模型19衛(wèi)星種類、發(fā)射、變軌及運(yùn)行規(guī)律問題（解析版）-2025版高考物理熱點模型精-品講義

模型19衛(wèi)星種類、發(fā)射、變軌及運(yùn)行規(guī)律問題01模型概述01模型概述1.人造衛(wèi)星(1)赤道軌道：衛(wèi)星的軌道在赤道平面內(nèi)，同步衛(wèi)星就是其中的一種．(2)極地軌道：衛(wèi)星的軌道過南北兩極，即在垂直于赤道的平面內(nèi)，如極地氣象衛(wèi)星．(3)其他軌道：除以上兩種軌道外的衛(wèi)星軌道．所有衛(wèi)星的軌道平面一定通過地球的球心．2.衛(wèi)星種類(1)同步衛(wèi)星：相對于地面靜止且與地球自轉(zhuǎn)具有相同周期的衛(wèi)星叫地球同步衛(wèi)星．同步衛(wèi)星有以下特點：①軌道平面一定：軌道平面與赤道平面共面．②周期一定：與地球自轉(zhuǎn)周期相同，即T＝24__h.③角速度一定：與地球自轉(zhuǎn)的角速度相同．④高度一定：根據(jù)得，，衛(wèi)星離地面高度(為恒量)．⑤繞行方向一定：與地球自轉(zhuǎn)的方向一致．(2)極地衛(wèi)星:運(yùn)行時每圈都經(jīng)過南北兩極，由于地球自轉(zhuǎn)，極地衛(wèi)星可以實現(xiàn)全球覆蓋。(3)近地衛(wèi)星：軌道在地球表面附近的衛(wèi)星，其軌道半徑r＝R(地球半徑)，運(yùn)行速度等于第一宇宙速度v＝7.9km/s(人造地球衛(wèi)星做勻速圓周運(yùn)動的最大運(yùn)行速度)，T＝85min(人造地球衛(wèi)星的最小周期)。注意：近地衛(wèi)星可能為極地衛(wèi)星，也可能為赤道衛(wèi)星。近地衛(wèi)星可能為極地衛(wèi)星，也可能為赤道衛(wèi)星(4)傾斜軌道“同步”衛(wèi)星：如果某衛(wèi)星運(yùn)行在一個軌道平面和赤道平面夾角不為0°的軌道上時，則稱該衛(wèi)星被叫做傾斜軌道衛(wèi)星，該夾角也被稱為“軌道傾角”。若該衛(wèi)星的運(yùn)行周期等于地球的自轉(zhuǎn)周期，則該衛(wèi)星為傾斜軌道同步衛(wèi)星。與常規(guī)的同步軌道相比,同步衛(wèi)星傾斜軌道的軌道平面呈現(xiàn)傾斜狀態(tài)，只是周期與地球自轉(zhuǎn)同步，不能實現(xiàn)定點懸停。(5)月球：繞地球的公轉(zhuǎn)周期T＝27.3天，月球和地球間的平均距離約38萬千米，大約是地球半徑的60倍．3.衛(wèi)星發(fā)射(1)第一宇宙速度:7.9km/s，它是衛(wèi)星的最小發(fā)射速度，也是地球衛(wèi)星的最大環(huán)繞速度.第一宇宙速度推導(dǎo)①方法一：由，②方法二：由.第一宇宙速度是發(fā)射人造衛(wèi)星的最小速度，也是人造衛(wèi)星的最大環(huán)繞速度，此時它的運(yùn)行周期最短，Tmin＝2πeq\r(\f(R,g))＝5078s≈85min.(2)第二宇宙速度（脫離速度）:11.2km/s，使物體掙脫地球引力束縛的最小發(fā)射速度.(3)第三宇宙速度（逃逸速度）:16.7km/s，使物體掙脫太陽引力束縛的最小發(fā)射速度.(4)宇宙速度與運(yùn)動軌跡的關(guān)系①v發(fā)＝7.9km/s時，衛(wèi)星繞地球表面做勻速圓周運(yùn)動．②7.9km/s<v發(fā)<11.2km/s，衛(wèi)星繞地球運(yùn)動的軌跡為橢圓．③11.2km/s≤v發(fā)＜16.7km/s，衛(wèi)星繞太陽運(yùn)動．④v發(fā)≥16.7km/s，衛(wèi)星將掙脫太陽引力的束縛，飛到太陽系以外的空間．4.地球同步衛(wèi)星與赤道物體的區(qū)別：屬于同軸轉(zhuǎn)動，角速度、周期相同。5.同步衛(wèi)星、近地衛(wèi)星和赤道上物體比較如圖所示，2為近地衛(wèi)星，軌道半徑為r2；3為地球同步衛(wèi)星，軌道半徑為r3；4為高空衛(wèi)星，軌道半徑為r4；1為赤道上隨地球自轉(zhuǎn)的物體，軌道半徑為r1.分析思路：①比較赤道上物體與同步衛(wèi)星，用同軸轉(zhuǎn)動的知識分析；②比較近地衛(wèi)星、同步衛(wèi)星、高空衛(wèi)星，用天體軌道與運(yùn)動規(guī)律分析；比較項目近地衛(wèi)星(r2、ω2、v2、a2)同步衛(wèi)星(r3、ω3、v3、a3)高空衛(wèi)星(r4、ω4、v4、a4)赤道上隨地球自轉(zhuǎn)的物體(r1、ω1、v1、a1)向心力來源萬有引力萬有引力的一個分力軌道半徑r4>r3>r2>r1角速度ω2>ω1＝ω3>ω4線速度v2>v3>v1？v4向心加速度a2>a3>a1？a46.衛(wèi)星及天體運(yùn)行規(guī)律7.衛(wèi)星變軌問題（1）變軌操作：1→2→3 ①在1軌道Q點點火加速，萬有引力不足以提供航天飛機(jī)做勻速圓周運(yùn)動向心力，航天飛機(jī)做離心運(yùn)動，進(jìn)入軌道2 ②在2軌道中，從Q點到P點飛行過程中，萬有引力做負(fù)功，萬有引力與航天飛機(jī)速度方向夾角大于90°，航天飛機(jī)速度減小，動能減小，勢能增加，機(jī)械能不變。在2軌道P點處，萬有引力大于航天飛機(jī)做勻速圓周運(yùn)動向心力，如果不進(jìn)行任何操作，航天飛機(jī)做向心運(yùn)動，沿著橢圓軌道2運(yùn)行回Q，從P到Q，萬有引力做正功，萬有引力與航天飛機(jī)速度方向夾角小于90°，航天飛機(jī)速度增加，動能增加，勢能減小，機(jī)械能不變。 ③在2軌道P點點火加速，當(dāng)萬有引力恰好能提供航天飛機(jī)做勻速圓周運(yùn)動向心力，航天飛機(jī)將沿著3軌道運(yùn)行，完成變軌操作 （2）各點參數(shù)關(guān)系 ①線速度大?。? ②角速度關(guān)系： ③向心加速度關(guān)系： ④周期關(guān)系：⑤能量關(guān)系：02典題攻破02典題攻破 1.衛(wèi)星發(fā)射及第一宇宙速度問題【典型題1】（2024·廣東江門·模擬預(yù)測）2024年5月3日嫦娥六號探測器由長征五號遙八運(yùn)載火箭在中國文昌航天發(fā)射場成功發(fā)射，之后準(zhǔn)確進(jìn)入地月轉(zhuǎn)移軌道，由此開啟世界首次月背“挖寶”之旅。如圖所示為嫦娥六號探測器登月的簡化示意圖，首先從地球表面發(fā)射探測器至地月轉(zhuǎn)移軌道，探測器在P點被月球捕獲后沿橢圓軌道①繞月球運(yùn)動，然后在P點變軌后沿圓形軌道②運(yùn)動，下列說法正確的是（）A．飛船在軌道①上經(jīng)過P點時應(yīng)該加速才能進(jìn)入軌道②B．飛船在軌道②上的環(huán)繞速度大于月球的第一宇宙速度C．飛船在軌道①上經(jīng)過P點時的加速度與在軌道②上經(jīng)過P點時的加速度相同D．飛船在軌道①上的周期小于軌道②上的周期【答案】C【詳解】A．飛船由橢圓軌道①上經(jīng)過P點時應(yīng)該減速做向心運(yùn)動變軌到軌道②，A錯誤；B．月球的第一宇宙速度是衛(wèi)星繞月球做勻速圓周運(yùn)動的最大速度，即為由月球的萬有引力提供向心力可得，飛船在軌道②上的環(huán)繞速度其中是飛船距月球表面的高度，可知飛船在軌道②上的環(huán)繞速度小于月球的第一宇宙速度，B錯誤；C．設(shè)飛船在軌道②上的環(huán)繞半徑為，由牛頓第二定律可得?？芍w船在軌道①上經(jīng)過P點時與在軌道②上經(jīng)過P點時距月心的距離相等，因此飛船在軌道①上經(jīng)過P點時的加速度與在軌道②上經(jīng)過P點時的加速度相同，C正確；D．設(shè)飛船在軌道①上半長軸為，由開普勒第三定律可得可知，則有，即飛船在軌道①上的周期大于軌道②上的周期，D錯誤。故選C?！镜湫皖}2】（2024·湖南·高考真題）2024年5月3日，“嫦娥六號”探測器順利進(jìn)入地月轉(zhuǎn)移軌道，正式開啟月球之旅。相較于“嫦娥四號”和“嫦娥五號”，本次的主要任務(wù)是登陸月球背面進(jìn)行月壤采集并通過升空器將月壤轉(zhuǎn)移至繞月運(yùn)行的返回艙，返回艙再通過返回軌道返回地球。設(shè)返回艙繞月運(yùn)行的軌道為圓軌道，半徑近似為月球半徑。己知月球表面重力加速度約為地球表面的，月球半徑約為地球半徑的。關(guān)于返回艙在該繞月軌道上的運(yùn)動，下列說法正確的是（）A．其相對于月球的速度大于地球第一宇宙速度B．其相對于月球的速度小于地球第一宇宙速度C．其繞月飛行周期約為地球上近地圓軌道衛(wèi)星周期的倍D．其繞月飛行周期約為地球上近地圓軌道衛(wèi)星周期的倍【答案】BD【詳解】AB．返回艙在該繞月軌道上運(yùn)動時萬有引力提供向心力，且返回艙繞月運(yùn)行的軌道為圓軌道，半徑近似為月球半徑，則有其中在月球表面萬有引力和重力的關(guān)系有聯(lián)立解得由于第一宇宙速度為近地衛(wèi)星的環(huán)繞速度，同理可得代入題中數(shù)據(jù)可得故A錯誤、B正確；CD．根據(jù)線速度和周期的關(guān)系有根據(jù)以上分析可得故C錯誤、D正確；故選BD。2.衛(wèi)星變軌相關(guān)問題【典型題3】（2024·廣東廣州·三模）2024年4月25日，神舟十八號發(fā)射成功。載人飛船先進(jìn)入橢圓軌道Ⅱ，然后自A點進(jìn)入圓形軌道Ⅰ，兩軌道相切于A點，下列說法正確的是（

）A．在軌道Ⅰ通過A點的速度小于在軌道Ⅱ通過A點的速度B．載人飛船在A點的加速度大于在B點的加速度C．載人飛船在軌道Ⅰ上的速度小于第一宇宙速度D．在相同時間內(nèi)，載人飛船沿軌道Ⅰ運(yùn)行時與地心連線掃過的面積和沿軌道Ⅱ運(yùn)行時與地心連線掃過的面積相等【答案】C【詳解】A．飛船在軌道Ⅱ的A點需要點火加速才能進(jìn)入軌道Ⅰ，則飛船在軌道Ⅰ通過A點的速度大于在軌道Ⅱ通過A點的速度，故A錯誤；B．根據(jù)萬有引力提供向心力有解得則載人飛船在A點的加速度小于在B點的加速度，故B錯誤；C．第一宇宙速度是衛(wèi)星做圓周運(yùn)動的最大環(huán)繞速度，所以載人飛船在軌道Ⅰ上的速度小于第一宇宙速度，故C正確；D．根據(jù)開普勒第二定律可知，同一軌道上相同時間內(nèi)載人飛船運(yùn)行時與地心連線掃過的面積才相同，故D錯誤。故選C。3.衛(wèi)星（赤道物體、近地衛(wèi)星、同步衛(wèi)星、高空衛(wèi)星）比較類問題【典型題4】（2024·四川成都·三模）2023年9月，神舟十六號航天員景海鵬、朱楊柱、桂海潮在離地球表面400km的“天宮二號”空間站上為廣大青少年帶來了一堂精彩的太空科普課。已知地球同步衛(wèi)星、天宮二號沿圓軌道運(yùn)行的向心加速度和地球赤道上的物體隨地球自轉(zhuǎn)的向心加速度大小分別為、、，它們運(yùn)行的速率分別為、、。則（）A．B．C．D．【答案】A【詳解】AB．由于同步衛(wèi)星與地球自轉(zhuǎn)周期相同，根據(jù)可知又萬有引力為其做圓周運(yùn)動提供向心力，則有同步衛(wèi)星的軌道半徑大于天宮二號的軌道半徑，則有三者加速度的關(guān)系所以A正確，B錯誤；CD．由于同步衛(wèi)星與地球自轉(zhuǎn)周期相同，根據(jù)可知又萬有引力為其做圓周運(yùn)動提供向心力，則有可知三者的速度關(guān)系CD錯誤。故選A?！镜湫皖}4】（2024·北京海淀·模擬預(yù)測）如圖所示，a為地球赤道上的物體，b為沿地球表面附近做勻速圓周運(yùn)動的人造衛(wèi)星，c為地球同步衛(wèi)星。關(guān)于a、b、c做勻速圓周運(yùn)動的說法中錯誤的是（）A．a(chǎn)、b、c三物體，都僅由萬有引力提供向心力B．周期關(guān)系為C．線速度的大小關(guān)系為D．向心加速度的大小關(guān)系為【答案】A【詳解】A．b、c圍繞地球做勻速圓周運(yùn)動，由萬有引力提供向心力，a為地球赤道上的物體，由萬有引力垂直于地軸的分力提供向心力，故A錯誤，符合題意；B．c為地球同步衛(wèi)星，a為地球赤道上的物體，兩者的周期與地球自轉(zhuǎn)周期相等，根據(jù)開普勒第三定律有由于則有可知故B正確，不符合題意；C．c為地球同步衛(wèi)星，根據(jù)a、c角速度相等，a的軌道半徑小一些，則有根據(jù)則有c的軌道半徑大于b的軌道半徑，則c的線速度小于b的線速度，則有故C正確，不符合題意；D．c為地球同步衛(wèi)星，根據(jù)a、c角速度相等，a的軌道半徑小一些，則有根據(jù)則有c的軌道半徑大于b的軌道半徑，則c的加速度小于b的加速度，則有故D正確，不符合題意。故選A。03針對訓(xùn)練03針對訓(xùn)練一、單選題(本題共7小題。每小題列出的四個備選項中只有一個是符合題目要求的,不選、多選、錯選均不得分)1．（2024·河北保定·三模）2023年10月26日，神舟十七號載人飛船在酒泉衛(wèi)星發(fā)射中心發(fā)射成功，神舟十七號飛船在完成入軌任務(wù)后，成功與距地面400km的天和核心艙前向端口進(jìn)行對接，如圖甲所示，圖乙為飛船發(fā)射至對接的原理圖，關(guān)于神舟十七號的發(fā)射、入軌、對接，下列說法正確的是（）A．飛船從地面發(fā)射進(jìn)入軌道1的速度應(yīng)超過7.9km/sB．飛船在加速升空過程中處于失重狀態(tài)C．飛船在軌道1上運(yùn)行時機(jī)械能不斷增大D．飛船先進(jìn)入軌道2，再加速完成對接【答案】A【詳解】A．當(dāng)衛(wèi)星沿地球表面飛行時，速度為7.9km/s，進(jìn)入橢圓軌道1的速度應(yīng)超過7.9km/s，A正確；B．飛船在加速升空過程中，合力向上，支持力大于重力，處于超重狀態(tài)，B錯誤；C．飛船在軌道1上運(yùn)動時，只有萬有引力做功，機(jī)械能保持不變，C錯誤；D．飛船在進(jìn)入軌道2前從低軌道上加速然后完成對接，D錯誤。故選A。2．（2024·云南昆明·三模）2024年3月20日，長征八號火箭成功發(fā)射，將鵲橋二號直接送入預(yù)定地月轉(zhuǎn)移軌道，如圖所示，鵲橋二號在進(jìn)入近月點P、遠(yuǎn)月點A的月球捕獲橢圓軌道，開始繞月球飛行。經(jīng)過多次軌道控制，鵲橋二號最終進(jìn)入近月點P和遠(yuǎn)月點B的環(huán)月橢圓軌道，關(guān)于鵲橋二號的說法正確的是（）A．發(fā)射時的速度大于11.2km/sB．經(jīng)過捕獲橢圓軌道上P點的速度小于經(jīng)過環(huán)月橢圓軌道上P點的速度C．在捕獲橢圓軌道上的周期大于在環(huán)月橢圓軌道上的周期D．經(jīng)過A點的加速度比經(jīng)過B點的加速度大【答案】C【詳解】A．鵲橋二號并沒有脫離地球的約束，所以鵲橋二號發(fā)射時的速度小于11.2km/s，故A錯誤；B．衛(wèi)星從高軌道變軌到低軌道需要在變軌處點火減速，則鵲橋二號經(jīng)過捕獲橢圓軌道上P點的速度大于經(jīng)過環(huán)月橢圓軌道上P點的速度，故B錯誤；C．根據(jù)開普勒第三定律由于捕獲橢圓軌道的半長軸大于環(huán)月橢圓軌道的半長軸，則鵲橋二號在捕獲橢圓軌道上的周期大于在環(huán)月橢圓軌道上的周期，故C正確；D．根據(jù)牛頓第二定律可得可得可知鵲橋二號經(jīng)過A點的加速度比經(jīng)過B點的加速度小，故D錯誤。故選C。3．（2025·浙江·一模）如圖為科幻電影中的太空電梯示意圖。超級纜繩將地球赤道上的固定基地、同步空間站和配重空間站連接在一起，它們隨地球同步旋轉(zhuǎn)，P為太空電梯。地球同步衛(wèi)星的軌道在同步空間站和配重空間站之間。下列說法正確的是（）A．若太空電梯沿纜繩勻速運(yùn)動，則其內(nèi)的物體受力平衡B．宇航員可以自由漂浮在配重空間站內(nèi)C．從太空電梯向外自由釋放一物塊，物塊將相對電梯做加速直線運(yùn)動D．若兩空間站之間纜繩斷裂，配重空間站將做離心運(yùn)動【答案】D【詳解】A．若太空電梯沿纜繩勻速運(yùn)動，由于太空電梯繞地球轉(zhuǎn)動，所以其內(nèi)的物體受力不平衡，故A錯誤；B．宇航員在同步空間站內(nèi)，萬有引力剛好提供所需的向心力，而宇航員在配重空間站內(nèi)，萬有引力不足以提供宇航員做圓周運(yùn)動所需的向心力，所以宇航員在配重空間站時受到空間站的作用力，故B錯誤；C．從太空電梯向外自由釋放一物塊，由于萬有引力大于所需的向心力，則物塊會一邊朝P點轉(zhuǎn)動的方向向前運(yùn)動一邊落向地球，做近心運(yùn)動，故C錯誤；D．若兩空間站之間纜繩斷裂，則配重空間站受到的萬有引力小于所需的向心力，配重空間站將做離心運(yùn)動，故D正確。故選D。4．（2024·北京朝陽·一模）地球同步衛(wèi)星位于地面上方高度約36000km處，周期與地球自轉(zhuǎn)周期相同，其運(yùn)動可視為繞地球做勻速圓周運(yùn)動。其中一種軌道平面與赤道平面成0度角，運(yùn)動方向與地球自轉(zhuǎn)方向相同，因其相對地面靜止，也稱靜止衛(wèi)星。下列說法正確的是（）A．與靜止于赤道上的物體相比，靜止衛(wèi)星向心加速度更小B．與近地軌道衛(wèi)星相比，靜止衛(wèi)星的線速度更小C．靜止衛(wèi)星內(nèi)的物體處于平衡狀態(tài)D．所有靜止衛(wèi)星的線速度均相同【答案】B【詳解】A．靜止于赤道上的物體與靜止衛(wèi)星的角速度相等，根據(jù)可知靜止衛(wèi)星向心加速度更大，故A錯誤；B．根據(jù)解得可知靜止衛(wèi)星的線速度更小，故B正確；C．靜止衛(wèi)星內(nèi)的物體繞地球做勻速圓周運(yùn)動，不是平衡狀態(tài)，故C錯誤；D．所有靜止衛(wèi)星的線速度大小相等，方向不一定相同，故D錯誤。故選B。5．（2024·遼寧錦州·模擬預(yù)測）為空間站補(bǔ)給物資時，我國新一代貨運(yùn)飛船“天舟五號”實現(xiàn)了2小時與“天宮空間站”快速對接，對接后的“結(jié)合體”仍在原空間站軌道運(yùn)行。對接前“天宮空間站”與“天舟五號”的軌道如圖所示，則（）A．“天宮空間站”的角速度大于“天舟五號”的角速度B．“天宮空間站”的速率小于“天舟五號”的速率C．“天宮空間站”的加速度大于“天舟五號”的加速度D．“結(jié)合體”受到地球的引力等于“天宮空間站”受到地球的引力【答案】B【詳解】A．對環(huán)繞地球的衛(wèi)星有整理有由于“天宮空間站”的軌道半徑大于“天舟五號”，所以“天宮空間站”的角速度小于“天舟五號”的角速度，故A項錯誤；B．對環(huán)繞地球的衛(wèi)星有整理有由于“天宮空間站”的軌道半徑大于“天舟五號”，所以“天宮空間站”的速率小于“天舟五號”的速率，故B項正確；C．對環(huán)繞地球的衛(wèi)星有整理有由于“天宮空間站”的軌道半徑大于“天舟五號”，所以“天宮空間站”的加速度小于“天舟五號”的加速度，故C項錯誤；D．對“結(jié)合體”有由于“結(jié)合體”的質(zhì)量比“天宮空間站”大，軌道半徑?jīng)]變，所以“結(jié)合體”受到地球的引力大于“天宮空間站”受到地球的引力，故D項錯誤。故選B。6．（2024·黑龍江哈爾濱·模擬預(yù)測）北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)是我國著眼于國家安全和經(jīng)濟(jì)社會發(fā)展的需要，自主建設(shè)運(yùn)行的全球衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)。2023年5月17日，第56顆北斗導(dǎo)航衛(wèi)星成功進(jìn)入距地面高度約36000km的預(yù)定軌道：12月26日，第57顆北斗導(dǎo)航衛(wèi)星成功進(jìn)入距地面高度約21500km的預(yù)定軌道。兩顆北斗衛(wèi)星均視作繞地球做勻速圓周運(yùn)動，下列說法正確的是（

）A．第57顆北斗導(dǎo)航衛(wèi)星的動能一定大于第56顆北斗導(dǎo)航衛(wèi)星的動能B．第57顆北斗導(dǎo)航衛(wèi)星的線速度一定大于第56顆北斗導(dǎo)航衛(wèi)星的線速度C．第57顆北斗導(dǎo)航衛(wèi)星的周期一定大于第56顆北斗導(dǎo)航衛(wèi)星的周期D．第57顆北斗導(dǎo)航衛(wèi)星的加速度一定小于第56顆北斗導(dǎo)航衛(wèi)星的加速度【答案】B【詳解】根據(jù)萬有引力提供向心力有解得，，兩顆衛(wèi)星的質(zhì)量大小未知，無法比較動能大小，第57顆北斗導(dǎo)航衛(wèi)星的半徑較小，則線速度較大、周期較小、加速度較大。故選B。7．（2020·安徽·模擬預(yù)測）2020年3月9日，我國在西昌衛(wèi)星發(fā)射中心成功發(fā)射北斗系統(tǒng)第54顆導(dǎo)航衛(wèi)星，北斗導(dǎo)航工程實現(xiàn)2020年“開門紅”。北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)由地球同步靜止軌道衛(wèi)星、與同步靜止軌道衛(wèi)星具有相同周期的地球同步傾斜軌道衛(wèi)星，以及比它們軌道低一些的中軌道衛(wèi)星組成。它們均為圓軌道衛(wèi)星，軌道分布情況如圖所示，則（）A．地球同步靜止軌道衛(wèi)星可能相對靜止在合肥正上空B．地球同步傾斜軌道衛(wèi)星的軌道高度與同步靜止軌道衛(wèi)星的軌道高度相同C．同步衛(wèi)星繞地球穩(wěn)定運(yùn)行的加速度大于中軌道衛(wèi)星繞地球穩(wěn)定運(yùn)行的加速度D．質(zhì)量相等的中軌道衛(wèi)星與同步軌道衛(wèi)星相比運(yùn)行速率大，則中軌道衛(wèi)星所具有的機(jī)械能較大【答案】B【詳解】A．地球同步靜止軌道衛(wèi)星只能在赤道平面上空，故A錯誤；B．根據(jù)題意，由萬有引力提供向心力有由于兩種同步衛(wèi)星周期相同即軌道半徑相同，得高度也相同，故B正確；C．根據(jù)題意，由萬有引力提供向心力有解得由于同步衛(wèi)星軌道半徑大于中軌道衛(wèi)星，即加速度比中軌道衛(wèi)星小，故C錯誤；D．中軌道衛(wèi)星若要變軌到同步軌道，必須加速，機(jī)械能增加，可知質(zhì)量相等的中軌道衛(wèi)星與同步軌道衛(wèi)星相比，中軌道衛(wèi)星所具有的機(jī)械能較小，故D錯誤。故選B。二、多選題(本題共5小題。每小題列出的四個備選項中至少有一個是符合題目要求的。全部選對的得全分,選對但不全的得一半分,有選錯的得0分)8．（2025·福建泉州·一模）2024年4月25日，“神舟十八號”載人飛船發(fā)射升空，次日與空間站天和核心艙自主交會對接成功。將二者對接前的軌道簡化如圖，軌道Ⅰ為載人飛船運(yùn)行的橢圓軌道，軌道Ⅱ為空間站運(yùn)行的圓軌道。兩軌道相切于橢圓軌道的遠(yuǎn)地點a，b為橢圓軌道的近地點，c為軌道Ⅱ上一點，a、b、c三點共線，則載人飛船（）A．從b點運(yùn)行到a點與空間站從c點運(yùn)行到a點所用的時間相等B．在軌道Ⅰ上a點的加速度等于空間站在軌道Ⅱ上a點的加速度C．在軌道Ⅰ上a點的速度大于其在b點的速度D．在軌道Ⅰ上b點的速度大于空間站在軌道Ⅱ上c點的速度【答案】BD【詳解】A．根據(jù)開普勒第三定律可知，在軌道Ⅰ和軌道Ⅱ上運(yùn)動時周期不同，則載人飛船從b點運(yùn)行到a點與空間站從c點運(yùn)行到a點所用的時間不相等，故A錯誤；B．根據(jù)牛頓第二定律可得可得可知載人飛船在軌道Ⅰ上a點的加速度等于空間站在軌道Ⅱ上a點的加速度，故B正確；C．根據(jù)開普勒第二定律可知，載人飛船在在軌道Ⅰ上a點的速度小于其在b點的速度，故C錯誤；D．衛(wèi)星繞地球做勻速圓周運(yùn)動時，根據(jù)萬有引力提供向心力可得可得可知載人飛船在b點繞地球做勻速圓周運(yùn)動的線速度大于空間站在軌道Ⅱ上c點的速度，而載人飛船在b點需要點火加速才能從圓軌道進(jìn)入軌道Ⅰ，所以載人飛船在軌道Ⅰ上b點的速度大于空間站在軌道Ⅱ上c點的速度，故D正確。故選BD。9．（2022·海南·高考真題）火星與地球的質(zhì)量比為a，半徑比為b，則它們的第一宇宙速度之比和表面的重力加速度之比分別是（）A． B． C． D．【答案】BC【詳解】由可得知由，結(jié)合可得知故BC正確，AD錯誤。故選BC。10．（2025·湖南益陽·一模）我國計劃2025年前后發(fā)射天問二號，開展小行星探測任務(wù)；2030年前后發(fā)射天問三號和天問四號，分別開展火星采樣返回任務(wù)和木星系探測任務(wù)。若將探測器送入地火轉(zhuǎn)移軌道，逐漸遠(yuǎn)離地球，并成為一顆人造行星，簡化軌跡如圖。定義地球和太陽平均距離為1個天文單位（Au），火星和太陽平均距離為1.5個天文單位，則（）A．從P點轉(zhuǎn)移到Q點的時間小于6個月B．探測器在地火轉(zhuǎn)移軌道與火星軌道經(jīng)過同一點Q時，機(jī)械能相等C．探測器在地火轉(zhuǎn)移軌道上P點的加速度大于Q點的加速度D．地球、火星繞太陽運(yùn)動的速度之比為【答案】CD【詳解】A．因P點轉(zhuǎn)移到Q點的轉(zhuǎn)移軌道的半長軸大于地球公轉(zhuǎn)軌道半徑，則其周期大于地球公轉(zhuǎn)周期（1年共12個月），則由對稱性可知從P點轉(zhuǎn)移到Q點的時間為軌道周期的一半時間應(yīng)大于6個月，故A錯誤；B．探測器從地火轉(zhuǎn)移軌道變軌到火星軌道，要在點Q點火加速，機(jī)械能增大。所以探測器在地火轉(zhuǎn)移軌道與火星軌道經(jīng)過同一點Q時，在火星軌道的機(jī)械能大，故B錯誤；C．對探測器，其受到太陽的萬有引力提供向心力有得可見探測器在地火轉(zhuǎn)移軌道上P點的加速度大于Q點的加速度，故C正確；D．對地球、火星，其受太陽的萬有引力提供向心力，有得由題意有所以地球、火星繞太陽運(yùn)動的速度之比為。故D正確。故選CD。11．（2024·陜西榆林·模擬預(yù)測）2月29日21時03分，我國在西昌衛(wèi)星發(fā)射中心使用長征三號乙運(yùn)載火箭，成功發(fā)射衛(wèi)星互聯(lián)網(wǎng)高軌衛(wèi)星01星。衛(wèi)星發(fā)射并進(jìn)入軌道是一個復(fù)雜的過程，如圖所示，發(fā)射衛(wèi)星時先將衛(wèi)星發(fā)射至近地軌道，在近