2023届高三物理一轮复习最新试题汇编：卫星问题

试卷更新日期：2022-08-31 类型：一轮复习

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一、单选题

1. 我国的航天事业正飞速发展，“天宫”空间站正环绕地球运行，“天问一号”环绕器正环绕火星运行。假设它们都是圆形轨道运行，地球与火星质量之比为p，“天宫”空间站与“天问一号”环绕器的轨道半径之比为k。“天宫”空间站与“天问一号”环绕器的（）

A、运行周期之比为 $\sqrt{\frac{k^{3}}{p}}$ B、加速度之比为pk² C、动能之比为 $\frac{p^{2}}{k}$ D、运行速度之比为 $\sqrt{p k}$

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2. “双星”是宇宙中普遍存在的一种天体系统，这种系统之所以稳定的原因之一是系统的总动量守恒且总动量为0，如图所示，A、B两颗恒星构成双星系统，绕共同的圆心O互相环绕做匀速圆周运动，距离不变，角速度相等，已知A的动量大小为p，A、B的总质量为M，A、B轨道半径之比为k，则B的动能为（）

A、 $\frac{k p^{2}}{2 (1 + k) M}$ B、 $\frac{(1 + k) p^{2}}{2 k M}$ C、 $\frac{(1 - k) p^{2}}{2 k M}$ D、 $\frac{k p^{2}}{2 (1 - k) M}$

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3. 如图所示， $a$ 是在赤道平面上相对地球静止的物体，随地球一起做匀速圆周运动。 $b$ 是在地球表面附近做匀速圆周运动的人造卫星，轨道半径约等于地球半径。 $c$ 是地球同步卫星，已知地球表面两极处的重力加速度为 $g$ ，下列关于 $a$ 、 $b$ 、 $c$ 的说法正确的是（）

A、 $b$ 做匀速圆周运动的加速度等于 $g$ B、 $a$ 、 $b$ 、 $c$ 做匀速圆周运动的向心加速度最大的是 $c$ C、 $a$ 、 $b$ 、 $c$ 做匀速圆周运动的速率最大的是 $a$ D、 $a$ 、 $b$ 、 $c$ 做匀速圆周运动的周期最小的是 $a$

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4. 我国首颗量子科学实验卫星“墨子”已于酒泉卫星发射中心成功发射。“墨子”由火箭发射至高度为500km的预定圆形轨道。此前在西昌卫星发射中心成功发射了第二十三颗北斗导航卫星G7，G7属于地球静止轨道卫星（高度约为36 000 km），它将使北斗系统的可靠性进一步提高。关于卫星以下说法中正确的是（）

A、这两颗卫星的运行速度可能大于7.9 km/s B、通过地面控制可以将北斗G7定点于西昌正上方 C、量子科学实验卫星“墨子”的周期比北斗G7的周期小 D、量子科学实验卫星“墨子”的向心加速度比北斗G7的小

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5. 2022年6月5日17时42分，神舟十四号载人飞船与天和核心舱径向端口成功对接。对接后的组合体绕地球做匀速圆周运动，其轨道离地面高度为地球半径的 $\frac{1}{16}$ 。已知地球半径为R，地球表面重力加速度为g。下列说法正确的是（）

A、神舟十四号与天和核心舱对接时，要先变轨到达核心舱所在的轨道，再加速追上核心舱进行对接 B、组合体的向心加速度大于g C、组合体的线速度小于地球赤道上物体的线速度 D、组合体运行的周期为 $T = \frac{17 π}{32} \sqrt{\frac{17 R}{g}}$

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6. 北京时间2022年4月16日09时56分，“神舟十三号”载人飞船返回舱在东风着陆场成功着陆，“神舟十三号”载人飞行任务取得圆满成功，“神舟十三号”首次实施快速返回。如图所示是“神舟十三号”载人飞船与“天和核心舱”分离后，在较低轨道上运行，“天和核心舱”在较高轨道运行，它们都绕地球近似做匀速圆周运动，下列说法正确的是（）

A、“神舟十三号”载人飞船与“天和核心舱”分离后加速才能进入较低轨道 B、分离后“神舟十三号”载人飞船的运行速度大于“天和核心舱”的动行速度 C、分离后“神舟十三号”载人飞船的运行周期大于“天和核心舱”的运行周期 D、分离后“神舟十三号”载人飞船的动能大于“天和核心舱”的动能

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7. 2022年5月10日1时56分，搭载天舟四号货运飞船的长征七号遥五运载火箭点火发射，约10分钟后，火箭与飞船成功分离，飞船进入预定轨道。图中P、Q分别是“天舟四号”飞船和“天和核心舱”对接前各自在预定轨道运行的情景，下列说法正确的是（）

A、在预定轨道运行时，P的周期小于Q的周期 B、为了实现对接，P应减速 C、对接时，P相对于Q在以很大的速度运动 D、对接时，P对Q的作用力大于Q对P的作用力

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8. 假设火星半径与地球半径之比为1：2，火星质量与地球质量之比为1：9，已知地球表面的重力加速度为g，地球半径为R，万有引力常量为G，怱略自转的影响，则（）

A、火星表面与地球表面的重力加速度之比为2：9 B、火星的第一宇宙速度与地球的一宇宙速度之比为2：3 C、火星的密度为 $\frac{g}{3 π G R}$ D、若以相同初速度在火星表面与地球表面能竖直跳起的最大高度之比为9：4

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9. 2020年6月23日9时43分，我国在西昌卫星发射中心用长征三号乙运载火箭，成功发射北斗系统第五十五颗导航卫星，暨北斗三号最后一颗全球组网卫星，至此北斗三号全球卫星导航系统星座部署比原计划提前半年全面完成。北斗导航卫星工作在三种不同的圆形轨道当中，包括地球静止轨道（GEO）、倾斜地球同步轨道（IGSO）还有中圆轨道（MEO），如图所示。以下相关说法中正确的是（）

A、图中轨道半径大小相同的的卫星运行速度大小相同 B、中圆轨道卫星（MEO）加速度小于地球静止轨道卫星（GEO）的加速度 C、倾斜地球同步轨道卫星（IGSO）总是位于地球地面某地的正上方 D、三种不同轨道的卫星的运行速度均大于第一宇宙速度

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10. 中国航天“超级2021”，天和核心舱一飞冲天，中国正式迈入空间站时代，“天问一号”火星着陆，“羲和号”实现中国太阳探测零的突破，长征系列火箭发射超过400次……这一年，无数航天人接力探索，成就了这史无前例的航天大年！根据已知信息，下列选项中判断不正确的是（）。

A、天和核心舱绕地球稳定运行时离地球表面大约400公里，则天和核心舱运行周期一定小于24小时 B、“天问一号”火星探测器着陆前在停泊轨道运行，停泊轨道是椭圆，则探测器在近火点的速度一定大于远火点速度 C、“羲和号”人造地球卫星运行于距离地球517公里高度的轨道，这个轨道经过地球的南北极，则“羲和号”卫星的发射速度一定大于第二宇宙速度 D、长征系列火箭发射时是靠喷出气流的反冲作用获得巨大速度，则同一火箭喷出相同质量气体时，气流的速度越大，火箭获得的速度就越大

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11. 有两颗人造地球卫星，它们的质量之比 $m_{1} ： m_{2} = 1 ： 2$ ，轨道半径之比 $r_{1} ： r_{2} = 1 ： 3$ ，则它们的（）

A、向心力大小之比 $F_{1} ： F_{2} = 2 ： 9$ B、运行速率之比 $v_{1} ： v_{2} = \sqrt{3} ： 1$ C、向心加速度大小之比 $a_{1} ： a_{2} = 1 ： 9$ D、运行的周期之比 $T_{1} ： T_{2} = 3 \sqrt{3} ： 1$

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12. 火星是太阳系内除地球外，人类最有可能实现星际移民梦想的行星，火星和地球绕太阳的公转均可视为同一平面内的匀速圆周运动，它们的轨道半径 $R_{火} > R_{地}$ ，由此可以判定火星和地球以下关系中正确的是（）

A、角速度： $ω_{火} < ω_{地}$ B、线速度： $v_{火} > v_{地}$ C、向心加速度： $a_{火} > a_{地}$ D、公转周期： $T_{火} < T_{地}$

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二、多选题

13. 如图，某卫星在轨道1上绕地球做匀速圆周运动，运动到A点时加速，之后在椭圆轨道2上绕地球运动，下列说法正确的是（）

A、卫星在轨道1上的速度一定比在轨道2上的速度大 B、卫星在轨道1上的加速度一定比在轨道2上的加速度大 C、卫星在轨道1上的运动周期一定比在轨道2上的运动周期小 D、卫星在轨道1上的机械能一定比在轨道2上的机械能小

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14. 北京时间2021年9月中旬到10月下旬出现了“火星合日”现象，即当火星和地球分别位于太阳两侧与太阳共线干扰无线电时，影响通信的天文现象，因此中国首辆火星车“祝融号”发生短暂“失联”。已知地球与火星绕太阳做匀速圆周运动的方向相同。火星的公转周期为 $T_{1}$ ，地球的公转周期为 $T_{2}$ ， “祝融号”在火星赤道表面附近做匀速圆周运动的周期为T，“祝融号”的质量为m，火星的半径为R，引力常量为G，则下列说法正确的是（）

A、火星的第一宇宙速度大小为 $\frac{2 π R}{T}$ B、太阳的质量 $M = 4 π^{2} \frac{R^{3}}{G T_{1}^{2}}$ C、火星的公转周期 $T_{1}$ 小于地球的公转周期 $T_{2}$ D、相邻两次“火星合日”的时间间隔为 $\frac{T_{1} T_{2}}{T_{1} - T_{2}}$

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15. 发射地球同步卫星要经过三个阶段：先将卫星发射至近地圆轨道I（停泊轨道），然后使其沿椭圆轨道II（转移轨道）运行，最后将卫星送入同步圆轨道Ⅲ（静止轨道），轨道I、II相切与M点，轨道II、Ⅲ相切于N点，如图所示，关于卫星分别在I、II和Ⅲ轨道上的运动，下列说法正确的是（）

A、在轨道Ⅲ上运动的周期大于在轨道I上运动的周期 B、在轨道II上经过N点的速率大于经过M点的速率 C、在轨道II上经过N点的动能小于在轨道Ⅲ上经过N点的动能 D、在轨道II上经过M点的加速度小于在轨道I上经过M点的加速度

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16. 2021年5月15日，天问一号着陆巡视器和巡视器组合体成功着陆于火星乌托邦平原南部预选着陆区，中国首次火星探测任务取得圆满成功。假设火星的半径为R，火星表面的重力加速度大小为g。如图为登陆过程的简化图，飞船在轨道半径为3R的圆轨道Ⅰ上运动，到达圆轨道Ⅰ上的A点时点火进入椭圆轨道Ⅱ，到达椭圆轨道Ⅱ上的B点时再次点火进入距火星表面高度为R的圆轨道Ⅲ绕火星做圆周运动。不考虑飞船质量的变化，点火时间极短。下列说法正确的是（）

A、飞船在轨道Ⅰ上运行的周期比在轨道Ⅲ上运行的周期大 B、飞船在轨道Ⅱ、Ⅲ上通过B点时的加速度相等 C、飞船在轨道Ⅲ上运行的速率为 $\sqrt{g R}$ D、飞船在轨道Ⅰ上的机械能比在轨道Ⅲ上的机械能小

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三、综合题

17. “玉兔号”月球车与月球表面的第一次接触实现了中国人“奔月”的伟大梦想。“玉兔号”月球车在月球表面做了一个自由下落试验，测得物体从静止自由下落h高度的时间为t，已知月球半径为R，引力常量为G。求：

(1)、月球表面重力加速度；

(2)、月球的质量和月球的第一宇宙速度；

(3)、月球的平均密度。

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