2026年高考物理一轮练习（福建专用）宇宙航行（专项训练）学生版+解析

第17讲宇宙航行

目录

01课标达标练....................................................................1

题型01宇宙谏度...........................................................................2

题型02卫星运行状态参量的匕瞰与计算......................................................2

题型03卫星的变轨与对接问题..............................................................3

题型04同步卫星的特点及应用...............................................................5

题型05同步卫星、近地卫星和赤道上物体匕傲................................................6

题型06卫星追及、相遇问题..............................................

题型07双星问题.........................................................

02核心突破练...................................................................9

03真题溯源练...................................................................11

01

课标达标练

观型（01宇宙速度

1.（2024•福建漳州）2021年2月24日我国火星探测器"天问一号"成功进入火星停泊轨道，之后“着陆器"

将被释放到火星表面上开始探测。已知火星的直径约为地球的：，质量仅为地球的由此可知（）

A.探测器的发射速度一定要大于地球的第三宇宙速度

B.探测器绕火星表面附近做圆周运动的速度小于7.9km/s

C.火星表面的重力加速度约为地球表面的重力加速度的2.5倍

D.停泊轨道上的“着陆器”通过点火加速脱离探测器才能开始着陆

2.（2024•福建泉州•模拟预测）在星球甲和乙的表面分别用一弹簧枪竖直向上发射小球A和B,小球A和B

上升的最大高度之比为2回1.已知星球甲和乙的半径之比为2（31,小球A和B的质量之比为2回1,弹簧枪每次

发射过程中释放的弹性势能相同，空气阻力不计，则星球甲和乙的（）

A.平均密度之比为逅4

B.质量之比为垣1

C.第一宇宙速度之比为曾拉

D.静止卫星的周期之比为2拉（31

散型IL02卫星运行状态参量的比较与计算

3.（2024・福建福州•二模）牛顿著名的“月一地检验”证明思路如下：设月球在半径为厂（〃=60R,R为地球

半径）的轨道上绕地球做匀速圆周运动，运行周期为八从运动学角度得到月球的向心加速度为m假定物

体在地面受到的重力与地球吸引月球的力是相同性质的力，都遵从与距离的平方成反比的规律，从动力学

角度得到物体在地面处的重力加速度为g和物体在月球所在轨道处的加速度为父。根据牛顿的思路，下列

关系正确的是（）

,4%2r

A,二-l-/=&Ca=

.83600B'k60-—

4.（2025・福建•一模）“千帆星座〃是中国航天的又一宏伟计划，其目标是在未来打造一个由1.4万多颗低轨

卫星构成的卫星网络。2024年12月5H,我国成功发射千帆极凯03组卫星。已知千帆极帆03组中的某颗

N星轨道离地高度约为700km,地球同步卫星轨道离地高度约为35786km,则该极轨卫星（）

A.在轨运行速度小于7.9km/s

B.在轨运行周期大于24小时

C.在轨运行的加速度大于地球同步卫星的加速度

D.某时刻所覆盖的地表通讯面积大于地球同步卫星

5.[2024•福建龙岩•三模）如图所示，嫦娥五号、天问一号探测器分别在近月、近火星轨道运行。已知火星

的质量为月球质量的9倍，火星的半径为月球半径的2倍。假设月球、火星可视为质量均匀分布的球体，

忽略其自转影响，则下列说法正确的是（）

A.月球表面的重力加速度与火星表面的重力加速度之比为2：3

B.月球的第一宇宙速度与火星的第一宇宙速度之比为百:3

C.嫦娥五号绕月球转动的周期与大间一号绕火星转动的周期之比为3应:4

D.嫦娥五号绕月球转动轨道半径的三次方与周期的平方的比值与天问一号绕火星转动轨道半径的三次

方与周期的平方的比值相等

观型IL03卫星的变轨与对接问题

6.（2024•福建龙岩•一模）2023年10月26日，“神舟十七号〃载人飞船将十七乘组三名航天员送入空间站,

图中轨道因为载人飞船运行的椭圆轨道，轨道团为空间站运行的圆轨道。两轨道相切于B点，力为椭圆轨道

的近地点，8为椭圆轨道的远地点，C为轨道团上一点，。、/、8三点在一条直线上，则下列说法正确的是

()

A.载人飞船在轨道团上8点的速度大于4点的速度

B.载人飞船在轨道团上B点的速度小于空间站在轨道团上C点的速度

C.载人飞船在轨道闭上B点的加速度等于空间站在轨道闭上B点的加速度

D.载人飞船从力点运行到8点和空间站从。点运行到4点所用的时间相等

7.[2025•福建福州•模拟预测）月球探测器返回舱为了安全带回样品，采用了类似打“水漂”多段减速技术。

如图所示，用虚线球面表示地球大气层边界，边界外侧没有大气。关闭发动机的返回舱从4点滑入大气层，

然后经力点从c点“跳出”，经d点后再从e点“跃入〃。d点为轨迹最高点，距离地面高度为〃，已知地球表面

重力加速度为地球半径为则下列分析正确的是（）

A.4、c、e二点的速率满足心>匕〉匕

B.返回舱在〃点有竖直向下的加速度分量

c.返1口1舱在d点、时的角速度小于J潦）

D.d点加速度大小等于皆不

（R+hy

8.12024•福建三明•三模）2024年5月3口，嫦娥六号探测器在中国文昌航天发射场成功发射•如图所示,

准确进入地月转移轨道，先沿椭圆轨道力运动，经多次变轨后沿近月圆轨道。做匀速圆周运动，则（)

A.〃嫦娥六号〃应在“点点火加速，经地月转移轨道运动到N点

B.“嫦娥六号〃沿椭圆轨道8运动的周期比沿圆轨道。运动的周期小

C.“嫦娥六号”在椭圆轨道b上的N点加速度大于在圆轨道a上的N点加速度

D.“嫦娥六号”沿椭圆轨道6运动时，在远月点P的速度小于在圆轨道。上的N点的速度

观型I04同步卫星的特点及应用

9.（2023・福建厦门•二模）在国产科幻电影《流浪地球2》中，太空电梯是其重要的科幻元素，其结构主要

由地面基座、缆绳、空间站、平衡锤、运载舱组成，如图所示，地面基座为所有缆绳的起始段，主要起到

固定作用，空间站位于距离地表36000km的地球静止静止卫星轨道，并在距离地表90000km的尾端设置了

平衡锤，空间站、平衡锤、地面基座之间由若干碳纳米缆绳垂直连接，运载舱可沿缆绳上下运动。已知空

间站、平衡锤与地球自转保持同步，则（）

才平衡锤

导缆绳

地球静止同止轨道空间站

/多&运品

i地产地财座

A.地面基座可以建在厦门市

B.运载舱沿缆绳向上运动时.其合力方向不沿缆绳方向

C.平衡锤做圆周运动所需的向心力等于地球对其万有引力

D.若空间站与平衡锤间的缆绳断裂，空间站最终会坠落到地面

同步卫星.近地卫星和赤道上物体比较

10.（2025•福建莆田•三模）如图所示，A是地球赤道上的一个物体，B是绕地球近地匕行做圆周运动的极

地卫星（轨道半径可以认为等于地球半径），A随地球自转做圆周运动的向心加速度大小为绕地球做圆

周运动的向心加速度大小为履，考虑地球自转，则地球赤道上的重力加速度大小等于（）

11.（24-25高三上•福建厦门•阶段练习）如图所示，静止卫星的运行速率为9,向心加速度为4,地球赤

道上的物体随地球自转的向心加速度为巴，第•宇宙速度为已知静止卫星的轨道半径为尸，地球半径为

及型IL06卫星追及、相遇问题

12.（2023•福建福州•一模）2020年6月15日，中国科学院宣布“墨子号”量子科学实验卫星在国际上首次实

现千公里级基于纠缠的量子密钥分发。若"墨子号"卫星绕地球在赤道平面内做匀速圆周运动，大约每90分

钟绕一圈。f=O时刻，“墨子号〃卫星A与地球静止轨道卫星B相距最远，如图所示，则（）

A.卫星A的轨道半径为卫星B的京

B.卫星A的速度大小是卫星B的4倍

C.卫星A的向心加速度大小是卫星B的8倍

D.卫星A、B每隔48min与地心共线一次

13.（2023•福建龙岩•模拟预测）如图所示，神舟十五号飞船A、空间站B分别沿逆时针方向绕地球的中心O

做匀速圆周运动，周期分别为乃、乃。在某时刻飞船和空间站相距最近，空间站B离地面高度约为400km。

下列说法正确的是（）

A.飞船A和空间站B下一次相距最近需经过时间

（一万

B.飞船A要与空间站B对接，可以向其运动相反方向喷气

C.飞船A与空间站B对接后的周期大于地球静止卫星的周期

D.f船A与空间站B绕地球做匀速圆周运动的轨道半径之比为（if

观型I07双星问题

14.（2023・福建厦门•二模）我国大文学家通过“天眼”在武仙座球状星团中发现一个由白矮星P、脉冲星Q组

成的双星系统.如图所示，P、Q绕两者连线上的。点做匀速圆周运动，忽略其他天体对P、Q的影响.已

知P的轨道半径大于Q的轨道半径，P、Q的总质量为M,距离为3运动周期均为。则（）.

pT"V"/Q!

\、、.一.//

、'、一一一，/

A.P的质量小于Q的质量B.P的线速度小于Q的线速度

C.P受到的引力小干。.受到的引力D.若总质量〃恒定.则£越大.丁越大

15.（2024•福建莆四三模）2023包中国利用FAST发现了纳赫兹引力波，其来源于星系中心的质量非常大的

黑河相互绕转的时候发出来的引力波。假设宇宙中发现了一对相互绕转的超大质量双黑洞P与Q系统，两

黑洞绕它们连线上某点做匀速圆周运动。若黑洞P、Q的质量分别为加八M＞则黑洞P、Q（）

A.转动的周期不同B.做匀速圆周运动的向心力大小不同

C.凯道半径之比为D.动能之比为

观型I』8多星问题

16.有科学家认为，木星并非围绕太阳运转，而是围绕着木星和太阳之间的某个公转点进行公转，因此可以

认为木星并非太阳的行星，它们更像是太阳系中的“双星系统"。假设太阳的质量为班，木星的质量为〃?2,

它们中心之间的距离为，引力常量为G,则下列说法正确的是（）

............F

■令

♦•

/•

/......................................%

♦,

■■■■.■

:z\\

〃7、、•■■■■▲■■♦•・，〃乙：

一：\oj:

\、…/

%/

,/

•，

■♦

•♦

".......,・•

A.太阳的轨道半径为R=—L

叫+m2

B.木星的轨道半径为〃=四乙

C.这个“双星系统〃运行的周期为丁=2a~;

VG（叫+叫）

D.若认为木星球绕太阳中心做圆周运动，则木星的运行周期为7=2乃4%

VG,n\

02

1.（2022•福建•模拟预测）2022年1月，我国实践21号卫星靠近一颗失效的北斗二号导航卫星，将这颗卫

星拖到了某轨道，之后实践21号卫星乂回到自己的运行轨道。实践21号卫星（简称A卫星）的运行过程

可简化为先在近地轨道上做匀速圆周运动，然后通过变轨与一颗处J•地球同步凯道的失效的北斗二号导航

卫星（简称B卫星）组成一个整体，将B卫星拖到高于同步轨道的某轨道（简称C轨道）后与B卫星分离,

最后回到近地轨道，如图所示。下列说法正确的是（）

A.A卫星在近地轨道的线速度小于B卫星在同步轨道上的

B.B卫星在C轨道上的周期大于在同步轨道上的

C.A卫星应先变轨到地球同步轨道，再加速与B卫星对接

D.A卫星从C轨道返回近地轨道过程中，机械能•直减小

2.（2024•福建漳州•三模）齐娜星是太阳系中已知质量最大的矮行星，质量是地球质量的《，半径为

1.2xl06m,绕太阳运行的椭圆轨道离心率为0.44,轨道长轴为136AU（地球与太阳间的距离为1AU）。已

知地球的半径为6.4xl（）6m,地球绕太阳公转视为圆周运动，则（）

A.齐娜星受到太阳的万有引力比地球受到太阳的万有引力大

B.齐娜星绕太阳公转的周期匕地球绕太阳公转的周期大

C.齐娜星的第一宇宙速度比地球的第一宇宙速度小

D.齐娜星极地的重力加速度比地球极地的重力加速度小

3.（2024•福建泉州•二模）为顺利完成月球背面的“嫦娥六号〃探测器与地球间的通信，需在地月拉格朗日

心点处定位某一卫星，该卫星可以在几乎不消耗燃料的情况下与月球同步绕地球做匀速圆周运动。已知地

球、月球球心间的距离约为力点与月球球心距离的6倍，如图所示。则地球与月球质量的比值约为（)

地球

月球L

A.36B.49C.83D.216

4.（2024・福建厦门•三模）两颗中子星绕二者连线上的某点做圆周运动组成双星系统，并以引力波的形式

向外辐射能最。经过一段时间，两颗中子星的间距减小为原来的〃倍，运行周期变为原来的q倍，若两星

可视为质量均匀分布的球体，则利用牛顿力学知识可得（）

A.p~cf-1B.A-=1C.q2-1D.4=1

q

5.（2024・福建福州•三模）2024年1月1日太阳爆发了一个X5.0级耀斑，同时还伴随日冕物质抛射，这一

刻被我国“夸父一号〃卫星成功记录，再次刷新了第25太阳活动周最大耀斑的纪录。如图所示，“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。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，

使太阳光都能照射到"夸父一号"。下列说法正确的是（）

6〒夸父一号轨道平面

赢

八

地球公轨轨道

・太阳

A.由题目所给信息可估算出太阳的质量

B."夸父一号〃绕地球做圆周运动的速度小于7.9km/s

C.“夸父一号〃的运行轨道平面平均每星期转动的角度约为7。

D."夸父一号”和地球的连线与地球和太阳的连线在相同时间内扫过的面枳相同

03

1.（2022・福建•高考真题）2021年美国"星链"卫星曾近距离接近我国运行在距地390km近圆轨道上的天宫

空间站。为避免发生危险，天宫空间站实施了发动机点火变轨的紧急避碰措施。已知质量为〃:的物体从距

地心〃处运动到无穷远处克服地球引力所做的功为G皿，式中M为地球质量，G为引力常量；现将空间

r

站的质量记为见1,变轨前后稳定运行的轨道半径分别记为（、，2,如图所示。空间站紧急避破过程发动机

做的功至少为（）

A.—GMm°--------B.GMm。--

r

2Mr2)ri)

C.-G/WwJD.2GMm--------

f

2r2)Z2)

2.（2024•天津•高考真题）（多选）12星未发射时静置在赤道上随地球转动，地球半径为R。卫星发射后在

地球同步轨道上做匀速圆周运动，轨道半径为则卫星未发射时和在轨道上运行时（）

A.角速度之比为1:1B.线速度之比为一：«

C.向心加速度之比为R:rD.受到地球的万有引力之比为产

第17讲宇宙航行

目录

01课标达标练....................................................................1

题型01宇宙姓...........................................................................2

题型02卫星运行状态参量的匕瞰与计算......................................................2

题型03卫星的变轨与对接问题..............................................................3

题型04同步卫星的特点及应用...............................................................5

题型05同步卫星、近地卫星和赤道上物体匕H交................................................6

题型06卫星追及、相遇问题...............................................

题型07双星问题.........................................................

题型08多星问题..••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••••

02核心突破练....................................................................9

03真题溯源练...................................................................11

01

1.（2024•福建漳州）2021年2月24日我国火星探测器"天问一号"成功进入火星停泊轨道，之后“着陆器"

将被释放到火星表面上开始探测。已知火星的直径约为地球的：，质量仅为地球的由此可知（）

A.探测器的发射速度一定要大于地球的第三宇宙速度

B.探测器绕火星表面附近做圆周运动的速度小于7.9km/s

C.火星表面的重力加速度约为地球表面的重力加速度的2.5倍

D.停泊轨道上的"着陆器''通过点火加速脱离探测器才能开始着陆

【答案】B

【详解】A.根据三个宇宙速度的意义可知，探测器的发射速度一定要大于地球的第二宇宙速度，小于地球

的第三宇宙速度，故A错误；

B.设探测器的质量为加，根据万有引力提供向心力，有

GMmv2

———=in—

R2R

故地球的第一宇宙速度和火星的第一宇宙速度比值为

乂地球的第一宇宙速度为7.9km/s,代入数据，可得火星的第一宇宙速度约3.5km/s,故B正确;

C.在天体表面有

GMm

­=，nS

即

GM

则

g火:M,火R1:I/；1

g地M地政1012.5

即火星表面的重力加速度约为地球表面的重力加速度的六倍，故C错误；

D.火星探测器从火星停泊轨道变轨进入科学探测轨道，即从高轨道变到低轨道，火星探测器做近心运动，

需要减速，故D错误。

故选B。

2.（2024•福建泉州•模拟预测）在星球甲和乙的表面分别用•弹簧枪竖直向上发射小球A和B.小球A和B

上升的最大高度之比为2皿.已知星球甲和乙的半径之比为2团1,小球A和B的质量之比为201,弹簧枪每次

发射过程中释放的弹性势能相同，空气阻力不计，则星球甲和乙的（）

A.平均密度之比为1回4

B.质量之比为逅1

C.第一宇宙速度之比为1团&

D.静止卫星的周期之比为2贝回1

【答案】BC

【详解】A.根据能量守恒

Ep=mgh

可得

g甲二〃小①二1

g乙〃X?A4

根据万有引力近似等于重力

「Mm

G”='咫

星球的密度为

M

p=一

VG，兀R，琮

3

则

Av二g甲R乙二1

P乙g乙品8

故A错误;

B.根据万有引力近似等于重力

「Mm

G~^=，ng

1\

可得质量之比为

M甲_g甲（%）2=1

而丁二瓦-1

故B正确；

C.第一宇宙速度

之比为

也二

V乙

故C正确；

D.由题中条件不能确定静止卫星的周期关系，故D错误。

故选BC.,

观型IL02卫星运行状态参量的比较与计算

3.（2024・福建福州•二模）牛顿著名的“月一地检验”证明思路如下：设月球在半径为广（厂=60R,H为地球

半径）的轨道上绕地球做匀速圆周运动，运行周期为。从运动学角度得到月球的向心加速度为m假定物

体在地面受到的重力与地球吸引月球的力是相同性质的力，都遵从与距离的平方成反比的规律，从动力学

角度得到物体在地面处的重力加速度为g和物体在月球所在轨道处的加速度为g'。根据牛顿的思路，卜列

关系正确的是（）

A,.=上B.g"C,a&D,”上

3600660T23600

【答案】AC

【详解】AB.根据

GMmGMm,

=ms，——=mg

R

又

r=6O7?

可得

上

3600

故A正确，B错误；

CD.根据万有引力提供向心力可得

GMm,,2笈、2

——；—=mg=〃?（——）r-ma

r~T

可得

,4乃）

a=g=—

故C正确，D错误。

故选ACo

4.（2025•福建•一模）“千帆星座〃是中国航天的又一宏伟计划，其目标是在未来打造一个由1.4万多颗低轨

卫星构成的卫星网络。2024年12月5口，我国成功发射千帆极轨03组卫星。己知千帆极轨03组中的某颗

卫星轨道离地高度约为700km,地球同步卫星轨道离地高度约为35786km,则该极轨卫星（）

A.在轨运行速度小于7.9km/s

B.在轨运行周期大于24小时

C.在物运行的加速度大于地球同步卫星的加速度

D.某时刻所覆盖的地表通讯面积大于地球同步卫星

【答案】AC

【详解】设地球质量为卫星轨道半径尸，则有曾V^7l~r

AB.-m—=m———

rT~

解得卫星运行速度、周期分别为〃7=2笈信

当卫星轨道半径等于地球半径R时，运行速度为7.9km/s,题意可知极轨卫星轨道半径大于地球半径，故其

在轨运行速度小于7.9km/s；同步卫星周期为24h,由于极轨卫星轨道半径小于同步卫星轨道半径，故极轨

卫星在轨运行周期小于24h,故A正确，B错误;

C.根据——=ma

解得加速度〃=rr

由于极轨卫星轨道半径小于同步卫星轨道半径，则极轨卫星的加速度大于地球同步卫星的加速度，故c正

确：

D.正常工作情况下，卫星通信的张角相同，而地球同步卫星的离地高度更高，则能覆盖地球表面的通讯范

围更大，故D错误.

故选AC„

5.12024•福建龙岩•三模）如图所示，嫦娥五号、天间一号探测器分别在近月、近火星轨道运行。己知火星

的质量为月球质量的9倍，火星的半径为月球半径的2倍。假设月球、火星可视为质量均匀分布的球体,

忽略其自转影响，则下列说法正确的是（）

嫦娥五号

月球

A.月球表面的重力加速度勺火星表面的重力加速度之比为2：3

B.月球的第■宇宙速度弓火星的第■宇宙速度之比为右:2

C.嫦娥五号绕月球转动的周期与天间一号绕火星转动的周期之比为3夜:4

D.嫦娥五号绕月球转动轨道半径的三次方与周期的平方的比值与天间一号绕火星转动轨道半径的三次

方与周期的平方的比值相等

【答案】BC

【详解】A.在月球表面

G—=

rf\

解得

8^=G-r

同理，可得

火

所以

二cM刀《二4二4

g火看GM火"火若9

A错误;

B.在星球表面，可以认为重力为其圆周运动提供向心力，故有

「月

解得

%广廊^

同理可得

所以

型=月_

g火功

B正确;

C.根据周期公式7=迎可知

V

T火%2肛火夜24

C正确

D.开普勒第三定律是对于同一中心天体而言，嫦娥五号与天问一号圆周运动的中心天体不同•D错误。

故选BCo

及型IL03卫星的变轨与对接问题

6.（2024•福建龙岩•一模）2023年10月26日，“神舟十七号〃载人飞船将十七乘组三名航天员送入空间站,

图巾轨道因为载人飞船运行的椭圆轨道，轨道团为空间站运行的圆轨道。两轨道相切于8点，力为椭圆轨道

的近地点，8为椭圆轨道的远地点，C为轨道团上一点，C、A.8三点在一条直线上，则下列说法正确的是

A.载人飞船在凯道回上8点的速度大于4点的速度

B.载人飞船在轨道国上B点的速度小于空间站在轨道团上C点的速度

C.载人飞船在轨道由上B点的加速度等于空间站在轨道团上B点的加速度

D.载人飞船从4点运行到8点和空间站从。点运行到8点所用的时间相等

【答案】BC

【详解】A.根据开普勒第二定律可知，载人飞船在轨道（3上月点的速度小于4点的速度，选项A错误；

B.载人飞船在轨道团上B点加速做离心运动才能进入物道M则在轨道用上B点的速度小于空间站在轨道（3

上C点的速度，选项B正确：

C.加速度

F

a=—=G-

mr

可知载人飞船在轨道闭上B点的加速度等于空间站在轨道回上B点的加速度，选项C正确；

D.根据开普勒第三定律可知，在凯道团和轨道团上运动时周期不同，则空间站从。点运行到"点和载人飞船

从,4点运行到8点所用的时间不相等，选项D错误。

故选BCo

7.12025•福建福州•模拟预测）月球探测器返|司舱为了安全带I可样品，采用了类似打“水漂”多段减速技术。

如图所示，用虚线球面表示地球大气层边界，边界外侧没有大气。关闭发动机的返回舱从〃点滑入大气层，

然后经力点从c点“跳出”，经4点后再从e点”跃入〃。d点为轨迹最高点，距离地面高度为〃，已知地球表面

重力加速度为地球半径为则下列分析正确的是（）

A.。、c、e三点的速率满足%＞匕＞匕

B.返回舱在点有竖直向下的加速度分量

返回舱在"点时的角速度小于」高

C.

D.d点加速度大小等于

(R+h)2

【答案】CD

【详解】A.返回舱从，点滑入大气层经。点到达J点的过程，由于有空气阻力做负功，返叵舱的动能减

小，故有匕＜匕

从c点经d点后达到e点的过程，不受空气阻力作用，返回舱在该过程机械能守恒，而c点和e点高度相等,

返回舱在两点的重力势能相等，故有匕=匕

所以也＞匕=匕

故A错误;

B.返回舱由。运动到b再到。的过程中，做曲线运动，合力的方向应指向轨迹的凹侧，所以返回舱在力点有

向上的加速度分量，故B错误;

C.若返回舱过d点所在的圆轨道做匀速圆周运动,根据万有引力提供向心力G谭力=师普

在地球表面，忽略地球自转，力俏力等于重力有G等r

联立可得式

实际上，返回舱经过d点的速度为

，YR+力

根据线速度与角速度的关系可得。=悬＜

0)

故C正确:

□.在H点只受到万有引力大小，所以由G驾

A

根据牛顿第二定律2=ma

可得”二4、

（R+h）2

D正确。

故选CDo

8.12024•福建三明•三模）2024年5月3日，嫦娥六号探测器在中国文昌航天发射场成功发射,如图所示，

准确进入地月转移轨道，先沿椭圆轨道方运动，经多次变轨后沿近月圆轨道。做匀速圆周运动，则（）

A.”嫦娥六号〃应在M点点火加速，经地月转移轨道运动到N点

B.“嫦娥六号”沿椭圆轨道匕运动的周期比沿圆轨道。运动的周期小

C.“嫦娥六号〃在椭圆轨道b上的N点加速度大于在圆轨道〃上的N点加速度

D.“嫦娥六号〃沿椭圆轨道b运动时，在远月点P的速度小于在圆轨道。上的N点的速度

【答案】AD

【详解】A.“嫦娥六号”应在M点点火加速做离心运动，经地月转移轨道运动到N点，A正确：

B.根据开普勒第三定律

可知由于“嫦娥三号''沿椭圆轨道力运动的轨道半长轴大于沿圆轨道。运动的轨道半长轴，所以“嫦娥六号〃沿

椭圆轨道b运动的周期比沿圆轨道Q运动的周期大，B错误：

C.根据牛顿第二定律可得

_Mm

G-丁=ma

r~

解得

GM

则“嫦娥六号”在椭圆粒道h上的N点的加速度等于在圆轨道。上的N点的加速度，C错误;

D."嫦娥六号〃沿椭圆轨道力运动时，在远月点P的速度小于过P圆轨道的速度，在圆轨道。上的N点的

速度大于过P圆轨道的速度，所以在椭圆轨道b远月点P的速度小于在圆轨道a上的N点的速度，D正确。

故选ADo

观型IL04同步卫星的特点及应用

9.（2023•福建厦门•二模）在国产科幻电影《流浪地球2》中，太空电梯是其重要的科幻元素，其结构主要

由地面基座、缆绳、空间站、平衡锤、运载舱组成，如图所示，地面基座为所有缆绳的起始段，主要起到

固定作用，空间站位于距离地表36000km的地球静止静止.卫星轨道，并在距离地表90000km的尾端设置了

平衡锤，空间站、平衡锤、地面基座之间由若干碳纳米缆绳垂直连接，运载舱可沿缆绳上下运动。已知空

间站、平衡锤与地球自转保持同步，则（）

A.地面基座可以建在凰门市

B.运载舱沿缆绳向上运动时,其合力方向不沿缆绳方向

C.平衡锤做圆周运动所需的向心力等于地球对其万有引力

D.若空间站与平衡锤间的缆绳断裂，空间站最终会坠落到地面

【答案】BD

【详解】A.地球静止静止卫星物道在赤道上方，地面基座必须建在赤道上，故A错误；

B.运载舱沿缆绳向上运动时，整个装置也在转动，其合力方向不沿缆绳方向，故B正确；

C.平衡锤受缆绳的拉力作用，做圆周运动所需的向心力大于地球对其万有引力，故C错误；

D.若空间站与平衡锤间的缆绳断裂，空间站下方运载舱的拉力作用下，最终会坠落到地面，故D正确。

故选BDo

05同步卫星、近地卫星和赤道上物体比较

10.（2025•福建莆田•三模）如图所示，A是地球赤道上的一个物体，B是绕地球近地飞行做圆周运动的极

地卫星（轨道半径可以认为等于地球半径），A随地球自转做圆周运动的向心加速度大小为绕地球做圆

周运动的向心加速度大小为履，考虑地球自转，则地球赤道上的重力加速度大小等卜（）

C.(〃-1)。D.(k+\)a

【答案】C

近地飞行的B卫星，根据万有引刀提供向心力，有G瞥=k选4

K

联立两式解得g=（攵-1”

故选Co

11.（24-25高三上•福建厦门•阶段练习）如图所示，静止卫星的运行速率为匕，向心加速度为小地球赤

道上的物体随地球自转的向心加速度为生，第一宇宙速度为岭，已知静止I」.星的轨道半径为广，地球半径为

11

（用厂和R表示）。

V2

【详解】[1]地球静止卫星绕地球做匀速圆周运动的角速度与地球自转角速度相等，则有

2

q=rar,a2=Reo

可得

£L=_C

a2R

⑵设地球质量为"，静止卫星绕地球做匀速圆周运动，根据万有引力提供向心力可得

GMmv,2

——--=，〃二一

解得

%=怦

第一宇宙速度为卫星在地球表面附近绕地球做匀速圆周运动的运行速度，根据万有引力提供向心力可得

GMmv,2

———=m-=-

R-R

解得

V2

联立可得

A

岭

敦型IL06卫星追及、相遇问题

12.（2023•福建福州•一模）2020年6月15口，中国科学院宣布,'墨子号〃量子科学实验卫星在国际上首次实

现F公里级基于纠缠的量子密钥分发。若"墨子号"卫星绕地球在赤道平面内做匀速圆周运动，大约每90分

钟绕一圈。f=O时刻，“墨子号〃卫星A与地球静止轨道卫星B相距最远，如图所示，则（）

A.卫星A的轨道半径为卫星B的会

B.卫星A的速度大小是卫星B的4倍

C.卫星A的向心加速度大小是卫星B的8倍

D.卫星A、B每隔48min与地心共线一次

【答案】AD

【详解】A.地球静止轨道卫星B的周期为（=24h,根据开普勒第三定律

江=£

甲（2

可得

故A正确；

B.根据万有引力提供向心力

GMm_mv2

R~~~R~

可得

卫星A的轨道半径为卫星B的加，则卫星A的速度大小是卫星B的向后倍，故B错误；

C.根据万有引力提供向心力

GM〃i

----r-=ma

R2

可得

GM

a=——

R2

卫星A的轨道半径为卫星B的表，则卫星A的向心加速度大小是卫星B的（女"产倍，故C错误;

D.当A比B多转半周时，卫星A、B与地心共线一次，故有

2笈24

(下F)3

解得

丁一W=48mir

2(H)

故D正确。

故选AD。

13.（2023•福建龙岩•模拟预测）如图所示，神舟十五号飞船A、空间站B分别沿逆时针方向绕地球的中心。

做匀速圆周运动，周期分别为。、乃。在某时刻飞船和空间站相距最近，空间站B离地面高度约为400km。

下列说法正确的是（）

A.飞船A和空间站B下一次相距最近需经过时间端下

B.长船A要与空间站B对接，可以向其运动相反方向喷气

C.飞船A与空间站B对接后的周期大于地球静止卫星的周期

2

D.飞船A与空间站B绕地球做匀速圆周运动的轨道半径之比为（马丫

【答案】AB