2026版高三物理一轮复习第五章 第2讲　人造卫星　宇宙速度讲义课件+课时练

简洁实用高效第五章万有引力与宇宙航行第2讲人造卫星宇宙速度物理内容索引必备知识梳理关键能力提升第一部分第二部分考点一人造卫星运行特点及规律考点二宇宙速度0102考点三地球同步卫星、近地卫星和赤道上物体的比较03课时作业第三部分必备知识梳理第分部一自主学习·基础回扣1．天体(卫星)运行问题分析将天体或卫星的运动看成________运动，其所需向心力由________提供。2．人造卫星(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。(2)近地卫星：轨道在地球表面附近的卫星，其轨道半径r≈R(地球半径)，运行速度____第一宇宙速度v＝7.9km/s(人造地球卫星的最大运行速度)，周期T≈85min(人造地球卫星的最小周期)。匀速圆周万有引力等于(3)地球同步卫星①其中的静止卫星，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＝86400s。③角速度大小一定：与地球自转的角速度大小相同。赤道243．宇宙速度7.9最大最小太阳地球1．同一中心天体的两颗行星，公转半径越大，线速度越小，向心加速度越大。(

)2．极地卫星通过地球两极，且始终和地球某一经线平面重合。(

)3．同一中心天体质量不同的两颗行星，若轨道半径相同，速率不一定相同。(

)4．地球同步卫星根据需要可以定点在北京正上空。(

)5．不同的地球同步卫星的质量不一定相同，但离地面的高度是相同的。(

)6．第一宇宙速度是卫星绕地球做匀速圆周运动的最小速度。(

)7．若物体的发射速度大于第二宇宙速度而小于第三宇宙速度，则物体绕太阳运行。(

)概念辨析√×××××√关键能力提升第分部二互动探究·考点精讲考点一人造卫星运行特点及规律1．人造卫星轨道及特点(1)轨道：赤道轨道、极地轨道及其他轨道，如图所示。(2)轨道特点：轨道圆心是地球的球心。2．卫星的各物理量随轨道半径变化的规律【典例1】

(多选)(2024·天津红桥区高三一模)三颗人造地球卫星A、B、C绕地球做匀速圆周运动，如图所示，已知mA＝mB<mC，则对于三颗卫星，正确的是(

)A．运行线速度大小关系为vA>vB＝vCB．运行角速度大小关系为ωA>ωB＝ωCC．向心力大小关系为FA＝FB<FCABD1．(2023·天津卷)运行周期为24h的北斗卫星比运行周期为12h的中圆轨道卫星(

)A．加速度大 B．角速度大C．周期小 D．线速度小对点演练D2．(2024·江西卷)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(

)A考点二宇宙速度1．第一宇宙速度的推导2．宇宙速度与运动轨迹的关系(如图所示)(1)v发＝7.9km/s时，卫星在地球附近绕地球做匀速圆周运动。(2)7.9km/s<v发<11.2km/s时，卫星绕地球运动的轨迹为椭圆。(3)11.2km/s≤v发<16.7km/s时，卫星绕太阳做椭圆运动。(4)v发≥16.7km/s时，卫星将挣脱太阳引力的束缚，飞到太阳系以外的空间。BDA．其相对于月球的速度大于地球第一宇宙速度B．其相对于月球的速度小于地球第一宇宙速度对点演练3．2024年2月10日，中国火星探测器“天问一号”已经“上岗”满三周年，取得了大量的探测成果。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(

)A．若在火星上发射一颗绕火星表面运行的卫星，其速度至少需要7.9km/sB．“天问一号”探测器的发射速度一定大于7.9km/s，小于11.2km/sD．火星表面的重力加速度大于地球表面的重力加速度CB考点三地球同步卫星、近地卫星和赤道上物体的比较1．地球同步卫星的特点：六个“一定”2.近地卫星、同步卫星与地球赤道上物体的比较【典例3】有a、b、c、d四颗地球卫星：a还未发射，在地球赤道上随地球表面一起转动；b在地球的近地圆轨道上正常运行；c是地球同步卫星；d是高空探测卫星。各卫星排列位置如图所示，则下列说法正确的是(

)A．a的向心加速度大于b的向心加速度B．四颗卫星的速度大小关系是va＞vb＞vc＞vdC．在相同时间内d转过的弧长最长D．d的运动周期可能是30hD比较近地卫星、同步卫星与地球赤道上物体的两点技巧(1)同一中心天体，各行星v、ω、a、T等物理量只与r有关；不同中心天体，各行星v、ω、a、T等物理量与中心天体质量M和r有关。(2)比较卫星与地球表面物体的运动参量时，可以间接通过比较卫星与同步卫星的参量来确定。规律方法5．(多选)(2024·河南新乡二模)目前，北斗全球卫星导航系统已服务全球200多个国家和地区，正式进入服务全球的新时代。北斗系统空间段由多种类卫星组合而成，其中卫星A处于地球静止轨道，卫星B每天都会经过新乡市正上方，地球可看作质量分布均匀的球体，关于卫星A、B，下列说法正确的是(

)A．卫星A一定位于赤道正上方B．卫星B一定位于倾斜地球同步轨道上C．两卫星的速度大小可能相等D．两卫星的向心加速度大小可能相等对点演练ACD解析：卫星A处于地球静止轨道，一定位于赤道正上方，A正确；若倾斜地球同步轨道卫星周期仍然是24小时，但轨道与赤道平面有夹角，如果某时刻在新乡市正上方，则24小时后又处在新乡市正上方，若卫星B的周期为地球自转周期的约数，则卫星B也会每天经过新乡市正上方，B错误；若卫星B为倾斜地球同步卫星，则卫星A、B的速度大小相等，向心加速度大小也相等，C、D正确。6．(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(

)BD课时作业27第分部三1．(5分)(2023·江苏卷)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(

)A．质量B．向心力大小C.向心加速度大小D．受到地球的万有引力大小C2．(5分)(多选)(2024·广东佛山高三一模)如图所示，“羲和号”是我国首颗可24小时全天候对太阳进行观测的试验卫星，该卫星绕地球可视为匀速圆周运动，轨道平面与赤道平面垂直。卫星距离A点的最小距离是517千米，每天绕地球运行n圈(n>1)，下列关于“羲和号”的说法正确的是(

)A．“羲和号”的运行速度小于第一宇宙速度B．“羲和号”的发射速度大于第一宇宙速度C．“羲和号”的向心加速度大于地球同步卫星的向心加速度D．“羲和号”的运行周期大于地球同步卫星的运行周期ABC3．(5分)(2025·八省联考四川卷)我国某研究团队提出以磁悬浮旋转抛射为核心的航天器发射新技术。已知地球和月球质量之比约为81∶1，半径之比约为4∶1。若在地球表面抛射绕地航天器，在月球表面抛射绕月航天器，所需最小抛射速度的比值约为(

)A．20

B．6C．4.5

D．1.9CB4．(5分)(2024·河南洛阳高三期中)据报道，“TRAPPIST－1恒星系统”由1颗红矮星和7颗(如图所示)围绕它运行的行星组成，若地球半径为R，则行星的半径如下表。据推测行星g和h的密度大致相同，若行星g的第一宇宙速度为v，则行星h的第一宇宙速度约为(

)A．0.5v

B．0.7v

C．1.5v

D．2.3v行星bcdefgh半径1.12R1.10R0.78R0.91R1.05R1.15R0.77R5．(5分)(2025·八省联考陕西卷)神舟十九号载人飞船与中国空间站在2024年10月顺利实现第五次“太空会师”，飞船太空舱与空间站对接成为整体，对接后的空间站整体仍在原轨道稳定运行，则对接后的空间站整体相对于对接前的空间站(

)A．所受地球的万有引力变大B．在轨飞行速度变大C．在轨飞行周期变大D．在轨飞行加速度变大ACCA．在月球上发射卫星的最小速度约为8km/sB．月球卫星的环绕速度可能达到4km/sC．月球的第一宇宙速度约为1.8km/sD．“近月卫星”的线速度比“近地卫星”的线速度大8．(5分)(2024·河北衡水高三质检)已知一个星球x的密度与地球的密度相同，星球x与地球的半径之比为1∶4，假设卫星A与卫星B分别绕地球和星球x做匀速圆周运动，且两卫星的轨道半径相同，如图所示，则下列说法正确的是(

)A．卫星A与卫星B的加速度大小之比为4∶1B．卫星A与卫星B的线速度大小之比为2∶1C.卫星A与卫星B的环绕周期之比为1∶8D．地球与星球x的第一宇宙速度之比为1∶4C9．(5分)(多选)(2024·河北卷)2024年3月20日，鹊桥二号中继星成功发射升空，为嫦娥六号在月球背面的探月任务提供地月间中继通讯。鹊桥二号采用周期为24h的环月椭圆冻结轨道(如图)，近月点A距月心约为2.0×103km，远月点B距月心约为1.8×104km，CD为椭圆轨道的短轴，下列说法正确的是(

)A．鹊桥二号从C经B到D的运动时间为12hB．鹊桥二号在A、B两点的加速度大小之比约为81∶1C．鹊桥二号在C、D两点的速度方向垂直于其与月心的连线D．鹊桥二号在地球表面附近的发射速度大于7.9km/s且小于11.2km/sBD10．(5分)(2024·山东省实验中学一模)如图所示，三颗赤道上空的通信卫星就能实现环赤道全球通信，已知三颗卫星离地高度均为h，地球的半径为R，地球表面重力加速度为g，引力常量为G，下列说法正确的是(

)A．三颗通信卫星受到地球的万有引力的大小一定相等C．能实现赤道全球通信时，卫星离地高度至少为2RD．同一卫星在高轨道的动能大于在低轨道的动能B11．(5分)如图甲所示，太阳系外的一颗行星P绕恒星Q做匀速圆周运动。由于P的遮挡，探测器探测到Q的亮度随时间做如图乙所示的周期性变化，该周期与P的公转周期相同。已知Q的质量为M，引力常量为G。关于P的公转，下列说法正确的是(

)A．周期为2t1－t0B12．(5分)如图所示，a为静止在地球赤道上的物体，b为近地卫星，c为同步卫星，d为高空探测卫星。它们的向心加速度大小为a，它们到地心的距离为r，周期为T，它们在相同时间内转过的弧长和转过的圆心角分别为l、θ，地面重力加速度为g，则下列给出的a－r、T－r、θ－t、l－t图像正确的是(

)C13．(5分)设想在赤道