7.4宇宙航行 学科素养提升练（word版含答案）
文档属性
| 名称 | 7.4宇宙航行 学科素养提升练（word版含答案） |  | |
| 格式 | docx | ||
| 文件大小 | 426.9KB | ||
| 资源类型 | 教案 | ||
| 版本资源 | 人教版（2019） | ||
| 科目 | 物理 | ||
| 更新时间 | 2022-01-20 20:21:21 | ||
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文档简介
7.4宇宙航行 学科素养提升练（解析版）
一、选择题
1．宇航员在某星球上能用比地球上小得多的力搬起同一个铁球。则下列说法中正确的是（ ）
A．说明这星球的半径比地球的半径小
B．说明这星球表面的重力加速度比地球表面的重力加速度小
C．说明这星球上宇航员将同一拉力器拉至相同长度时比地球上更省力
D．说明这星球的第一宇宙速度比地球的第一宇宙速度小
2．2021年10月16日，神舟十三号载人飞船顺利将翟志刚、王亚平、叶光富3名航天员送入太空，并完成了与空间站组合体对接。已知空间站轨道离地面高度约为，地球半径约为，地球表面重力加速度为。则（ ）
A．空间站的运行速度大于
B．航天员每24小时内看到一次日出
C．空间站的加速度大于地球同步卫星的加速度
D．在空间站中，航天员处于完全失重状态，不受地球引力
3．在星球甲和乙的表面分别用一弹簧枪竖直向上发射小球A和B，小球A和B上升的最大高度之比为2：1。已知星球甲和乙的半径之比为2：1，小球A和B的质量之比为2：1，弹簧枪每次发射过程中释放的弹性势能相同，空气阻力不计，则星球甲和乙的（ ）
A．平均密度之比为1：4
B．质量之比为1：1
C．第一宇宙速度之比为1：1
D．同步卫星的周期之比为2：1
4．“天问一号”从地球发射后，在如图甲所示的P点沿地火转移轨道到Q点，再依次进入如图乙所示的调相轨道和停泊轨道，则天问一号（ ）
A．发射速度介于7.9km/s与11.2km/s之间
B．从P点转移到Q点的时间小于6个月
C．在环绕火星的停泊轨道运行的周期比在调相轨道上小
D．在地火转移轨道运动时的速度均大于地球绕太阳的速度
5．某同学设想驾驶一辆“陆地﹣太空”两用汽车，沿地球赤道行驶并且汽车相对于地球速度可以增加到足够大。当汽车速度增加到某一值时，它将成为脱离地面绕地球做圆周运动的“航天汽车”。不计空气阻力，已知地球的半径R=6400km。下列正确的是（ ）
A．汽车在地面上速度减小时，它对地面的压力减小
B．当汽车速度增加到7.9km/s时，将离开地面绕地球做圆周运动
C．此“航天汽车”环绕地球做圆周运动的最小周期为1h
D．在此“航天汽车”上可以用弹簧测力计测量物体的重力
6．关于地球同步卫星的周期，下列说法正确的是（ ）
A．与地球的自转周期相同
B．与地球的公转周期相同
C．大于地球的自转周期
D．大于地球的公转周期
7．中国航天员王亚平在天宫一号空间实验室进行太空授课演示质量的测量实验。实验通过舱壁打开的一个支架形状的质量测量仪完成。测量过程如图所示，航天员甲把自己固定在支架一端，航天员乙将支架拉到指定位置释放，支架拉着航天员甲由静止返回舱壁。已知支架能产生恒定的拉力F，光栅测速装置能测出支架复位时的速度v和所用的时间t，最终测出航天员甲的质量，根据提供的信息，以下说法正确的是（ ）
A．宇航员在火箭发射过程中处于失重状态
B．航天员甲的质量为
C．天宫一号在太空中处于超重状态
D．太空舱中，不可以利用弹簧测力计测拉力的大小
8．2021年5月30日，我国“天舟二号”货运飞船B携带物资与在固定轨道上的空间站A成功交会对接，如图所示，二者对接前分别在各自的轨道上做圆周运动。若用s、θ分别表示A、B在时间t内通过的弧长和转过的角度，则在下列图像中，可能正确的是（ ）
A．B． C． D．
9．假设人造地球卫星绕地球做匀速圆周运动，当卫星绕地球运动的圆周半径增大到原来的2倍时，则有（ ）
A．卫星需要的向心力将减小到原来的
B．卫星需要的向心力将减小到原来的
C．卫星运动的线速度将增大到原来的
D．卫星运动的线速度将减小到原来的
10．宇宙中两颗靠得比较近的恒星，只受到彼此之间的万有引力作用互相绕转，称为双星系统。设某双星系统A、B绕其连线上的某点O做匀速圆周运动，如图所示，AO＞OB，则（ ）
A．星球A受到的引力一定大于星球B受到的引力
B．星球A的质量一定大于星球B的质量
C．星球A的角速度一定大于星球B的角速度
D．星球A的线速度一定大于星球B的线速度
11．北京时间2020年7月23日12时41分，我国在海南文昌发射场成功发射"天问一号"火星探测器。地球和火星绕太阳运转的轨道近似看作圆轨道，为了节约发射能量，充分利用太阳的引力，让探测器沿如图所示的椭圆轨道——霍曼转移轨道运动，椭圆轨道的近日点P与地球轨道相切、远日点Q与火星轨道相切。已知火星轨道半径约为地球轨道半径的1.5倍。下列说法正确的是（ ）
A．“天问一号”探测器在P点的发射速度应小于第二宇宙速度
B．“天问一号”探测器在Q点应加速才能进入火星轨道
C．“天问一号”探测器从P点运动到Q点大约需要11个月
D．下一次适合发射火星探测器的时间大约在2022年7月
12．2022年左右，我国将建成载人空间站。若该空间站绕地球做匀速圆周运动，其运行周期为T，轨道半径为地球同步轨道半径的，已知地球的半径为R，地球表面的重力加速度大小为g，忽略地球上物体自转的影响，则地球同步卫星的轨道半径为（ ）
A． B． C． D．
13．2021年6月17日我国成功地发射了神舟十二号载人飞船，并顺利地与“天和”核心舱进行对接。已知“神舟十二号”与“天和”号组合体在轨运行时，在时间t内（t小于其做圆周运动的周期）组合体运动的弧长为s，与地球中心连线扫过的角度为θ（弧度），离地高度为h。若组合体的运动视为匀速圆周运动，不考虑地球的自转。从已给出的条件中可以求得（ ）
A．地球的第一宇宙速度 B．地球表面的重力加速度
C．地球的质量 D．地球的密度
14．2007年10月24日18时05分，我国成功发射了“嫦娥一号”卫星，若“嫦娥一号”卫星在地球表面的重力为，发射后经过多次变轨到达月球表面附近绕月飞行时受月球的引力为，已知地球表面的重力加速度为g，地球半径，月球半径为，则（ ）
A．嫦娥一号卫星在距地面高度等于地球半径2倍的轨道上做圆周运动时，其速度为
B．嫦娥一号卫星在距地面高度等于地球半径2倍的轨道上做圆周运动时，其速度为
C．嫦娥一号卫星到达月球表面附近绕月球做圆周运动时周期为
D．嫦娥一号卫星到达月球表面附近绕月球做圆周运动时周期为
15．行星外围有一圈厚度为d的发光带（发光的物质），简化为如图所示模型，R为该行星除发光带以外的半径。现不知发光带是该行星的组成部分还是环绕该行星的卫星群，某科学家做了精确的观测，发现发光带绕行星中心的运行速度与到行星中心的距离r的关系如图所示（图中所标v0为已知），则下列说法正确的是（ ）
A．发光带是该行星的组成部分 B．该行星的质量
C．行星表面的重力加速度 D．该行星的平均密度为
二、解答题
16．天体的第一宇宙速度是否相同？第一宇宙速度的决定因素是什么？
17．卫星绕地球做匀速圆周运动，运行轨道距离地面高度为h。已知地球质量为M，半径为R，引力常量为G。
（1）求卫星的运行周期T；
（2）求地球的第一宇宙速度v1；
（3）已知地球自转的周期为T0，求地球表面赤道处的重力加速度g。
试卷第页，共页
参考答案：
1．B
【解析】
【详解】
AB．一位宇航员在某星球上能用比地球上小得多的力搬起石头，说明某星球的重力加速度小于地球的重力加速度，在星球表面上有，根据
又
解得
由于这个星球与地球的密度大小关系不知道，故无法知道两星球的半径大小，故A错误，B正确；
C．在地球上和在某星球上将同一拉力器拉至相同长度时拉力器的弹力相同，则宇航员用力相同，与重力加速度无关，故C错误；
D．在星球表面上空有，根据万有引力提供向心力
在星球表面上有，根据
联立解得
由于不知道两星球的半径大小，故两星球的第一宇宙速度大小无法比较，故D错误。
故选B。
2．C
【解析】
【详解】
A．第一宇宙速度是最大的环绕速度，则空间站的运行速度小于，选项A错误；
B．空间站的高度远小于同步卫星的高度，则空间站的周期远小于24小时，则航天员看到一次日出不需要24小时，远小于24小时（实际大约90分钟），选项B错误；
C．根据
可知，空间站的高度远小于同步卫星的高度，空间站的加速度大于地球同步卫星的加速度，选项C正确；
D．在空间站中，航天员处于完全失重状态，但是仍受地球引力，选项D错误。
故选C。
3．B
【解析】
【详解】
A．根据
可得
根据
则
选项A错误；
B．根据
可得质量之比为
选项B正确；
C．第一宇宙速度
之比为
选项C错误；
D．由题中条件不能确定同步卫星的周期关系，选项D错误。
故选B。
4．C
【解析】
【详解】
A．因发射的卫星要能变轨到绕太阳转动，则发射速度要大于第二宇宙速度，即发射速度介于11.2km/s与16.7km/s之间，故A错误；
B．因P点转移到Q点的转移轨道的半长轴大于地球公转轨道半径，则其周期大于地球公转周期（1年共12个月），则从P点转移到Q点的时间为轨道周期的一半时间应大于6个月，故B错误；
C．因在环绕火星的停泊轨道的半长轴小于调相轨道的半长轴，则由开普勒第三定律可知在环绕火星的停泊轨道运行的周期比在调相轨道上小，故C正确；
D．卫星从P点变轨时，要加速增大速度，此后做离心运动速度减小，则在地火转移轨道运动时的速度P点速度大于地球绕太阳的速度，故D错误；
故选C。
5．B
【解析】
【详解】
A．汽车沿地球赤道行驶时，由重力和支持力的合力提供向心力。设汽车的质量为m，支持力为F，速度为v，地球半径为R，则由牛顿第二定律得
mg﹣F=m
F=mg﹣m
当汽车速度v减小时，支持力F增大，则汽车对对地面的压力增大，故A错误；
B．7.9km/s是第一宇宙速度，当汽车速度v=7.9km/s时，汽车将离开地面绕地球做圆周运动，成为近地卫星，故B正确；
C．“航天汽车”环绕地球做圆周运动时半径越小，周期越小，则环绕地球附近做匀速圆周运动时，周期最小。
最小周期
T
v=7.9km/s，R=6400km，代入解得
T=5087s=1.4h
“航天汽车”环绕地球做圆周运动的最小周期为1.4h，故C错误；
D．在此“航天汽车”上物体处于完全失重状态，不能用弹簧测力计测量物体的重力，故D错误。
故选B。
6．A
【解析】
【分析】
【详解】
地球同步卫星运行的轨道为位于地球赤道平面上的圆形轨道与赤道平面重合，运行周期与地球自转一周的时间相等，即为一天24h，小于地球绕太阳的公转周期一年。
故选A。
【点睛】
7．B
【解析】
【详解】
A．宇航员在火箭发射过程中，随火箭加速上升，具有向上的加速度，处于超重状态，A错误；
B．支架复位过程，航天员甲的加速度为
由牛顿第二定律可得
联立解得
B正确；
C．天宫一号在太空中处于失重状态，C错误；
D．太空舱中，可以利用弹簧测力计测拉力的大小，不受失重的影响，D错误。
故选B。
8．B
【解析】
【详解】
AB．对于弧长，有
而即为图像的斜率，根据
可得
则有
由于
则
可得B图像的斜率大于A图像的斜率，A错误，B正确。
CD．根据
故图像的斜率为，而
则有
故
可得图像为直线，CD错误。
故选B。
9．B
【解析】
【详解】
AB.人造卫星做匀速圆周运动时，由万有引力提供向心力，根据
F＝
轨道半径增大到原来的2倍时，卫星所需的向心力减小到原来的倍，故A错误、B正确；
CD.根据万有引力提供向心力可得
＝m
解得
v＝
轨道半径增大到原来的2倍时，卫星的线速度变化是原来的，故CD错误。
故选B。
10．D
【解析】
【详解】
A．星球A受到的引力与星球B受到的引力就是二者之间的万有引力，大小相等，A错误；
BC．双星系统中两颗星的周期相等，角速度相等，根据万有引力提供向心力可得
因为
AO＞OB
所以
mA＜mB
即A的质量一定小于B的质量，BC错误；
D．根据线速度与角速度关系
v＝rω
可知，半径大的线速度大，故星球A的线速度一定大于星球B的线速度，D正确。
故选D。
11．B
【解析】
【详解】
A．“天问一号”探测器在P点的发射，脱离地球的束缚，不脱离太阳的束缚，则发射速度因该大于第二宇宙速度小于第三宇宙速度，故A错误；
B．“天问一号”探测器在Q点从霍曼转移轨道进入火星轨道，需要做离心运动，则应该加速，则“天问一号”探测器在Q点应加速才能进入火星轨道，故B正确；
C．“天问一号”探测器从P点运动到Q点所用时间为探测器在霍曼转移轨道运行周期的一半，根据开普勒第三定律
，
解得
“天问一号”探测器从P点运动到Q点大约需要，故C错误；
D．下一次适合发射火星探测器时，火星依然在地球前方，且相差的角度不变，结合图可知，地球比火星多围绕太阳转一圈，根据题意，设时间为
再根据开普勒第三定律
代入数据解得
则下一次适合发射火星探测器的时间大约在2022年9月，故D错误。
故选B。
12．B
【解析】
【详解】
空间站和同步卫星绕地球做匀速圆周运动都是有万有引力提供向心力，设地球质量为，同步卫星的轨道半径为r，则对空间站有
对于地球表面的物体，忽略地球自转，重力等于万有引力
联立解得
故选B。
13．AB
【解析】
【详解】
由题意可以求出组合体做圆周运动的半径
地球的半径
组合体的线速度
由
可以求出地球的第一宇宙速度及地球表面的重力加速度。由于引力常量未知，无法求出地球的质量和地球的密度，故AB正确，CD错误。
故选AB。
14．AC
【解析】
【分析】
【详解】
AB．嫦娥一号卫星在距地面高度等于地球半径2倍的轨道上做圆周运动时，根据万有引力提供向心力得
根据地球表面万有引力等于重力得
解得
故A正确B错误；
CD．嫦娥一号卫星到达月球表面附近绕月球做圆周运动，根据万有引力提供向心力得
根据月球表面万有引力等于重力得
卫星在地球表面的重力为G1，到达月球表面附近绕月飞行时受月球的引力为G2，所以月球表面重力加速度
解得
故C正确D错误。
故选AC。
15．BC
【解析】
【详解】
A.若光带是该行星的组成部分，则其角速度与行星自转角速度相同，应有
v=ωr
v与r应成正比，与图不符，因此该光带不是该行星的组成部分，故A错误；
B.光带是环绕该行星的卫星群，由万有引力提供向心力，则有
得该行星的质量为
由图知，r=R时，v=v0，则有
故B正确；
C.当r=R时有
解得行星表面的重力加速度
故C正确。
D.该行星的平均密度为
故D错误。
故选BC。
16．一般不同。由得，第一宇宙速度v=，可以看出，第一宇宙速度的值取决于中心天体的质量M和半径R，与卫星无关
【解析】
【详解】
一般不同，由＝m得，第一宇宙速度v＝，可以看出，第一宇宙速度的值取决于中心天体的质量M和半径R，与卫星无关
17．（1）；（2）；（3）
【解析】
【详解】
（1）对卫星由万有引力提供向心力有
解得
（2）第一宇宙速度是指卫星在地面附近绕地球做匀速圆周运动的线速度，由万有引力提供向心力有
解得
（3）质量为的物体在赤道处受到的重力为
则地球表面赤道处的重力加速度
试卷第页，共页
一、选择题
1．宇航员在某星球上能用比地球上小得多的力搬起同一个铁球。则下列说法中正确的是（ ）
A．说明这星球的半径比地球的半径小
B．说明这星球表面的重力加速度比地球表面的重力加速度小
C．说明这星球上宇航员将同一拉力器拉至相同长度时比地球上更省力
D．说明这星球的第一宇宙速度比地球的第一宇宙速度小
2．2021年10月16日，神舟十三号载人飞船顺利将翟志刚、王亚平、叶光富3名航天员送入太空，并完成了与空间站组合体对接。已知空间站轨道离地面高度约为，地球半径约为，地球表面重力加速度为。则（ ）
A．空间站的运行速度大于
B．航天员每24小时内看到一次日出
C．空间站的加速度大于地球同步卫星的加速度
D．在空间站中，航天员处于完全失重状态，不受地球引力
3．在星球甲和乙的表面分别用一弹簧枪竖直向上发射小球A和B，小球A和B上升的最大高度之比为2：1。已知星球甲和乙的半径之比为2：1，小球A和B的质量之比为2：1，弹簧枪每次发射过程中释放的弹性势能相同，空气阻力不计，则星球甲和乙的（ ）
A．平均密度之比为1：4
B．质量之比为1：1
C．第一宇宙速度之比为1：1
D．同步卫星的周期之比为2：1
4．“天问一号”从地球发射后，在如图甲所示的P点沿地火转移轨道到Q点，再依次进入如图乙所示的调相轨道和停泊轨道，则天问一号（ ）
A．发射速度介于7.9km/s与11.2km/s之间
B．从P点转移到Q点的时间小于6个月
C．在环绕火星的停泊轨道运行的周期比在调相轨道上小
D．在地火转移轨道运动时的速度均大于地球绕太阳的速度
5．某同学设想驾驶一辆“陆地﹣太空”两用汽车，沿地球赤道行驶并且汽车相对于地球速度可以增加到足够大。当汽车速度增加到某一值时，它将成为脱离地面绕地球做圆周运动的“航天汽车”。不计空气阻力，已知地球的半径R=6400km。下列正确的是（ ）
A．汽车在地面上速度减小时，它对地面的压力减小
B．当汽车速度增加到7.9km/s时，将离开地面绕地球做圆周运动
C．此“航天汽车”环绕地球做圆周运动的最小周期为1h
D．在此“航天汽车”上可以用弹簧测力计测量物体的重力
6．关于地球同步卫星的周期，下列说法正确的是（ ）
A．与地球的自转周期相同
B．与地球的公转周期相同
C．大于地球的自转周期
D．大于地球的公转周期
7．中国航天员王亚平在天宫一号空间实验室进行太空授课演示质量的测量实验。实验通过舱壁打开的一个支架形状的质量测量仪完成。测量过程如图所示，航天员甲把自己固定在支架一端，航天员乙将支架拉到指定位置释放，支架拉着航天员甲由静止返回舱壁。已知支架能产生恒定的拉力F，光栅测速装置能测出支架复位时的速度v和所用的时间t，最终测出航天员甲的质量，根据提供的信息，以下说法正确的是（ ）
A．宇航员在火箭发射过程中处于失重状态
B．航天员甲的质量为
C．天宫一号在太空中处于超重状态
D．太空舱中，不可以利用弹簧测力计测拉力的大小
8．2021年5月30日，我国“天舟二号”货运飞船B携带物资与在固定轨道上的空间站A成功交会对接，如图所示，二者对接前分别在各自的轨道上做圆周运动。若用s、θ分别表示A、B在时间t内通过的弧长和转过的角度，则在下列图像中，可能正确的是（ ）
A．B． C． D．
9．假设人造地球卫星绕地球做匀速圆周运动，当卫星绕地球运动的圆周半径增大到原来的2倍时，则有（ ）
A．卫星需要的向心力将减小到原来的
B．卫星需要的向心力将减小到原来的
C．卫星运动的线速度将增大到原来的
D．卫星运动的线速度将减小到原来的
10．宇宙中两颗靠得比较近的恒星，只受到彼此之间的万有引力作用互相绕转，称为双星系统。设某双星系统A、B绕其连线上的某点O做匀速圆周运动，如图所示，AO＞OB，则（ ）
A．星球A受到的引力一定大于星球B受到的引力
B．星球A的质量一定大于星球B的质量
C．星球A的角速度一定大于星球B的角速度
D．星球A的线速度一定大于星球B的线速度
11．北京时间2020年7月23日12时41分，我国在海南文昌发射场成功发射"天问一号"火星探测器。地球和火星绕太阳运转的轨道近似看作圆轨道，为了节约发射能量，充分利用太阳的引力，让探测器沿如图所示的椭圆轨道——霍曼转移轨道运动，椭圆轨道的近日点P与地球轨道相切、远日点Q与火星轨道相切。已知火星轨道半径约为地球轨道半径的1.5倍。下列说法正确的是（ ）
A．“天问一号”探测器在P点的发射速度应小于第二宇宙速度
B．“天问一号”探测器在Q点应加速才能进入火星轨道
C．“天问一号”探测器从P点运动到Q点大约需要11个月
D．下一次适合发射火星探测器的时间大约在2022年7月
12．2022年左右，我国将建成载人空间站。若该空间站绕地球做匀速圆周运动，其运行周期为T，轨道半径为地球同步轨道半径的，已知地球的半径为R，地球表面的重力加速度大小为g，忽略地球上物体自转的影响，则地球同步卫星的轨道半径为（ ）
A． B． C． D．
13．2021年6月17日我国成功地发射了神舟十二号载人飞船，并顺利地与“天和”核心舱进行对接。已知“神舟十二号”与“天和”号组合体在轨运行时，在时间t内（t小于其做圆周运动的周期）组合体运动的弧长为s，与地球中心连线扫过的角度为θ（弧度），离地高度为h。若组合体的运动视为匀速圆周运动，不考虑地球的自转。从已给出的条件中可以求得（ ）
A．地球的第一宇宙速度 B．地球表面的重力加速度
C．地球的质量 D．地球的密度
14．2007年10月24日18时05分，我国成功发射了“嫦娥一号”卫星，若“嫦娥一号”卫星在地球表面的重力为，发射后经过多次变轨到达月球表面附近绕月飞行时受月球的引力为，已知地球表面的重力加速度为g，地球半径，月球半径为，则（ ）
A．嫦娥一号卫星在距地面高度等于地球半径2倍的轨道上做圆周运动时，其速度为
B．嫦娥一号卫星在距地面高度等于地球半径2倍的轨道上做圆周运动时，其速度为
C．嫦娥一号卫星到达月球表面附近绕月球做圆周运动时周期为
D．嫦娥一号卫星到达月球表面附近绕月球做圆周运动时周期为
15．行星外围有一圈厚度为d的发光带（发光的物质），简化为如图所示模型，R为该行星除发光带以外的半径。现不知发光带是该行星的组成部分还是环绕该行星的卫星群，某科学家做了精确的观测，发现发光带绕行星中心的运行速度与到行星中心的距离r的关系如图所示（图中所标v0为已知），则下列说法正确的是（ ）
A．发光带是该行星的组成部分 B．该行星的质量
C．行星表面的重力加速度 D．该行星的平均密度为
二、解答题
16．天体的第一宇宙速度是否相同？第一宇宙速度的决定因素是什么？
17．卫星绕地球做匀速圆周运动，运行轨道距离地面高度为h。已知地球质量为M，半径为R，引力常量为G。
（1）求卫星的运行周期T；
（2）求地球的第一宇宙速度v1；
（3）已知地球自转的周期为T0，求地球表面赤道处的重力加速度g。
试卷第页，共页
参考答案：
1．B
【解析】
【详解】
AB．一位宇航员在某星球上能用比地球上小得多的力搬起石头，说明某星球的重力加速度小于地球的重力加速度，在星球表面上有，根据
又
解得
由于这个星球与地球的密度大小关系不知道，故无法知道两星球的半径大小，故A错误，B正确；
C．在地球上和在某星球上将同一拉力器拉至相同长度时拉力器的弹力相同，则宇航员用力相同，与重力加速度无关，故C错误；
D．在星球表面上空有，根据万有引力提供向心力
在星球表面上有，根据
联立解得
由于不知道两星球的半径大小，故两星球的第一宇宙速度大小无法比较，故D错误。
故选B。
2．C
【解析】
【详解】
A．第一宇宙速度是最大的环绕速度，则空间站的运行速度小于，选项A错误；
B．空间站的高度远小于同步卫星的高度，则空间站的周期远小于24小时，则航天员看到一次日出不需要24小时，远小于24小时（实际大约90分钟），选项B错误；
C．根据
可知，空间站的高度远小于同步卫星的高度，空间站的加速度大于地球同步卫星的加速度，选项C正确；
D．在空间站中，航天员处于完全失重状态，但是仍受地球引力，选项D错误。
故选C。
3．B
【解析】
【详解】
A．根据
可得
根据
则
选项A错误；
B．根据
可得质量之比为
选项B正确；
C．第一宇宙速度
之比为
选项C错误；
D．由题中条件不能确定同步卫星的周期关系，选项D错误。
故选B。
4．C
【解析】
【详解】
A．因发射的卫星要能变轨到绕太阳转动，则发射速度要大于第二宇宙速度，即发射速度介于11.2km/s与16.7km/s之间，故A错误；
B．因P点转移到Q点的转移轨道的半长轴大于地球公转轨道半径，则其周期大于地球公转周期（1年共12个月），则从P点转移到Q点的时间为轨道周期的一半时间应大于6个月，故B错误；
C．因在环绕火星的停泊轨道的半长轴小于调相轨道的半长轴，则由开普勒第三定律可知在环绕火星的停泊轨道运行的周期比在调相轨道上小，故C正确；
D．卫星从P点变轨时，要加速增大速度，此后做离心运动速度减小，则在地火转移轨道运动时的速度P点速度大于地球绕太阳的速度，故D错误；
故选C。
5．B
【解析】
【详解】
A．汽车沿地球赤道行驶时，由重力和支持力的合力提供向心力。设汽车的质量为m，支持力为F，速度为v，地球半径为R，则由牛顿第二定律得
mg﹣F=m
F=mg﹣m
当汽车速度v减小时，支持力F增大，则汽车对对地面的压力增大，故A错误；
B．7.9km/s是第一宇宙速度，当汽车速度v=7.9km/s时，汽车将离开地面绕地球做圆周运动，成为近地卫星，故B正确；
C．“航天汽车”环绕地球做圆周运动时半径越小，周期越小，则环绕地球附近做匀速圆周运动时，周期最小。
最小周期
T
v=7.9km/s，R=6400km，代入解得
T=5087s=1.4h
“航天汽车”环绕地球做圆周运动的最小周期为1.4h，故C错误；
D．在此“航天汽车”上物体处于完全失重状态，不能用弹簧测力计测量物体的重力，故D错误。
故选B。
6．A
【解析】
【分析】
【详解】
地球同步卫星运行的轨道为位于地球赤道平面上的圆形轨道与赤道平面重合，运行周期与地球自转一周的时间相等，即为一天24h，小于地球绕太阳的公转周期一年。
故选A。
【点睛】
7．B
【解析】
【详解】
A．宇航员在火箭发射过程中，随火箭加速上升，具有向上的加速度，处于超重状态，A错误；
B．支架复位过程，航天员甲的加速度为
由牛顿第二定律可得
联立解得
B正确；
C．天宫一号在太空中处于失重状态，C错误；
D．太空舱中，可以利用弹簧测力计测拉力的大小，不受失重的影响，D错误。
故选B。
8．B
【解析】
【详解】
AB．对于弧长，有
而即为图像的斜率，根据
可得
则有
由于
则
可得B图像的斜率大于A图像的斜率，A错误，B正确。
CD．根据
故图像的斜率为，而
则有
故
可得图像为直线，CD错误。
故选B。
9．B
【解析】
【详解】
AB.人造卫星做匀速圆周运动时，由万有引力提供向心力，根据
F＝
轨道半径增大到原来的2倍时，卫星所需的向心力减小到原来的倍，故A错误、B正确；
CD.根据万有引力提供向心力可得
＝m
解得
v＝
轨道半径增大到原来的2倍时，卫星的线速度变化是原来的，故CD错误。
故选B。
10．D
【解析】
【详解】
A．星球A受到的引力与星球B受到的引力就是二者之间的万有引力，大小相等，A错误；
BC．双星系统中两颗星的周期相等，角速度相等，根据万有引力提供向心力可得
因为
AO＞OB
所以
mA＜mB
即A的质量一定小于B的质量，BC错误；
D．根据线速度与角速度关系
v＝rω
可知，半径大的线速度大，故星球A的线速度一定大于星球B的线速度，D正确。
故选D。
11．B
【解析】
【详解】
A．“天问一号”探测器在P点的发射，脱离地球的束缚，不脱离太阳的束缚，则发射速度因该大于第二宇宙速度小于第三宇宙速度，故A错误；
B．“天问一号”探测器在Q点从霍曼转移轨道进入火星轨道，需要做离心运动，则应该加速，则“天问一号”探测器在Q点应加速才能进入火星轨道，故B正确；
C．“天问一号”探测器从P点运动到Q点所用时间为探测器在霍曼转移轨道运行周期的一半，根据开普勒第三定律
，
解得
“天问一号”探测器从P点运动到Q点大约需要，故C错误；
D．下一次适合发射火星探测器时，火星依然在地球前方，且相差的角度不变，结合图可知，地球比火星多围绕太阳转一圈，根据题意，设时间为
再根据开普勒第三定律
代入数据解得
则下一次适合发射火星探测器的时间大约在2022年9月，故D错误。
故选B。
12．B
【解析】
【详解】
空间站和同步卫星绕地球做匀速圆周运动都是有万有引力提供向心力，设地球质量为，同步卫星的轨道半径为r，则对空间站有
对于地球表面的物体，忽略地球自转，重力等于万有引力
联立解得
故选B。
13．AB
【解析】
【详解】
由题意可以求出组合体做圆周运动的半径
地球的半径
组合体的线速度
由
可以求出地球的第一宇宙速度及地球表面的重力加速度。由于引力常量未知，无法求出地球的质量和地球的密度，故AB正确，CD错误。
故选AB。
14．AC
【解析】
【分析】
【详解】
AB．嫦娥一号卫星在距地面高度等于地球半径2倍的轨道上做圆周运动时，根据万有引力提供向心力得
根据地球表面万有引力等于重力得
解得
故A正确B错误；
CD．嫦娥一号卫星到达月球表面附近绕月球做圆周运动，根据万有引力提供向心力得
根据月球表面万有引力等于重力得
卫星在地球表面的重力为G1，到达月球表面附近绕月飞行时受月球的引力为G2，所以月球表面重力加速度
解得
故C正确D错误。
故选AC。
15．BC
【解析】
【详解】
A.若光带是该行星的组成部分，则其角速度与行星自转角速度相同，应有
v=ωr
v与r应成正比，与图不符，因此该光带不是该行星的组成部分，故A错误；
B.光带是环绕该行星的卫星群，由万有引力提供向心力，则有
得该行星的质量为
由图知，r=R时，v=v0，则有
故B正确；
C.当r=R时有
解得行星表面的重力加速度
故C正确。
D.该行星的平均密度为
故D错误。
故选BC。
16．一般不同。由得，第一宇宙速度v=，可以看出，第一宇宙速度的值取决于中心天体的质量M和半径R，与卫星无关
【解析】
【详解】
一般不同，由＝m得，第一宇宙速度v＝，可以看出，第一宇宙速度的值取决于中心天体的质量M和半径R，与卫星无关
17．（1）；（2）；（3）
【解析】
【详解】
（1）对卫星由万有引力提供向心力有
解得
（2）第一宇宙速度是指卫星在地面附近绕地球做匀速圆周运动的线速度，由万有引力提供向心力有
解得
（3）质量为的物体在赤道处受到的重力为
则地球表面赤道处的重力加速度
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