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微专题--卫星各物理量的计算和比较重点考点单选
变式练 2026年高考物理复习备考
1．2024年天文学家报道了他们新发现的一颗类地行星Gliese12b，它绕其母恒星的运动可视为匀速圆周运动。已知Gliese12b轨道半径约为日地距离的，其母恒星质量约为太阳质量的，则Gliese12b绕其母恒星的运动周期约为（　　）
A．13天 B．27天 C．64天 D．128天
2．中国也正在打造中国版的“星链”，预计发射1.3万颗星链卫星，卫星放在400公里~650公里近地轨道上。2024年2月23日，我国成功将通信技术试验卫星十一号送入预定轨道。把地球看作是密度均匀的球体，这颗卫星轨道离地高度与地球半径之比为。地球赤道和两极重力加速度之比为，以地球自转周期“天”为单位，这颗卫星的周期是（　　）
A． B．
C． D．
3．某同学在观看飞船发射电视转播时，看到飞船控制中心的大屏幕上显示如图所示的曲线。由图形得知，飞船每飞行两周，地球自转。假设飞船绕地球做匀速圆周运动，已知地球质量为M，地球半径为R，地球自转周期为T，万有引力常量为G，则此飞船运行的轨道高度为（ ）
A． B． C． D．
4．2023年9月下旬，绕火星转动的天问一号火星环绕器发生日凌现象，环绕器与地球“失联”，其原因是此时地球、火星运行至太阳两侧，并且三者在一条直线上，天问一号环绕器向地球发射的电磁波会被太阳干扰。已知天问一号火星环绕器每26个月（认为每个月都是30天）会发生一次日凌现象，火星公转轨道的半径大于地球公转轨道的半径，并且两者的轨道在同一平面内，它们间的万有引力可以忽略不计。天问一号火星环绕器发生日凌现象时，火星与太阳间的距离为，火星与地球间的距离为，则为（　　）
A． B． C． D．
5．2024年2月29日，我国成功将互联网卫星01星送入预定轨道，若将该卫星轨道近似为圆形，其围绕地球做匀速圆周运动的周期可表示为，则（　　）
A．a为地球半径，b为地球表面的重力加速度，c为卫星的轨道半径
B．a为卫星的轨道半径，b为地球表面的重力加速度，c为地球半径
C．a为地球半径，b为该卫星的向心加速度，c为卫星的轨道半径
D．a为卫星的轨道半径，b为该卫星的向心加速度，c为地球半径
6．在环绕地球做匀速圆周运动的空间站内，航天员长期处于失重状态，给身心带来许多不适，为此科学家设想建造一种环形空间站。如图所示，环形空间站绕其中心匀速旋转，航天员站在旋转舱内的侧壁上，可以受到与他站在地球表面时相同大小的支持力。把地球看作半径为R的均质球体，忽略地球的自转，已知空间站距地面的高度为h，绕地球公转的速度大小为v，旋转舱绕轴线转动的半径为r，为达到与地表相似的生活环境，旋转舱绕其轴线自转的周期为（ ）
A． B． C． D．
7．北京时间2024年10月30日4时27分神舟十九号成功发射，并于10月30日上午11时与天宫空间站成功对接，天宫空间站迎来蔡旭哲、宋令东、王浩泽3名新乘组入驻。现将此过程简化为如图所示：先将神舟飞船发射至近地圆轨道运行，再由M点加速进入图中的椭圆转移轨道，运动半个椭圆后，在点与天宫空间站实现对接，已知天宫空间站做匀速圆周运动的轨道离地球表面的高度为。若将地球视为半径为的匀质球体，近地轨道离地高度忽略不计，地球表面重力加速度为，则神舟十九号由M运动至所用时间为（　　）
A． B．
C． D．
8．2024年6月，嫦娥六号探测器首次实现月球背面采样返回。如图所示，探测器在圆形轨道1上绕月球飞行，在A点变轨后进入椭圆轨道、为远月点。关于嫦娥六号探测器，下列说法正确的是（　　）
A．在轨道2上从A向B运动过程中动能逐渐减小
B．在轨道2上从A向B运动过程中加速度逐渐变大
C．在轨道2上机械能与在轨道1上相等
D．利用引力常量和轨道1的周期，可求出月球的质量
9．一颗绕太阳运行的小行星，其轨道近日点和远日点到太阳的距离分别约为地球到太阳距离的5倍和7倍。关于该小行星，下列说法正确的是（　　）
A．公转周期约为6年
B．从远日点到近日点所受太阳引力大小逐渐减小
C．从远日点到近日点线速度大小逐渐减小
D．在近日点加速度大小约为地球公转加速度的
10．2011年11月3日1时43分，中国自行研制的“神舟八号”飞船与“天宫一号”目标飞行器在距离地球343km的轨道上实现自动对接，为未来空间站建设迈出了关键一步。假如“神舟八号”与“天宫一号”的质量相等，对接前它们环绕地球分别做匀速圆周运动的运行轨道如右图所示，则以下说法中正确的是（　　）
A．对接前的向心加速度，“天宫一号”比“神舟八号”大
B．对接前的运行周期，“天宫一号”比“神舟八号”小
C．对接前的机械能，“天宫一号”比“神舟八号”小
D．“神舟八号”需先点火加速才有可能与“天宫一号”实现对接
11．天舟八号货运飞船入轨后顺利完成状态设置，于北京时间2024年11月16日2时32分，成功对接于空间站天和核心舱后向端口。对接后的“结合体”仍在空间站原轨道运行。对接前“天宫空间站”与“天舟八号”的轨道如图所示，则（　　）
A．对接前，“天宫空间站”的线速度大于“天舟八号”的线速度
B．为实现对接，“天舟八号”需要太空刹车，减速与“天宫空间站”对接
C．对接前，“天宫空间站”的向心加速度小于“天舟八号”的向心加速度
D．对接后，“结合体”绕地球公转周期小于对接前“天宫空间站”的公转周期
12．一颗绕地球做匀速圆周运动的卫星，若每天上午同一时刻经过南京市东经，北纬正上方，则该卫星（ ）
A．运行周期可能是12 h
B．一定是地球的静止轨道卫星
C．运行的速度大于第一宇宙速度
D．轨道平面与北纬平面共面
13．2025年4月25日，神舟二十号载人飞船的3名航天员顺利进驻我国空间站。在与飞船对接前，空间站进行了轨道调整，近地点、远地点的高度均进行了抬升，则轨道调整后的空间站（　　）
A．周期比调整前的大
B．机械能比调整前的小
C．在远地点受到的万有引力比调整前的大
D．在近地点受到的万有引力的功率比调整前的小
14．如图所示，O处为地心，卫星1环绕地球做匀速圆周运动，卫星2环绕地球运行的轨道为椭圆，两轨道不在同一平面内。已知圆轨道的直径等于椭圆轨道的长轴，且地球位于椭圆轨道的一个焦点上，引力常量为G，地球的质量为M，卫星1的轨道半径为R，卫星1的运转速度为v0，关系为。下列说法正确的是（　　）
A．卫星1的运行周期大于卫星2的运行周期
B．如果卫星1的加速度为a，卫星2在P点的加速度为，则
C．卫星2在Q点的速度
D．卫星2在P、Q点的速度大小关系为
15．吉林一号04星、同步卫星、月球绕地球均做匀速圆周运动，其轨道关系如图所示。下列说法正确的是（ ）
A．吉林一号04星的发射速度一定小于7.9km/s
B．同步卫星绕地球运行的角速度比月球绕地球的角速度大
C．吉林一号04星绕地球运行的周期比同步卫星的周期大
D．同步卫星与吉林一号04星的线速度大小与它们的轨道半径成反比
参考答案
题号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
答案 A B C D B D B A D D
题号 11 12 13 14 15
答案 C A A D B
1．A
【详解】地球绕太阳运行的周期约为365天，根据万有引力提供向心力得
已知，，同理得
整理得
代入数据得
故选A。
2．B
【详解】对于卫星
在极地
根据题意，解得
物体在赤道时
解得
解得
故选B。
3．C
【详解】飞船两周时间为地球自转周期的，所以飞船周期为，有由万有引力提供向心力可知
解得
故选C。
4．D
【详解】设个月，个月
则有
对火星有
对地球有
联立解得
故选D。
5．B
【详解】由万有引力提供向心力可得
解得
又因为
故可知
对比可知，为该卫星的轨道半径，为地球表面的重力加速度，为地球半径。
故选B。
6．D
【详解】设地球表面重力加速度为，则有
空间站绕地球公转时，有
旋转舱内的航天员做匀速圆周运动，侧壁对航天员的支持力等于mg，则有
联立解得
故选D。
7．B
【详解】天宫空间站绕地球做匀速圆周运动，由万有引力提供向心力，则有
在地球表面有
解得
神舟十九号进入转移轨道，该椭圆轨道的半长轴为
令其周期为，根据开普勒第三定律有
解得
则神舟飞船由运动至的时间则为
故选B。
8．A
【详解】A．在轨道2上从A向B运动过程中，探测器远离月球，月球对探测器的引力做负功，根据动能定理，动能逐渐减小，A正确；
B．探测器受到万有引力，由
解得
在轨道2上从A向B运动过程中，r增大，加速度逐渐变小，B错误；
C．探测器在A点从轨道1变轨到轨道2，需要加速，机械能增加，所以探测器在轨道2上机械能大于在轨道1上的机械能，C错误；
D．探测器在轨道1上做圆周运动，根据万有引力提供向心力，得
解得
利用引力常量G和轨道1的周期T，还需要知道轨道1的半径r，才能求出月球的质量，D错误。
故选A。
9．D
【详解】A．根据题意，设地球与太阳间距离为，则小行星公转轨道的半长轴为
由开普勒第三定律有
解得年
故A错误；
B．从远日点到近日点，小行星与太阳间距离减小，由万有引力定律可知，小行星受太阳引力增大，故B错误；
cC．由开普勒第二定律可知，从远日点到近日点，小行星线速度逐渐增大，故C错误。
D．由牛顿第二定律有
解得
可知
即小行星在近日点的加速度是地球公转加速度的，故D正确；
故选D。
10．D
【详解】A．根据万有引力提供向心力有
可知，半径越大向心加速度越小，故A错误；
B．根据万有引力提供向心力有
可知，半径越大周期越大，故B错误；
C．向更高轨道发射相同质量的卫星，轨道越高克服地球做功越多，卫星的机械能越大，因为天宫一号轨道高度大，故其机械能大于神舟八号飞船的机械能，故C错误；
D．神舟八号轨道半径比天宫一号低，在轨道上点火加速，使神舟八号做离心运动而抬升轨道完成与天宫一号对接，故D正确。
故选D。
11．C
【详解】ACD．“天舟八号”与“天宫空间站”对接前绕地球做匀速圆周运动，万有引力提供向心力有
解得
“天舟八号”的轨道半径小于“天宫空间站”的轨道半径，则“天宫空间站”的线速度小于“天舟八号”的线速度，“天宫空间站”的向心加速度小于“天舟八号”的向心加速度，对接后“结合体”绕地球公转周期等于对接前“天宫空间站”的公转周期，故AD错误，C正确；
B．“天舟八号”需要经过点火加速才能从低轨道变轨进入高轨道，实现对接，故B错误。
故选C。
12．A
【详解】A．每天上午同一时刻经过南京市东经，北纬正上方，该卫星的周期，即可能是12h，故A正确；
B．地球的静止轨道卫星只能在赤道的正上方，故B错误；
C．第一宇宙速度是卫星环绕的最大速度，则该卫星运行的速度小于第一宇宙速度，故C错误；
D．轨道平面必过地球的球心，故D错误。
故选A。
13．A
【详解】A．由开普勒第三定律，半长轴变大，周期比调整前的大，故A正确；
B．高度进行抬升，要加速，机械能比调整前的大，故B错误；
C．空间站与地球距离变大，在远地点受到的万有引力比调整前的小，故C错误；
D．在近地点受到的万有引力的功率与调整前的一样，均为零，故D错误。
故选A。
14．D
【详解】A．题意可知卫星2的轨道半长轴为R，根据开普勒第三定律
由于卫星1的半径等于卫星2的半长轴，所以卫星1的运行周期等于卫星2的运行周期，故A错误；
B．设卫星质量为m，则有
解得
由于P点距离中心天体较近，所以
故B错误；
C．若卫星2在OQ为半径的轨道上做匀速圆周运动，万有引力提供向心力
解得
由于卫星在椭圆轨道的Q点要做近心运动，所以
故C错误；
D．若卫星在P点做半径为R的圆周运动，根据
易知卫星在P点做半径为R的圆周运动的速度大于（），由于卫星在圆轨道的P点要做离心运动，则有
同理，若卫星在Q点做半径为1.5R的圆周运动，根据
易知卫星在Q点做半径为1.5R的圆周运动的速度小于（），由于卫星在圆轨道的Q点要做近心运动，则有
综合以上可知
故D正确。
故选D。
15．B
【详解】A．地球第一宇宙速度7.9km/s是卫星绕地球转动的最小发射速度，所以吉林一号04星的发射速度一定大于7.9km/s，故A错误；
BCD．卫星绕地球做匀速圆周运动，由万有引力提供向心力可得
可得，，
可知同步卫星绕地球运行的角速度比月球绕地球的角速度大；吉林一号04星绕地球运行的周期比同步卫星的周期小；同步卫星与吉林一号04星的线速度大小之比为
故B正确，CD错误。
故选B。
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