7.4宇宙航行同步練習一、單選題1．（2023春·江蘇徐州·高一統考期中）電影《流浪地球2》中的“太空電梯”引起熱議。其原理如圖所示，通過纜繩將位于地球同步軌道的空間站一邊連接在地面的基座上，另一邊連接配重廂，整個“太空電梯”和地面保持相對靜止。關于“太空電梯”，下列說法正確的是（）A．地面基座可以在徐州修建 B．配重廂的線速度大于空間站的線速度C．纜繩對配重廂的作用力背離地心向外 D．空間站的線速度大于第一宇宙速度2．（2023春·遼寧錦州·高一校考期中）如圖所示，a為放在赤道上相對地球靜止的物體，隨地球自轉做勻速圓周運動，b為沿地球表面附近做勻速圓周運動的人造衛星（軌道半徑約等于地球半徑），c為地球的同步衛星。下列關于a、b、c的說法中正確的是（）A．b衛星轉動線速度大于B．a、b、c做勻速圓周運動的向心加速度大小關系為C．a、b、c做勻速圓周運動的周期關系為D．在b、c中，c的機械能大3．（2023春·廣東清遠·高一陽山縣南陽中學校考階段練習）2020年12月1日，嫦娥五號探測器成功在月球正面預選著陸區著陸。某中學的科技小組設想嫦娥五號的登月軌道方案如圖所示，環月軌道I為圓形軌道，環月軌道II為橢圓軌道，遠月點記為P點，近月點記為Q點（圖中未標出）。減速下降階段速度很小能安全著陸。下列說法正確的是（）A．嫦娥五號在環月軌道I上的運動速度比月球的第一宇宙速度大B．嫦娥五號在環月軌道I上的機械能小于在環月軌道II上的機械能C．嫦娥五號在軌道I和軌道II上經過P點時的加速度相等D．嫦娥五號在環月軌道I上的運行周期比在環月軌道II上的運行周期短4．（2023春·江蘇淮安·高一校聯考階段練習）國產科幻大片《流浪地球2》中的“太空電梯”給觀眾帶來了強烈的視覺震撼。如圖所示，“太空電梯”由地面基站、纜繩、箱體、同步軌道上的空間站和配重組成，纜繩相對地面靜止，箱體可以沿纜繩將人和貨物從地面運送到空間站。下列說法正確的是（

）A．地面基站可以建設在青藏高原上B．配重的線速度小于同步空間站的線速度C．箱體在上升過程中受到地球的引力越來越大D．若同步空間站和配重間的纜繩斷開，配重將做離心運動5．（2023春·吉林長春·高一長春市第二實驗中學校考期中）2013年5月2日凌晨0時06分，我國“中星11號”通信衛星發射成功。“中星11號”是一顆地球同步衛星，它主要用于為亞太地區等區域用戶提供商業通信服務。圖為發射過程的示意圖，先將衛星發射至近地圓軌道1，然后經點火，使其沿橢圓軌道2運行，最后再一次點火，將衛星送入同步圓軌道3。軌道1、2相切于Q點，軌道2、3相切于P點，則當衛星分別在1、2、3軌道上正常運行時，以下說法正確的是（）

A．衛星在軌道3上的速率大于在軌道1上的速率B．衛星在軌道3上的角速度大于在軌道1上的角速度C．衛星在軌道2上經過P點時的加速度等于它在軌道3上經過P點時的加速度D．衛星在軌道1上經過Q點時的速度大于它在軌道2上經過Q點時的速度6．（2023春·江蘇南通·高一統考階段練習）2022年11月12日，“天舟五號”貨運飛船成功對接空間站“天和”核心艙，對接完成后組合體運行的圓周軌道距離地球表面約400km，則組合體（）A．線速度大于7.9km/sB．運行周期大于24hC．角速度大于地球自轉的角速度D．向心加速度大于地球表面重力加速度7．（2023春·河南·高一校聯考階段練習）如圖所示，A為赤道表面的物體，B為地球的中軌衛星（軌道半徑比同步衛星小），C為地球的同步衛星。則下列說法正確的是（）A．A的線速度最大 B．C的線速度最小C．B的向心加速度最大 D．A的向心加速度最大8．（2023春·安徽馬鞍山·高一馬鞍山市紅星中學校考階段練習）關于地球的第一宇宙速度，下列說法正確的是（）A．第一宇宙速度是發射人造衛星的最小發射速度B．不同的行星都具有相同的第一宇宙速度C．第一宇宙速度等于地球同步衛星的線速度D．第一宇宙速度是人造衛星繞地球做圓周運動的最小線速度二、多選題9．（2023春·上海靜安·高一上海市回民中學校考期中）2022年5月，我國成功完成了天舟四號貨運飛船與空間站的對接，形成的組合體在地球引力作用下繞地球做圓周運動，周期約90分鐘。下列說法正確的是（）A．組合體的軌道半徑一定比地球同步衛星的小B．組合體的速度大小略大于第一宇宙速度C．組合體的角速度大小比地球同步衛星的大D．組合體的加速度大小比地球同步衛星的小10．（2023春·河南南陽·高一校聯考階段練習）下圖是地球的三個宇宙速度示意圖，下列說法中正確的是（

）

A．地球的第一宇宙速度大小與地球質量有關B．第一宇宙速度是衛星繞地球做勻速圓周運動的最小速度C．若物體的發射速度大于第二宇宙速度而小于第三宇宙速度，則物體繞太陽運行D．同步衛星的運行速度一定小于地球的第一宇宙速度11．（2023春·廣東深圳·高一翠園中學校考期中）高分五號衛星在太原衛星發射中心成功發射，它填補了國產衛星無法有效探測區域大氣污染氣體的空白。如圖是高分五號衛星發射的模擬示意圖，先將高分五號衛星送入圓形近地軌道Ⅰ運動，在軌道A處點火變軌進入橢圓軌道Ⅱ，在軌道B處再次點火進入圓形預定軌道Ⅲ繞地球做圓周運動，不考慮衛星的變化。下列敘述正確的是（）A．高分五號衛星在軌道Ⅰ上運動的速率小于在軌道Ⅲ上的速率B．高分五號衛星在三條軌道上的運行周期，在軌道Ⅰ上最小、在軌道Ⅲ上最大C．高分五號衛星在軌道Ⅰ上的加速度大于在軌道Ⅲ上的加速度D．高分五號衛星在A處變軌要加速，在B處變軌要減速12．（2023春·山東淄博·高一校聯考期中）如圖所示，A是靜止在赤道上的物體，隨地球自轉而做勻速圓周運動；B、C是同一平面內兩顆人造衛星，B位于離地高度等于地球半徑的圓形軌道上，C是地球同步衛星．已知第一宇宙速度為v，物體A和衛星B、C的線速度大小分別為、、，角速度大小分別為、、，周期大小分別為、、，向心加速度大小分別為、、，則下列關系正確的是（

）A． B．C． D．13．（2023春·廣東廣州·高一廣東實驗中學校考階段練習）如圖所示，在發射地球同步衛星的過程中，衛星首先進入近地圓軌道，然后在P點通過改變衛星的速度使衛星進入橢圓軌道I，又在Q點再次改變衛星速度，讓衛星進入地球同步軌道Ⅱ。則（）

A．該衛星在軌道I的P點的速度大于7.9km/s，小于11.2km/sB．衛星在軌道I上運行的周期大于在軌道Ⅱ上運行的周期C．在軌道I上，衛星在P點的速度大于在Q點的速度D．衛星在Q點通過加速實現由軌道I進入軌道Ⅱ14．（2023春·吉林延邊·高一延邊第一中學校考期中）如圖所示，發射衛星時，先將衛星發射至圓軌道1上，然后經點火，使其沿橢圓軌道2運行，最后再次點火，將衛星送入同步軌道3。軌道1、軌道2相切于Q點，軌道2、軌道3相切于P點，則當衛星分別在1、2、3軌道上正常運行時，以下說法中正確的是（）

A．衛星在軌道3上的周期小于在軌道1上的周期B．衛星在軌道3上的角速度小于在軌道1上的角速度C．衛星在軌道1上經過Q點時的加速度大于它在軌道2上經過Q點時的加速度D．衛星在軌道1上經過Q點時的速度大于它在軌道2上經過P點時的速度7.4宇宙航行同步練習一、單選題1．（2023春·江蘇徐州·高一統考期中）電影《流浪地球2》中的“太空電梯”引起熱議。其原理如圖所示，通過纜繩將位于地球同步軌道的空間站一邊連接在地面的基座上，另一邊連接配重廂，整個“太空電梯”和地面保持相對靜止。關于“太空電梯”，下列說法正確的是（）A．地面基座可以在徐州修建 B．配重廂的線速度大于空間站的線速度C．纜繩對配重廂的作用力背離地心向外 D．空間站的線速度大于第一宇宙速度【答案】B【詳解】A．整個“太空電梯”和地面保持相對靜止，則整個同步軌道一定在赤道的正上方，所以地面基座不可以在徐州修建，故A錯誤；B．根據“太空電梯”的結構可知，配重廂和同步空間站的角速度一樣，根據由于空間站的環繞半徑小于配重的環繞半徑，由此可知配重廂的線速度大于空間站的線速度，故B正確；C．若無拉力作用，則由牛頓第二定律得可知軌道越高，運行速度越慢，但是配重廂的線速度大于空間站的線速度，由此可知纜繩對配重廂的作用力要指向地心，由萬有引力和指向地心的拉力的合力提供配重廂做圓周運動的向心力，才能與地面保持相對靜止，故C錯誤；D．第一宇宙速度是最大的運行速度，同步軌道的空間站的線速度小于第一宇宙速度，故D錯誤。故選B。2．（2023春·遼寧錦州·高一校考期中）如圖所示，a為放在赤道上相對地球靜止的物體，隨地球自轉做勻速圓周運動，b為沿地球表面附近做勻速圓周運動的人造衛星（軌道半徑約等于地球半徑），c為地球的同步衛星。下列關于a、b、c的說法中正確的是（）A．b衛星轉動線速度大于B．a、b、c做勻速圓周運動的向心加速度大小關系為C．a、b、c做勻速圓周運動的周期關系為D．在b、c中，c的機械能大【答案】B【詳解】A．第一宇宙速度是最大的運行速度，b為沿地球表面附近做勻速圓周運動的人造衛星，b衛星轉動線速度等于，故A錯誤；B．由題可知a、c具有相同的角速度，根據由于所以對于b、c有得由于可知綜上得，故B正確；C．由題知對于b、c有得由于可知綜上得故C錯誤；D．由于不知道b、c衛星的質量，所以無法判斷它們機械能的大小，故D錯誤。故選B。3．（2023春·廣東清遠·高一陽山縣南陽中學校考階段練習）2020年12月1日，嫦娥五號探測器成功在月球正面預選著陸區著陸。某中學的科技小組設想嫦娥五號的登月軌道方案如圖所示，環月軌道I為圓形軌道，環月軌道II為橢圓軌道，遠月點記為P點，近月點記為Q點（圖中未標出）。減速下降階段速度很小能安全著陸。下列說法正確的是（）A．嫦娥五號在環月軌道I上的運動速度比月球的第一宇宙速度大B．嫦娥五號在環月軌道I上的機械能小于在環月軌道II上的機械能C．嫦娥五號在軌道I和軌道II上經過P點時的加速度相等D．嫦娥五號在環月軌道I上的運行周期比在環月軌道II上的運行周期短【答案】C【詳解】A．根據公式可知軌道半徑越大，線速度越小，月球的第一宇宙速度等于在月球表面的環繞速度，故嫦娥五號在環月軌道Ⅰ上的運動速度比月球的第一宇宙速度小，選項A錯誤；B．從軌道I變軌到軌道II，需要在P點減速做近心運動，故嫦娥五號在環月軌道Ⅰ上的機械能大于在環月軌道Ⅱ上的機械能，選項B錯誤；C．根據可知，嫦娥五號在軌道I和軌道II上經過P點時的加速度相等，選項C正確；D．根據開普勒第三定律可得在環月軌道Ⅰ上的運行的半徑大于在環月軌道Ⅱ上的運行半長軸，故嫦娥五號在環月軌道Ⅰ上的運行周期比在環月軌道Ⅱ上的運行周期長，選項D錯誤。故選C。4．（2023春·江蘇淮安·高一校聯考階段練習）國產科幻大片《流浪地球2》中的“太空電梯”給觀眾帶來了強烈的視覺震撼。如圖所示，“太空電梯”由地面基站、纜繩、箱體、同步軌道上的空間站和配重組成，纜繩相對地面靜止，箱體可以沿纜繩將人和貨物從地面運送到空間站。下列說法正確的是（

）A．地面基站可以建設在青藏高原上B．配重的線速度小于同步空間站的線速度C．箱體在上升過程中受到地球的引力越來越大D．若同步空間站和配重間的纜繩斷開，配重將做離心運動【答案】D【詳解】A．根據題意可知纜繩相對地面靜止，則整個同步軌道一定在赤道正上方，所以地面基站不可能在青藏高原上，故A錯誤；B．根據“太空電梯”結構可知，配重和同步空間站的角速度相同，空間站的環繞半徑小于配重的環繞半徑，所以配重的線速度大于同步空間站的線速度，故B錯誤；CD．根據題意可知，配重核空間站同步做勻速圓周運動，配重與地球之間的萬有引力為箱體在上升過程中受到地球的引力越來越小，若同步空間站和配重間的纜繩斷開，地球對它的萬有引力不足以提供配重做圓周運動所需的向心力，配重會做離心運動，故C錯誤，D正確；故選D。5．（2023春·吉林長春·高一長春市第二實驗中學校考期中）2013年5月2日凌晨0時06分，我國“中星11號”通信衛星發射成功。“中星11號”是一顆地球同步衛星，它主要用于為亞太地區等區域用戶提供商業通信服務。圖為發射過程的示意圖，先將衛星發射至近地圓軌道1，然后經點火，使其沿橢圓軌道2運行，最后再一次點火，將衛星送入同步圓軌道3。軌道1、2相切于Q點，軌道2、3相切于P點，則當衛星分別在1、2、3軌道上正常運行時，以下說法正確的是（）

A．衛星在軌道3上的速率大于在軌道1上的速率B．衛星在軌道3上的角速度大于在軌道1上的角速度C．衛星在軌道2上經過P點時的加速度等于它在軌道3上經過P點時的加速度D．衛星在軌道1上經過Q點時的速度大于它在軌道2上經過Q點時的速度【答案】C【詳解】AB．同步衛星在圓軌道上做勻速圓周運動時有得因為所以由得，故AB錯誤；C．由得衛星在軌道2上經過P點時的加速度等于它在軌道3上經過P點時的加速度。C正確；D．從軌道1進入軌道2需要離心，在Q點火加速，衛星在軌道1上經過Q點時的速度小于它在軌道2上經過Q點時的速度。D錯誤。故選C。6．（2023春·江蘇南通·高一統考階段練習）2022年11月12日，“天舟五號”貨運飛船成功對接空間站“天和”核心艙，對接完成后組合體運行的圓周軌道距離地球表面約400km，則組合體（）A．線速度大于7.9km/sB．運行周期大于24hC．角速度大于地球自轉的角速度D．向心加速度大于地球表面重力加速度【答案】C【詳解】A．7.9km/s是第一宇宙速度，即為最大環繞速度，則對接完成后運行速度不可能大于7.9km/s，故A錯誤；B．地球同步衛星的周期等鱷魚24h，根據開普勒第三定律可知組合體的周期小于24h，故B錯誤；C．根據角速度與周期的關系，可知組合體的角速度大于地球自轉的角速度，故C正確；D、根據萬有引力與重力的關系有對組合體，根據萬有引力提供向心力有可知組合體的向心加速度小于地球表面重力加速度，故D錯誤。故選C。7．（2023春·河南·高一校聯考階段練習）如圖所示，A為赤道表面的物體，B為地球的中軌衛星（軌道半徑比同步衛星小），C為地球的同步衛星。則下列說法正確的是（）A．A的線速度最大 B．C的線速度最小C．B的向心加速度最大 D．A的向心加速度最大【答案】C【詳解】AB．衛星B、C為環繞地球做圓周運動，由受到的萬有引力提供向心力，則有解得由于中軌衛星軌道半徑比同步衛星小，則有同步衛星與赤道表面物體的角速度相等，根據同步衛星的軌道半徑大于地球半徑，則有則有即B的線速度最大，A的線速度最小，AB錯誤；CD．衛星B、C為環繞地球做圓周運動，根據解得由于中軌衛星軌道半徑比同步衛星小，則有即B的向心加速度大于C，又由于A、C的角速度相等，根據可知即有即B的向心加速度最大，A的向心加速度最小，C正確，D錯誤。故選C。8．（2023春·安徽馬鞍山·高一馬鞍山市紅星中學校考階段練習）關于地球的第一宇宙速度，下列說法正確的是（）A．第一宇宙速度是發射人造衛星的最小發射速度B．不同的行星都具有相同的第一宇宙速度C．第一宇宙速度等于地球同步衛星的線速度D．第一宇宙速度是人造衛星繞地球做圓周運動的最小線速度【答案】A【詳解】A．第一宇宙速度是人造衛星做圓周運動的最大運行速度，是人造地球衛星繞地球飛行的最小發射速度，故A正確；C．地球的第一宇宙速度為，繞地球一圈約需90分鐘，而同步衛星的周期是24小時，故它不是同步衛星的運行速度，故C錯誤；D．設地球質量M，半徑R，引力常數為G，則有解得因為半徑R是最小的，所以它是人造地球衛星繞地球運行的最大速度，故D錯誤；B．根據可知，不同的行星質量和半徑的比值不同，故不同的行星第一宇宙速度不一定相同，故B錯誤。故選A。二、多選題9．（2023春·上海靜安·高一上海市回民中學校考期中）2022年5月，我國成功完成了天舟四號貨運飛船與空間站的對接，形成的組合體在地球引力作用下繞地球做圓周運動，周期約90分鐘。下列說法正確的是（）A．組合體的軌道半徑一定比地球同步衛星的小B．組合體的速度大小略大于第一宇宙速度C．組合體的角速度大小比地球同步衛星的大D．組合體的加速度大小比地球同步衛星的小【答案】AC【詳解】A．衛星繞地球做圓周運動時，遵循“高軌道、低速度、長周期”的規律，組合體周期小于同步衛星，所以組合體軌道半徑一定比地球同步衛星的小，故A正確；B．環繞地球運轉的速度都小于等于第一宇宙速度，只有近地衛星的速度等于第一宇宙速度，故B錯誤；C．組合體軌道半徑比地球同步衛星的小，所以組合體的角速度大小比地球同步衛星的大，故C正確；D．組合體軌道半徑比地球同步衛星的小，所以組合體的加速度大小比地球同步衛星的大，故D錯誤。故選AC。10．（2023春·河南南陽·高一校聯考階段練習）下圖是地球的三個宇宙速度示意圖，下列說法中正確的是（

）

A．地球的第一宇宙速度大小與地球質量有關B．第一宇宙速度是衛星繞地球做勻速圓周運動的最小速度C．若物體的發射速度大于第二宇宙速度而小于第三宇宙速度，則物體繞太陽運行D．同步衛星的運行速度一定小于地球的第一宇宙速度【答案】ACD【詳解】A．根據即知，地球的第一宇宙速度大小與地球質量有關，故A正確；B．第一宇宙速度是人造衛星繞地球運行所需的最小發射速度，環繞地球運動的最大環繞速度，故B錯誤；C．第二宇宙速度是使物體可以掙脫地球引力束縛，成為繞太陽運行的小行星的最小發射速度；而第三宇宙速度是在地面附近使物體可以掙脫太陽引力束縛，故C正確；D．衛星繞地球做勻速圓周運動，根據萬有引力提供向心力，設衛星的質量為m、軌道半徑為r、地球的質量為M，由得可知，衛星軌道半徑越大，線速度越小，同步衛星的軌道半徑大于衛星繞地球附近做勻速圓周運動的軌道半徑R，所以同步衛星的運行速度一定小于地球的第一宇宙速度，故D正確。故選ACD。11．（2023春·廣東深圳·高一翠園中學校考期中）高分五號衛星在太原衛星發射中心成功發射，它填補了國產衛星無法有效探測區域大氣污染氣體的空白。如圖是高分五號衛星發射的模擬示意圖，先將高分五號衛星送入圓形近地軌道Ⅰ運動，在軌道A處點火變軌進入橢圓軌道Ⅱ，在軌道B處再次點火進入圓形預定軌道Ⅲ繞地球做圓周運動，不考慮衛星的變化。下列敘述正確的是（）A．高分五號衛星在軌道Ⅰ上運動的速率小于在軌道Ⅲ上的速率B．高分五號衛星在三條軌道上的運行周期，在軌道Ⅰ上最小、在軌道Ⅲ上最大C．高分五號衛星在軌道Ⅰ上的加速度大于在軌道Ⅲ上的加速度D．高分五號衛星在A處變軌要加速，在B處變軌要減速【答案】BC【詳解】A．根據得則高分五號衛星在軌道Ⅰ上運動的速率大于在軌道Ⅲ上的速率，A錯誤；B．根據開普勒第三定律高分五號衛星運動周期在軌道Ⅰ上最小，在軌道Ⅲ上最大，B正確；C．根據得高分五號衛星在軌道Ⅰ上的加速度大于在軌道Ⅲ上的加速度，C正確；D．高分五號衛星在兩處都需要加速離心升入高軌道，D錯誤。故選BC。12．（2023春·山東淄博·高一校聯考期中）如圖所示，A是靜止在赤道上的物體，隨地球自轉而做勻速圓周運動；B、C是同一平面內兩顆人造衛星，B位于離地高度等于地球半徑的圓形軌道上，C是地球同步衛星．已知第一宇宙速度為v，物體A和衛星B、C的線速度大小分別為、、，角速度大小分別為、、，周期大小分別為、、，向心加速度大小分別為、、，則下列關系正確的是（

）A． B．C． D．【答案】AC【詳解】A．地球赤道上的物體與同步衛星具有相同的角速度，所以根據得可知，A正確；B．根據可知，B錯誤；C．地球赤道上的物體與同步衛星具有相同的角速度，故由可知根據得可知B位于離地高度等于地球半徑的圓形軌道上，即所以B的線速度小于第一宇宙速度，C正確；根據可知根據得可知D錯誤。故選AC。13．（2023春·廣東廣州·高一廣東實驗中學校考階段練習）如圖所示，在發射地球同步衛星的過程中，衛星首先進入近地圓軌道，然后在P點通過改變衛星的速度使衛星進入橢圓軌道I，又在Q點再次改變衛星速度，讓衛星進入地球同步軌道Ⅱ。則（）

A．該衛星在軌道I的P點的速度大于7.9km/s，小于11.