長征二號”丁運載火箭，成功將“天繪一號”04衛(wèi)星發(fā)射升空．認為衛(wèi)星入軌后繞地球做勻速圓周運動，已知引力常量為G，地球的質量為M，衛(wèi)星運行的周期為T，則根據(jù)以上信息可求得( )
A．衛(wèi)星的質量
B．地球表面的重力加速度大小
C．衛(wèi)星的向心加速度大小
D．衛(wèi)星離地的高度
8.
[2022·湖南省聯(lián)考](多選)地球和月球在長期相互作用過程中，形成了“潮汐鎖定”．月球總是一面正對地球，另一面背離地球，月球繞地球的運動可看成勻速圓周運動．以下說法正確的是( )
A．月球的公轉周期與自轉周期相同
B．地球對月球的引力大于月球對地球的引力
C．月球上遠地端的向心加速度大于近地端的向心加速度
D．若測得月球公轉的周期和半徑可估測月球質量
9．[2022·浙江省考試]神舟十二號載人飛船于2021年6月17日9時22分發(fā)射，12分鐘后貨運飛船船箭分離，飛船進入預定軌道．此后，飛船繞地球飛行三圈，每繞飛半圈變軌一次，于當日15時54分采用自主快速交會對接模式，精準對接于天和核心艙前向端口，與此前已對接的天舟二號貨運飛船一起構成三艙組合體，這標志著中國人首次進入自己的空間站．為方便研究，核心艙近似看作在地球引力作用下做勻速圓周運動，已知核心艙圓軌道離地面高度約為400 km，地球半徑約為6 400 km.則( )
A．三艙組合體的加速度比對接前的二艙組合體的加速度大
B．載人飛船的發(fā)射速度不大于第一宇宙速度，而空間站的運行速度大于8 km/s
C.空間站上宇航員24 h內看到日出次數(shù)一定少于18次
D．載人飛船對接前在高于“天和”核心艙的軌道上做圓周運動，則開始對接時發(fā)動機應向下方噴氣
10.
[2022·遼寧省沈陽市模擬]如圖所示，A為靜止在赤道上的物體，B為近地圓軌道衛(wèi)星，C為地球同步衛(wèi)星．A、B、C三物體質量相同，向心加速度大小分別為aA、aB、aC，向心力大小分別為FA、FB、FC，線速度大小分別為vA、vB、vC，周期分別為TA、TB、TC，則( )
A．aB>aC>aA B．FA＝FB>FC
C．vA>vB>vC D．TB>TA＝TC
11．[2022·北京大附中期末]如圖所示，甲、乙兩顆衛(wèi)星以相同的軌道半徑分別繞質量為M和2M的行星做勻速圓周運動．下列說法正確的是( )
A．甲的向心加速度比乙的大
B．甲的運行周期比乙的大
C．甲的角速度比乙的大
D．甲的線速度比乙的大
12．[2022·廣東省期中]2021年9月20日，“天舟三號”貨運飛船成功發(fā)射，并與空間站“天和”核心艙順利對接．中國空間站“天和”核心艙繞地球飛行的軌道可視為圓軌道，軌道離地面的高度約為地球半徑的 eq \f(1,16).已知地球表面重力加速度大小為g(忽略地球自轉)，地球的半徑為R，則核心艙飛行的周期為( )
A． eq \f(17π,32) eq \r(\f(17R,g)) B． eq \f(π,32) eq \r(\f(17R,g))
C． eq \f(7π,16) eq \r(\f(17R,g))D． eq \f(17π,16) eq \r(\f(17R,g))
專題28 人造衛(wèi)星 宇宙速度
1．BC 地球衛(wèi)星相對地面靜止，其軌道只能在赤道上空，不可能通過地球兩極上空，A錯誤，B正確；所有在軌運行的地球同步衛(wèi)星運行的角速度都相同，根據(jù)G eq \f(Mm,r2)＝mω2r可知，所有在軌運行的地球同步衛(wèi)星軌道半徑都相同，即距地面的高度相同，C正確，D錯誤．
2．A 要想使物體繞地球運動而成為人造衛(wèi)星，不再落回地面，則物體的速度必須要達到第一宇宙速度，即v＝7.9 km/s，A正確．
3．C 實驗艙在做勻速圓周運動的過程中，速度方向在改變，A錯誤；根據(jù)牛頓第二定律得G eq \f(Mm,R2)＝mg，G eq \f(Mm,（R＋h）2)＝ma，解得a＝ eq \f(gR2,（R＋h）2)，B錯誤；實驗艙做勻速圓周運動，有G eq \f(Mm,（R＋h）2)＝m eq \f(4π2,T2)(R＋h)，結合上面的關系式解得T＝2π(1＋ eq \f(h,R)) eq \r(\f(R＋h,g))，C正確；要實現(xiàn)“問天”“夢天”實驗艙從較低軌道與“天和”核心艙對接，需使實驗艙加速變軌，D錯誤．
4．A 同步衛(wèi)星和地球相對靜止，與地球自轉具有相同的轉動周期，T＝24 h，A正確；第一宇宙速度是衛(wèi)星做圓周運動的最大環(huán)繞速度，同步衛(wèi)星的速度一定小于第一宇宙速度，B錯誤；同步衛(wèi)星的軌道一定在赤道上空，不能在淮安區(qū)文通塔上空，C錯誤；根據(jù)開普勒第三定律可知，同步衛(wèi)星周期小，它到地面的距離比月球到地面的距離小，D錯誤．
5．B 物體在星球表面所受萬有引力和重力近似相等，則有G eq \f(Mm,R2)＝mg，解得星球表面的重力加速度g＝G eq \f(M,R2)，所以火星與地球表面重力加速度之比為 eq \f(g火,g地)＝ eq \f(M火R eq \\al(\s\up1(2),\s\d1(地)) ,M地R eq \\al(\s\up1(2),\s\d1(火)) )＝ eq \f(22,10)＝ eq \f(2,5)，“祝融號”火星車在火星上與地球上的質量相等，“祝融號”火星車在火星上受到的重力大小約為G＝mg火＝ eq \f(2,5)mg地＝960 N，B正確．
6．B 由G eq \f(Mm,R2)＝mg和M＝ρ× eq \f(4,3)πR3，解得星球表面的重力加速度g＝ eq \f(4,3)GρπR，可知該星球的半徑是地球半徑的2倍．第一宇宙速度v＝ eq \r(\f(GM,R))＝ eq \r(\f(4,3)GρπR2)，可知，星球的第一宇宙速度是地球第一宇宙速度的2 eq \r(2)倍，B正確．
7．C 由萬有引力提供向心力得G eq \f(Mm,r2)＝m eq \f(4π2,T2)r，解得軌道半徑r＝ eq \r(3,\f(GMT2,4π2))，由于衛(wèi)星的質量被消去，所以無法求出衛(wèi)星的質量，A錯誤；由地球的半徑未知，所以無法求出衛(wèi)星離地的高度和地球表面的重力加速度，B、D錯誤；衛(wèi)星的向心加速度a＝ eq \f(4π2,T2)r，將r＝ eq \r(3,\f(GMT2,4π2))代入上式即可求得向心加速度大小，C正確．
8．AC “潮汐鎖定”月球總是一面正對地球，另一面背離地球，分析可知，月球的公轉周期與自轉周期相同，故A正確；根據(jù)牛頓第三定律，可知地球對月球的引力等于月球對地球的引力，故B錯誤；由于月球總是一面正對地球，所以月球上遠地端與近地端角速度相同，根據(jù)公式a＝ω2r可知，半徑大向心加速度大，即月球上遠地端的向心加速度大于近地端的向心加速度，故C正確；若測得月球公轉的周期和半徑不可估測月球質量，故D錯誤．
9．C 根據(jù)G eq \f(Mm,r2)＝ma可得a＝G eq \f(M,r2)可知，三艙組合體與對接前的二艙組合體的軌道半徑相同，則加速度大小相同，A錯誤；第一宇宙速度是最小的發(fā)射速度，也是最大的環(huán)繞速度，則載人飛船的發(fā)射速度大于第一宇宙速度，而空間站的運行速度小于第一宇宙速度7.9 km/s，B錯誤；根據(jù)G eq \f(Mm,（R＋h）2)＝m eq \f(4π2,T2)(R＋h)，其中GM＝gR2，解得T＝ eq \f(2π（R＋h）,R) eq \r(\f(R＋h,g))，代入數(shù)據(jù)解得T≈92 min，則空間站上宇航員24 h內看到日出次數(shù)等于 eq \f(24×60,92)次≈16次，則空間站上宇航員24 h內看到日出次數(shù)一定少于18次，C正確；若對接前在高于“天和”核心艙的軌道上做圓周運動，則開始對接時發(fā)動機應向前方噴氣減速做向心運動，才能實現(xiàn)對接，D錯誤．
10．A 衛(wèi)星B、C均由萬有引力提供向心力，有F＝ eq \f(GMm,r2)＝ma，且rBaC，F(xiàn)B>FC；A、C的角速度相同，由F＝mω2r，a＝ω2r，rAaA，F(xiàn)C>FA，綜上所述有aB>aC>aA，F(xiàn)B>FC>FA，A正確，B錯誤；B、C均由萬有引力提供向心力，有 eq \f(GMm,r2)＝ eq \f(mv2,r)，且rBvC；A、C的角速度相同，由v＝ωr，且rAvA，C錯誤；A、C角速度相同，則周期相同，即TA＝TC；B、C均為地球的衛(wèi)星，根據(jù)開普勒第三定律可知TB

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