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微專題--衛星各物理量的計算和比較重點考點單選
變式練 2026年高考物理復習備考
1．2024年天文學家報道了他們新發現的一顆類地行星Gliese12b，它繞其母恒星的運動可視為勻速圓周運動。已知Gliese12b軌道半徑約為日地距離的，其母恒星質量約為太陽質量的，則Gliese12b繞其母恒星的運動周期約為（　　）
A．13天 B．27天 C．64天 D．128天
2．中國也正在打造中國版的“星鏈”，預計發射1.3萬顆星鏈衛星，衛星放在400公里~650公里近地軌道上。2024年2月23日，我國成功將通信技術試驗衛星十一號送入預定軌道。把地球看作是密度均勻的球體，這顆衛星軌道離地高度與地球半徑之比為。地球赤道和兩極重力加速度之比為，以地球自轉周期“天”為單位，這顆衛星的周期是（　　）
A． B．
C． D．
3．某同學在觀看飛船發射電視轉播時，看到飛船控制中心的大屏幕上顯示如圖所示的曲線。由圖形得知，飛船每飛行兩周，地球自轉。假設飛船繞地球做勻速圓周運動，已知地球質量為M，地球半徑為R，地球自轉周期為T，萬有引力常量為G，則此飛船運行的軌道高度為（ ）
A． B． C． D．
4．2023年9月下旬，繞火星轉動的天問一號火星環繞器發生日凌現象，環繞器與地球“失聯”，其原因是此時地球、火星運行至太陽兩側，并且三者在一條直線上，天問一號環繞器向地球發射的電磁波會被太陽干擾。已知天問一號火星環繞器每26個月（認為每個月都是30天）會發生一次日凌現象，火星公轉軌道的半徑大于地球公轉軌道的半徑，并且兩者的軌道在同一平面內，它們間的萬有引力可以忽略不計。天問一號火星環繞器發生日凌現象時，火星與太陽間的距離為，火星與地球間的距離為，則為（　　）
A． B． C． D．
5．2024年2月29日，我國成功將互聯網衛星01星送入預定軌道，若將該衛星軌道近似為圓形，其圍繞地球做勻速圓周運動的周期可表示為，則（　　）
A．a為地球半徑，b為地球表面的重力加速度，c為衛星的軌道半徑
B．a為衛星的軌道半徑，b為地球表面的重力加速度，c為地球半徑
C．a為地球半徑，b為該衛星的向心加速度，c為衛星的軌道半徑
D．a為衛星的軌道半徑，b為該衛星的向心加速度，c為地球半徑
6．在環繞地球做勻速圓周運動的空間站內，航天員長期處于失重狀態，給身心帶來許多不適，為此科學家設想建造一種環形空間站。如圖所示，環形空間站繞其中心勻速旋轉，航天員站在旋轉艙內的側壁上，可以受到與他站在地球表面時相同大小的支持力。把地球看作半徑為R的均質球體，忽略地球的自轉，已知空間站距地面的高度為h，繞地球公轉的速度大小為v，旋轉艙繞軸線轉動的半徑為r，為達到與地表相似的生活環境，旋轉艙繞其軸線自轉的周期為（ ）
A． B． C． D．
7．北京時間2024年10月30日4時27分神舟十九號成功發射，并于10月30日上午11時與天宮空間站成功對接，天宮空間站迎來蔡旭哲、宋令東、王浩澤3名新乘組入駐。現將此過程簡化為如圖所示：先將神舟飛船發射至近地圓軌道運行，再由M點加速進入圖中的橢圓轉移軌道，運動半個橢圓后，在點與天宮空間站實現對接，已知天宮空間站做勻速圓周運動的軌道離地球表面的高度為。若將地球視為半徑為的勻質球體，近地軌道離地高度忽略不計，地球表面重力加速度為，則神舟十九號由M運動至所用時間為（　　）
A． B．
C． D．
8．2024年6月，嫦娥六號探測器首次實現月球背面采樣返回。如圖所示，探測器在圓形軌道1上繞月球飛行，在A點變軌后進入橢圓軌道、為遠月點。關于嫦娥六號探測器，下列說法正確的是（　　）
A．在軌道2上從A向B運動過程中動能逐漸減小
B．在軌道2上從A向B運動過程中加速度逐漸變大
C．在軌道2上機械能與在軌道1上相等
D．利用引力常量和軌道1的周期，可求出月球的質量
9．一顆繞太陽運行的小行星，其軌道近日點和遠日點到太陽的距離分別約為地球到太陽距離的5倍和7倍。關于該小行星，下列說法正確的是（　　）
A．公轉周期約為6年
B．從遠日點到近日點所受太陽引力大小逐漸減小
C．從遠日點到近日點線速度大小逐漸減小
D．在近日點加速度大小約為地球公轉加速度的
10．2011年11月3日1時43分，中國自行研制的“神舟八號”飛船與“天宮一號”目標飛行器在距離地球343km的軌道上實現自動對接，為未來空間站建設邁出了關鍵一步。假如“神舟八號”與“天宮一號”的質量相等，對接前它們環繞地球分別做勻速圓周運動的運行軌道如右圖所示，則以下說法中正確的是（　　）
A．對接前的向心加速度，“天宮一號”比“神舟八號”大
B．對接前的運行周期，“天宮一號”比“神舟八號”小
C．對接前的機械能，“天宮一號”比“神舟八號”小
D．“神舟八號”需先點火加速才有可能與“天宮一號”實現對接
11．天舟八號貨運飛船入軌后順利完成狀態設置，于北京時間2024年11月16日2時32分，成功對接于空間站天和核心艙后向端口。對接后的“結合體”仍在空間站原軌道運行。對接前“天宮空間站”與“天舟八號”的軌道如圖所示，則（　　）
A．對接前，“天宮空間站”的線速度大于“天舟八號”的線速度
B．為實現對接，“天舟八號”需要太空剎車，減速與“天宮空間站”對接
C．對接前，“天宮空間站”的向心加速度小于“天舟八號”的向心加速度
D．對接后，“結合體”繞地球公轉周期小于對接前“天宮空間站”的公轉周期
12．一顆繞地球做勻速圓周運動的衛星，若每天上午同一時刻經過南京市東經，北緯正上方，則該衛星（ ）
A．運行周期可能是12 h
B．一定是地球的靜止軌道衛星
C．運行的速度大于第一宇宙速度
D．軌道平面與北緯平面共面
13．2025年4月25日，神舟二十號載人飛船的3名航天員順利進駐我國空間站。在與飛船對接前，空間站進行了軌道調整，近地點、遠地點的高度均進行了抬升，則軌道調整后的空間站（　　）
A．周期比調整前的大
B．機械能比調整前的小
C．在遠地點受到的萬有引力比調整前的大
D．在近地點受到的萬有引力的功率比調整前的小
14．如圖所示，O處為地心，衛星1環繞地球做勻速圓周運動，衛星2環繞地球運行的軌道為橢圓，兩軌道不在同一平面內。已知圓軌道的直徑等于橢圓軌道的長軸，且地球位于橢圓軌道的一個焦點上，引力常量為G，地球的質量為M，衛星1的軌道半徑為R，衛星1的運轉速度為v0，關系為。下列說法正確的是（　　）
A．衛星1的運行周期大于衛星2的運行周期
B．如果衛星1的加速度為a，衛星2在P點的加速度為，則
C．衛星2在Q點的速度
D．衛星2在P、Q點的速度大小關系為
15．吉林一號04星、同步衛星、月球繞地球均做勻速圓周運動，其軌道關系如圖所示。下列說法正確的是（ ）
A．吉林一號04星的發射速度一定小于7.9km/s
B．同步衛星繞地球運行的角速度比月球繞地球的角速度大
C．吉林一號04星繞地球運行的周期比同步衛星的周期大
D．同步衛星與吉林一號04星的線速度大小與它們的軌道半徑成反比
參考答案
題號 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
答案 A B C D B D B A D D
題號 11 12 13 14 15
答案 C A A D B
1．A
【詳解】地球繞太陽運行的周期約為365天，根據萬有引力提供向心力得
已知，，同理得
整理得
代入數據得
故選A。
2．B
【詳解】對于衛星
在極地
根據題意，解得
物體在赤道時
解得
解得
故選B。
3．C
【詳解】飛船兩周時間為地球自轉周期的，所以飛船周期為，有由萬有引力提供向心力可知
解得
故選C。
4．D
【詳解】設個月，個月
則有
對火星有
對地球有
聯立解得
故選D。
5．B
【詳解】由萬有引力提供向心力可得
解得
又因為
故可知
對比可知，為該衛星的軌道半徑，為地球表面的重力加速度，為地球半徑。
故選B。
6．D
【詳解】設地球表面重力加速度為，則有
空間站繞地球公轉時，有
旋轉艙內的航天員做勻速圓周運動，側壁對航天員的支持力等于mg，則有
聯立解得
故選D。
7．B
【詳解】天宮空間站繞地球做勻速圓周運動，由萬有引力提供向心力，則有
在地球表面有
解得
神舟十九號進入轉移軌道，該橢圓軌道的半長軸為
令其周期為，根據開普勒第三定律有
解得
則神舟飛船由運動至的時間則為
故選B。
8．A
【詳解】A．在軌道2上從A向B運動過程中，探測器遠離月球，月球對探測器的引力做負功，根據動能定理，動能逐漸減小，A正確；
B．探測器受到萬有引力，由
解得
在軌道2上從A向B運動過程中，r增大，加速度逐漸變小，B錯誤；
C．探測器在A點從軌道1變軌到軌道2，需要加速，機械能增加，所以探測器在軌道2上機械能大于在軌道1上的機械能，C錯誤；
D．探測器在軌道1上做圓周運動，根據萬有引力提供向心力，得
解得
利用引力常量G和軌道1的周期T，還需要知道軌道1的半徑r，才能求出月球的質量，D錯誤。
故選A。
9．D
【詳解】A．根據題意，設地球與太陽間距離為，則小行星公轉軌道的半長軸為
由開普勒第三定律有
解得年
故A錯誤；
B．從遠日點到近日點，小行星與太陽間距離減小，由萬有引力定律可知，小行星受太陽引力增大，故B錯誤；
cC．由開普勒第二定律可知，從遠日點到近日點，小行星線速度逐漸增大，故C錯誤。
D．由牛頓第二定律有
解得
可知
即小行星在近日點的加速度是地球公轉加速度的，故D正確；
故選D。
10．D
【詳解】A．根據萬有引力提供向心力有
可知，半徑越大向心加速度越小，故A錯誤；
B．根據萬有引力提供向心力有
可知，半徑越大周期越大，故B錯誤；
C．向更高軌道發射相同質量的衛星，軌道越高克服地球做功越多，衛星的機械能越大，因為天宮一號軌道高度大，故其機械能大于神舟八號飛船的機械能，故C錯誤；
D．神舟八號軌道半徑比天宮一號低，在軌道上點火加速，使神舟八號做離心運動而抬升軌道完成與天宮一號對接，故D正確。
故選D。
11．C
【詳解】ACD．“天舟八號”與“天宮空間站”對接前繞地球做勻速圓周運動，萬有引力提供向心力有
解得
“天舟八號”的軌道半徑小于“天宮空間站”的軌道半徑，則“天宮空間站”的線速度小于“天舟八號”的線速度，“天宮空間站”的向心加速度小于“天舟八號”的向心加速度，對接后“結合體”繞地球公轉周期等于對接前“天宮空間站”的公轉周期，故AD錯誤，C正確；
B．“天舟八號”需要經過點火加速才能從低軌道變軌進入高軌道，實現對接，故B錯誤。
故選C。
12．A
【詳解】A．每天上午同一時刻經過南京市東經，北緯正上方，該衛星的周期，即可能是12h，故A正確；
B．地球的靜止軌道衛星只能在赤道的正上方，故B錯誤；
C．第一宇宙速度是衛星環繞的最大速度，則該衛星運行的速度小于第一宇宙速度，故C錯誤；
D．軌道平面必過地球的球心，故D錯誤。
故選A。
13．A
【詳解】A．由開普勒第三定律，半長軸變大，周期比調整前的大，故A正確；
B．高度進行抬升，要加速，機械能比調整前的大，故B錯誤；
C．空間站與地球距離變大，在遠地點受到的萬有引力比調整前的小，故C錯誤；
D．在近地點受到的萬有引力的功率與調整前的一樣，均為零，故D錯誤。
故選A。
14．D
【詳解】A．題意可知衛星2的軌道半長軸為R，根據開普勒第三定律
由于衛星1的半徑等于衛星2的半長軸，所以衛星1的運行周期等于衛星2的運行周期，故A錯誤；
B．設衛星質量為m，則有
解得
由于P點距離中心天體較近，所以
故B錯誤；
C．若衛星2在OQ為半徑的軌道上做勻速圓周運動，萬有引力提供向心力
解得
由于衛星在橢圓軌道的Q點要做近心運動，所以
故C錯誤；
D．若衛星在P點做半徑為R的圓周運動，根據
易知衛星在P點做半徑為R的圓周運動的速度大于（），由于衛星在圓軌道的P點要做離心運動，則有
同理，若衛星在Q點做半徑為1.5R的圓周運動，根據
易知衛星在Q點做半徑為1.5R的圓周運動的速度小于（），由于衛星在圓軌道的Q點要做近心運動，則有
綜合以上可知
故D正確。
故選D。
15．B
【詳解】A．地球第一宇宙速度7.9km/s是衛星繞地球轉動的最小發射速度，所以吉林一號04星的發射速度一定大于7.9km/s，故A錯誤；
BCD．衛星繞地球做勻速圓周運動，由萬有引力提供向心力可得
可得，，
可知同步衛星繞地球運行的角速度比月球繞地球的角速度大；吉林一號04星繞地球運行的周期比同步衛星的周期小；同步衛星與吉林一號04星的線速度大小之比為
故B正確，CD錯誤。
故選B。
21世紀教育網 www.21cnjy.com 精品試卷·第 2 頁 （共 2 頁）
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