度越小，周期越大。 3．天体运动和人造卫星问题的实质就是万有引力定律与匀
速圆周运动的综合。
一、判断题
[基础自测]
(1)同步卫星可以定点在北京市的正上方。
( ×)
(2)不同的同步卫星的质量不同，但离地面的高度是相同的。( √ )
(3)第一宇宙速度是卫星绕地球做匀速圆周运动的最小速度。( × )
(4)第一宇宙速度的大小与地球质量有关。
()
A．与地球表面上某一纬线(非赤道)是共面同心圆
B．与地球表面上某一经线所决定的圆是共面同心圆
C．与地球表面上的赤道线是共面同心圆，且卫星相对地
球表面是静止的
D．与地球表面上的赤道线是共面同心圆，但卫星相对地
球表面是运动的
解析：人造地球卫星在运行时，由于地球对卫星的万有引力提 供它做匀速圆周运动的向心力，轨道的圆心一定与地球的中心 重合，不可能是地球上除地心以外的某一点，选项 A 错误；由 于地球同时绕地轴自转，所以卫星的轨道平面不可能与某一经 线所决定的平面共面，B 错误；若卫星在赤道平面内，则其圆 轨道可以有不同高度，周期也可以不同，故卫星可以相对地面 静止，也可以相对地面运动，选项 C、D 均正确。 答案：CD
有vv12＝ 答案：B
MM12·RR21＝
810×41＝105，接近29，可知 B 正确。
二 研究好——题型·考法·技巧
高考对本节内容的考查，主要集中在对宇宙速度的理解 及第一宇宙速度的计算、卫星的发射、运行、变轨等几个方 面，考查的方式以选择题为主，难度不大。
01
考点一
宇宙速度的理解与计算[基础自修类]
D．导航系统所有卫星中，运行轨道半径越大的，周期越小 解析：所有同步卫星的轨道都位于赤道平面内，轨道半径和
运行周期都相同，A、B 均正确；由 v＝ GrM可知，导航 系统所有卫星运行的速度都小于第一宇宙速度，且运行轨道
半径越大，周期越大，C、D 均错误。 答案：AB
3．[粤教版必修 2 P55 T4 改编]已知月球质量与地球质量之比约 为 1∶80，月球半径与地球半径之比约为 1∶4，则月球上的
[题点全练] 1．[对宇宙速度的理解]
(多选)据悉，我国的火星探测计划将于 2018 年展开。2018 年 左右我国将进行第一次火星探测，向火星发射轨道探测器和火
星巡视器。已知火星的质量约为地球质量的19，火星的半径约
为地球半径的12。下列关于火星探测器的说法中正确的是( ) A．发射速度只要大于第一宇宙速度即可
km，Βιβλιοθήκη 卫星离地面高度 h＝r－R≈3.6×104 km(为恒量)。
(5)速率一定：运行速度 v＝2Tπr≈3.08 km/s(为恒量)。 (6)绕行方向一定：与地球自转的方向_一__致__。
[注 4] 极地卫星和近地卫星的轨道平面 一定通过地球的球心。
3．极地卫星和近地卫星[注 4] (1)极地卫星运行时每圈都经过南北两极，由于地球自转，极
[注 3] 地球同步卫星的运行参数都相同，但卫星
的质量不一定相同。 2．地球同步卫星的特点[注 3]
(1)轨道平面一定：轨道平面和_赤__道__平面重合。
(2)周期一定：与地球_自__转__周期相同，即 T＝24 h＝86 400 s。
(3)角速度一定：与地球自转的角速度_相__同__。 (4)高度一定：据 GMr2m＝m4Tπ22r 得 r＝ 3 G4MπT2 2≈4.24×104
2．(多选)北斗卫星导航系统是我国自行研制开发的区域性三维卫
星定位与通信系统(CNSS)，建立后的北斗卫星导航系统包括
5 颗同步卫星和 30 颗一般轨道卫星。关于这些卫星，以下说
法正确的是
()
A．5 颗同步卫星的轨道半径都相同
B．5 颗同步卫星的运行轨道必定在同一平面内
C．导航系统所有卫星的运行速度一定都大于第一宇宙速度
第6节
天体运动与人造卫星
目录
一 理解透——概念·公式·定理 二 研究好——题型·考法·技巧 三 查缺漏——盲点·短板·妙法 四 课时跟踪检测
一 理解透——概念·公式·定理
[注 1] 第一宇宙速度是人造地球 1．三种宇宙速度 卫星的最大环绕速度。
第一宇宙速度 v1＝__7_.9_ km/s，是物体在地面附近绕地 球做匀速圆周运动的速度，也是人造地
地卫星可以实现全球覆盖。 (2)近地卫星是在地球表面附近环绕地球做匀速圆周运动的
卫星，其运行的轨道半径可近似认为等于地球的_半__径__， 其运行线速度约为 7.9 km/s。
[深化理解] 1．人造卫星绕地球做匀速圆周运动时，卫星在其轨道上所
受的重力等于万有引力，提供向心力。 2．卫星轨道半径越大，卫星的向心加速度、角速度、线速
(√ )
(5)月球的第一宇宙速度也是 7.9 km/s。
(× )
(6)同步卫星的运行速度一定小于地球第一宇宙速度。
(√ )
(7)若物体的速度大于第二宇宙速度而小于第三宇宙速度，则物体可
绕太阳运行。
(√ )
二、选择题
1．[鲁科版必修 2 P101 T4 改编](多选)可以发射一颗这样的人造
地球卫星，使其圆轨道
(环绕速度) [注 1] 球卫星的最小发射速度 第二宇宙速度 v2＝11.2 km/s，是物体挣脱_地__球__引力束 (脱离速度)[注 2] 缚的最小发射速度 第三宇宙速度 v3＝16.7 km/s，是物体挣脱_太__阳__引力束
(逃逸速度) 缚的最小发射速度 [注 2] 第二宇宙速度与第一宇宙速度的关 系：v2＝ 2v1。
B．发射速度只有达到第三宇宙速度才可以
C．发射速度应大于第二宇宙速度且小于第三宇宙速度
D．火星探测器环绕火星运行的最大速度约为地球的第一宇宙
速度的
2 3
解析：要将火星探测器发射到火星上去，必须脱离地球引力，
即发射速度要大于第二宇宙速度，火星探测器仍在太阳系内
运转，因此从地球上发射时，发射速度要小于第三宇宙速度，
第一宇宙速度与地球上的第一宇宙速度之比最接近( )
A．9∶2 B．2∶9 C．18∶1 D．1∶18 解析：第一宇宙速度等于卫星的轨道半径与中心天体的半
径相等时的卫星的速度，根据牛顿第二定律有 GMRm2 ＝mvR2，
由此得第一宇宙速度 v＝ GRM，即 v∝ MR 。设月球
上的第一宇宙速度为 v1，地球上的第一宇宙速度为 v2，则