2019人教版必修第二册第七章4宇宙航行基础巩固拓展练习（word版含答案）

2019人教版必修第二册 第七章 4 宇宙航行 基础巩固 拓展练习
一、多选题
1．2011年11月3日凌晨1时29分，经历近43小时飞行和五次变轨的“神舟八号”飞船飞抵距地面343公里的近似为圆的轨道，与在此轨道上等待已久的“天宫一号”成功对接；11月16日18时30分，“神舟八号”飞船与“天宫一号”成功分离，返回舱于11月17日19时许返回地面．下列有关“天宫一号”和“神舟八号”说法正确的是
A．对接前“天宫一号”的运行速率一定小于11.2km/s
B．若还知道“天宫一号”运动的周期，再利用万有引力常量，就可算出地球的质量
C．在对接前，应让“天宫一号”与“神舟八号”在同一轨道上绕地球做圆周运动，然后让“神舟八号”加速追上“天宫一号”并与之对接
D．“神舟八号”返回地面时应先减速
2．四颗地球卫星、、、的排列位置如图所示，其中是静止在地球赤道上还未发射的卫星，是近地轨道卫星，是地球同步卫星，是高空探测卫星，四颗卫星相比较（　　）
A．的向心加速度最大 B．相同时间内转过的弧长最长
C．相对于静止 D．的运动周期可能是
3．地球同步卫星距地面高度为h，地球表面的重力加速度为g，地球半径为R,地球自转的角速度为ω，那么下列表达式表示同步卫星绕地球转动的线速度正确的是（ ）
A． B．
C． D．
4．地球同步卫星的质量为m，距地面高度为h，地球表面的重力加速度为g，地球半径为R，地球的自转角速度为ω，那么同步卫星绕地球转动时，下列叙述正确的是（　　）
A．卫星需要的向心力
B．卫星的加速度
C．卫星的线速度
D．卫星的线速度
5．通信卫星又叫同步卫星，下面关于同步卫星的说法中正确的是（　　）
A．所有的地球同步卫星都位于地球的赤道平面内
B．所有的地球同步卫星的质量都相等
C．它运行的线速度一定小于第一宇宙速度
D．它可以定位在我们居住的城市桂林的正上空
6．关于下列两幅图的说法正确的是
A．Vp2＞Vp1＞VQ3＞VQ2 B．VQ3＞Vp2＞VQ2＞Vp1
C．Va＞Vb＞Vc D．Vb ＞ Vc＞Va
7．假设宇航员到达某个星球表面，他在星球上做了一个实验。如图所示，用长为L的细线拴一个质量为m的小球在竖直面内做圆周运动，他测出小球恰好能通过最高点的速度为v。已知该星球的半径为R，引力常量为G，则下列说法正确的是（　　）
A．该星球表面的重力加速度为
B．该星球表面的重力加速度为
C．该星球的质量为
D．该星球的第一宇宙速度为
8．发射卫星的过程可以简化成如图所示的情景：为节约能源，卫星发射到较低圆轨道Ⅰ上，然后再A点瞬间点火使卫星进入椭圆轨道Ⅱ，在椭圆轨道的远地点B点再次瞬间点火让卫星进入更高的轨道Ⅲ作周期与地球自转周期相同的匀速圆周运动，整个过程不计空气阻力．则（ ）
A．该卫星一定是地球同步卫星
B．从A到B运动过程中速度逐渐减小
C．从轨道Ⅰ到轨道Ⅲ的过程中，卫星的机械能增大了
D．卫星在Ⅲ轨道上的运行速度介于第一宇宙速度与第二宇宙速度之间
9．据报道，研究人员从美国国家航天局“开普勒”望远镜发现的1235颗潜在类地行星中选出86颗，作为寻找外星生命踪迹的观测对象.关于这86颗可能栖息生命的类地行星的运动，以下说法正确的是（ ）
A．所有行星都绕太阳做匀速圆周运动
B．所有行星都绕太阳做椭圆运动，太阳处在运动轨道公共的一个焦点上
C．任一行星与太阳的连线在相等的时间内扫过的面积都相等
D．所有行星的轨道半长轴的二次方跟它的公转周期的三次方的比值都相等
10．我国探月卫星“嫦娥三号”由地面发射后奔向月球，在P点从圆形轨道进入椭圆轨道II，Q为轨道Ⅱ上的近月点，关于“嫦娥三号”运动，下列正确的说法是（　　）
A．发射速度一定大于第二宇宙速度
B．在轨道Ⅱ上从P到Q的过程中速率不断增大
C．在轨道Ⅱ上经过P的速度等于在轨道I上经过P的速度
D．在轨道Ⅱ上经过P的加速度等于在轨道I上经过P的加速度
11．如图所示，地球赤道上静止没有发射的卫星a、近地卫星b、同步卫星c ．用v表示速率，a表示向心加速度、T表示周期，则（ ）
A．va＜vc＜vb B．va＝vb＜vc
C．ab＞ac＞aa D．Ta＝Tb＜Tc
二、单选题
12．在圆轨道上运行的国际空间站里，一宇航员A静止(相对空间舱)“站”于舱内朝向地球一侧的“地面”B上，如图所示，下列说法正确的是(　　)
A．宇航员A不受地球引力作用
B．宇航员A所受地球引力与他在地面上所受重力相等
C．宇航员A与“地面”B之间无弹力作用
D．若宇航员A将手中一小球无初速(相对于空间舱)释放，该小球将落到“地面”B
13．2017年4月22日12时23分，天舟一号货运飞船与天宫二号空间实验室顺利完成首次自动交会对接．假设天舟一号进入预定圆轨道时距地面的高度为H，且已知地球半径为R，第一宇宙速度为v，则下列关于天舟一号的说法正确的是（ ）
A．在预定圆轨道的运行速度大于第一宇宙速度v
B．漂浮在天宫二号里的物体不受地球的吸引
C．在预定圆轨道上运行到天宫二号的正下方时加速升空实现对接
D．在预定圆轨道上运行的周期为
14．如图所示，a、b、c是地球大气层外圆形轨道上运行的三颗人造地球卫星，下列说法中正确的是（ ）
A．b、c的线速度大小相等，且大于a的线速度
B．b、c的向心加速度大小相等，且小于a的向心加速度
C．b、c的运行周期相同，且小于a的运行周期
D．若b速度增大，会与c相碰
15．我国最后一颗（第55颗）北斗导航系统组网卫星已于2020年4月4日运抵西昌卫星发射中心，并计划于6月中旬完成发射，该卫星属于地球静止轨道卫星（同步卫星），下列说法正确的是（　　）
A．该卫星在地表发射时的速度应大于11. 2km/s
B．该卫星运行时线速度的大小与处于地球赤道上静止的物体线速度大小相等
C．该卫星运行时向心加速度一定小于地表的重力加速度
D．由于该卫星在轨道上运行时处于完全失重状态，故不受地球的万有引力
16．下列说法中正确的是（　　）
A．牛顿提出了万有引力定律，并通过实验测出引力常量G的值
B．开普勒研究表明，月球与地球间的引力和太阳与行星间的引力遵从相同的规律
C．若地面附近的飞行器发射速度大于11. 2km/s，它就会永远离开地球
D．我们可以发射一个经过北京正上空的同步卫星
17．2017年4月20日，天舟一号飞船成功发射，与天宫二号空间实验室对接后在离地约393km的圆轨道上为天宫二号补加推进剂，在完成各项试验后，天舟一号受控离开圆轨道，最后进入大气层烧毁，下列说法中正确的是
A．对接时，天舟一号的速度小于第一宇宙速度
B．补加推进剂后，天宫二号受到地球的引力减小
C．补加推进器后，天宫二号运行的周期减小
D．天舟一号在加速下降过程中处于超重状态
18．从吉隆坡飞往北京的马航MH370航班起飞后与地面失去联系，机上有154名中国人。之后，中国紧急调动了海洋、风云、高分、遥感等4个型号近10颗卫星为地面搜救行动提供技术支持．假设“高分一号”卫星与同步卫星、月球绕地球运行的轨道都是圆，它们在空间的位置示意图如图所示。下列有关“高分一号”的说法正确的是(　　)
A．其发射速度可能小于7.9 km/s
B．绕地球运行的角速度比月球绕地球运行的角速度大
C．绕地球运行的周期比同步卫星绕地球运行的周期大
D．在运行轨道上完全失重，重力加速度为0
19．发射地球同步卫星时，先将卫星发射至近地圆轨道1，然后经点火，使其沿椭圆轨道2运行，最后再次点火，将卫星送入同步卫星轨道3(如图所示)。则卫星分别在1、3轨道上正常运行时，以下说法正确的是（ ）
A．卫星在轨道3上的速率大于在轨道1上的速率
B．卫星在轨道3上的角速度大于在轨道1上的角速度
C．卫星在轨道3上经过P点的加速度大于它在轨道2上经过P点的加速度
D．卫星在轨道3上具有的机械能大于它在轨道1上具有的机械能
20．2020年11月24日凌晨，搭载嫦娥五号探测器的长征五号遥五运载火箭从文昌航天发射场顺利升空，12月17日“嫦娥五号”返回器携带月球样品在预定区域安全着陆，在落地之前，它在大气层打个“水漂”。现简化过程如图所示，以地心为中心、半径为的圆周为大气层的边界，忽略大气层外空气阻力。已知地球半径为，返回器从o点进入大气层，经、、、回到地面，其中o、、为轨道和大气层外边界的交点，点到地心的距离为，地球表面重力加速度为，以下结论正确的是（ ）
A．返回器在o点动能大于在点的动能
B．返回器在点动能大于在点的动能
C．返回器在点的加速度大于
D．返回器通过点处于失重状态
21．2021 年4月29日，“天和核心舱”成功进入预定轨道，中国空间站在轨组装建造全面展开。若空间站运行轨道近似为圆周，轨道距地面高度为h。已知地球半径为R，地球表面的重力加速度为g，则空间站绕地球运行一周的时间为（　　）
A． B．
C． D．
22．央视新闻2018年3月11日报道：中国将建设324颗卫星组星座，“用户不在服务区”将成历史．即将建设的全球低轨卫星星座被命名为“鸿雁”．据悉，北京航天飞行控制中心已对“鸿雁一号”卫星实施变轨控制．如图为“鸿雁一号”卫星某次在近地点A由轨道1变轨为轨道2的示意图，下列说法中正确的是：
A．“鸿雁一号”在轨道1的B点处的速度比在轨道1的A点处的速度大
B．“鸿雁一号”在轨道1的A点处的速度比在轨道2的A点处的速度大
C．“鸿雁一号”在轨道1的A点处的加速度与在轨道2的A点处的加速度相等
D．“鸿雁一号”在轨道1的B点处的机械能比在轨道2的C点处的机械能大
23．新华社消息：北京时间2020年11月29日20时23分，嫦娥五号探测器在近月点再次“刹车”，从环月椭圆轨道变成近月圆形轨道。已知月球的质量约为地球的，月球的半径约为地球的。设地球表面重力加速度为a1、地球第一宇宙速度为v1；探测器在近月圆轨道上加速度为a2、速度为v2。则（　　）
A．a1>a2，v1>v2 B．a1>a2，v1C．a1v2 D．a124．我国自主研发的北斗卫星导航系统中有数颗地球同步轨道卫星（其周期与地球自转周期相同），A是其中一颗。物体B静止于赤道上随地球自转。分别把A、B的角速度记为ωA、ωB，线速度记为vA、vB，加速度记为aA、aB，所受地球万有引力记为FA、FB，则（　　）
A．ωA>ωB B．vAaB D．FA25．下列关于地球同步卫星的说法中正确的是（ ）
A．为避免通讯卫星在轨道上相撞，应使它们运行在不同的轨道上
B．通讯卫星定点在地球赤道上空某处，所有通讯卫星的周期都是24h
C．不同国家发射通讯卫星的地点不同，这些卫星的轨道不一定在同一平面上
D．不同通讯卫星运行的线速度大小是相同的，向心力的大小也是相同的
26．开普勒关于行星运动规律的表达式R3/T2=k，以下理解正确的是（ ）
A．k是一个与行星有关的常量 B．R代表行星运动的轨道半径
C．T代表行星运动的自转周期 D．T代表行星绕太阳运动的公转周期
27．如图所示，a为地球同步卫星，b为处于近地圆轨道的某遥感卫星。两颗卫星正常运行时（　　）
A．a的周期小于b的周期 B．a的周期大于b的周期
C．a的周期等于b的周期 D．a和b的周期与轨道半径无关
28．公元1543年，哥白尼临终前在病榻上为其毕生致力的著作《天体运行论》印出的第一本书签上了自己的姓名。这部书预示了地心宇宙论的终结。哥白尼提出行星绕太阳做匀速圆周运动，其运动的示意图如图所示。假设行星只受到太阳的引力，按照哥白尼上述的观点。则离太阳越近的行星（ ）
A．周期越小 B．线速度越小 C．角速度越小 D．加速度越小
29．已知地球同步卫星的轨道半径约为地球半径的6.6倍．一飞行器绕地球做匀速圆周运动的周期为3小时．若地球半径为R，则该飞行器绕地心飞行的轨道半径最接近
A．0.83R B．1.7R C．1.9R D．3.3R
30．根据生活常识和目前所学知识，由以下哪组数据无法估算出地球的质量（ ）
A．地球绕太阳公转的周期T和地球中心到太阳中心的距离r
B．月球绕地球转动的周期T和月球球心到地球球心的距离r
C．地球表面的重力加速度g和地球的半径R
D．同步卫星的轨道半径r
31．中国计划于2020年发射火星探测器，探测器发射升空后首先绕太阳转动一段时间再调整轨道飞向火星．火星探测器的发射速度（　　）
A．等于7.9m/s B．大于16.7m/s
C．大于7.9m/s且小于11.2m/s D．大于11.2m/s 且小于 16.7m/s
32．如图，卫星携带一探测器在半径为3R (R为地球半径)的圆轨道上绕地球飞行．在a点，卫星上的辅助动力装置短暂工作，将探测器沿运动方向射出（设辅助动力装置喷出的气体质量可忽略）．之后卫星沿新的椭圆轨道运动，其近地点b距地心的距离为nR (n略小于3)，已知地球质量为M，引力常量为G，则卫星在椭圆轨道上运行的周期为（ ）
A．
B．
C．
D．
三、解答题
33．我国的“嫦娥工程”计划2020年实现登月。若登月舱经过多次变轨后，到达距月球表面高度为h的圆形轨道上，绕月球飞行，最后变轨使登月舱在月球表面顺利着陆。宇航员在月球上将一小球以初速度v0竖直向上抛出，测得小球落回抛出点的时间为t，已知月球半径为R，求：
(1)月球表面附近的重力加速度g；
(2)登月舱绕月球飞行的周期T。
34．已知地球的半径约为R=6400km，试估算地球同步卫星的高度是多少km？（计算结果保留两位有效数字）
试卷第1页，共3页
试卷第1页，共3页
参考答案
1．AD
【详解】
A.11.2km/s是地球的第二宇宙速度，达到该速度，卫星将脱离地球的引力，不再绕地球运行，则天宫一号的速率一定小于11.2km/s，故A正确；
B.根据
知地球的质量
因为天宫一号的轨道半径未知，无法求出地球的质量，故B错误；
C.在对接前，神舟八号应在比天宫一号较低的轨道上运行，然后神舟八号需加速，使得万有引力小于所需的向心力，做离心运动，与天宫一号实现对接，故C错误；
D.神舟八号返回地面时需先减速，使得万有引力大于向心力，做近心运动才能返回地面，故D正确．
2．BD
【详解】
A．同步卫星的周期必须与地球自转周期相同，角速度相同，则知a与c的角速度相同，根据a=ω2r知，c的向心加速度比a的向心加速度大，故A错误；
B．因为a与c的角速度相同，根据v=ωr可知，c的线速度大于a；由
得
卫星的半径越大，线速度越小，所以b、c、d三个卫星中b的线速度最大，在相同时间内转过的弧长最长，故B正确；
C．b是近地轨道卫星，c是地球同步卫星，c相对于地面静止，近地轨道卫星相对于地面运动，所以c相对于b运动，故C错误；
D．由开普勒第三定律知，卫星的半径越大，周期越大，c的周期为24h，所以d的运动周期大于c的周期24h，故D正确。
故选BD。
3．ACD
【详解】
试题分析：研究同步卫星绕地球做匀速圆周运动，根据万有引力提供向心力，列出等式求出线速度大小；也可以根据线速度定义求出线速度大小．
同步卫星与地球同步，做匀速圆周运动，则线速度定义可得：，故A正确；由于地球的引力提供向心力，让同步卫星做匀速圆周运动，则有，解之得，B错误；由黄金代换式，可得，C正确；根据及得：，则，D正确．
4．BCD
【详解】
AB．根据
可得卫星需要的向心力
卫星的加速度
故A错误，B正确；
CD．对卫星有
在地球表面，有
联立解得
故CD正确。
故选BCD。
5．AC
【详解】
A．所有的地球同步卫星的必要条件之一，是它们的轨道都必须位于地球的赤道平面内，位于赤道的上空，故A正确，D错误；
B．有的地球同步卫星的质量不一定相等，故选项B错误；
C．卫星的运行速度，同步卫星的轨道半径大于地球半径，则其速度小于第一宇宙速度，则C正确。
故选AC。
【点睛】
同步卫星，要抓住五个“一定”：轨道一定，角速度一定，高度一定，速率一定，周期一定。
6．AD
【详解】
在P点从轨道I变到轨道II需要加速，故，从轨道II经过Q点需要加速才能变轨到轨道III，所以，根据公式可知，故，A正确B错误；因为同步卫星和地球自转周期相同，所以根据可知，根据公式可知，所以有，C错误D正确．
7．BC
【详解】
A B．小球恰好到达最高点时重力提供了向心力
得
故A错误，B正确；
C．小球万有引力近似等于重力，小球恰好到达最高点瞬间万有引力提供了小球向心力
得
故C正确；
D．第一宇宙速度为卫星最大环绕速度根据万有引力提供，假设一颗质量为的卫星以最大环绕速度运行，根据万有引力近似等于重力提供向心力
已知
联立解得
故D错误。
故选BC。
8．BC
【详解】
A.地球同步轨道卫星轨道只能在赤道上空，而该卫星的周期与地球同步卫星的周期相同，但不一定在赤道上空，所以不一定是地球同步卫星，A错误；
B.从A到B运动过程中，引力对卫星做负功，则其速度减小，B正确；
C.从轨道Ⅰ到轨道Ⅲ的过程中，要经过两次点火加速，在两次点火的过程有除万有引力之外的其他力做了正功，所以从轨道Ⅰ到轨道Ⅲ的过程中，卫星的机械能增大，C正确；
D.第一宇宙速度是地球卫星绕地球做匀速圆周运动的最大速度，所以卫星在Ⅲ轨道上的运行速度小于第一宇宙速度，D错误．
9．BC
【详解】
A．根据开普勒第一定律可知：所有的行星围绕太阳运动的轨道都是椭圆，故A错误；
B．根据开普勒第一定律可知：所有的行星围绕太阳运动的轨道都是椭圆，太阳处在所有椭圆的一个焦点上，故B正确；
C．根据开普勒第二定律可知：对每一个行星而言，太阳行星的连线在相同时间内扫过的面积相等，故C正确；
D．根据开普勒第三定律可知：所有行星的轨道的半长轴的三次方跟公转周期的二次方的比值都相等，故D错误．
故选BC.
10．BD
【详解】
A．发射速度如果大于第二宇宙速度，卫星将会脱离地球引力而绕太阳运动，不会绕月球运动，A错误；
B．在轨道Ⅱ上运动过程中，只受到月球的引力，“嫦娥三号”的机械能守恒，从P到Q的过程中，势能越来越小，动能越来越大，即速率不断增大，B正确；
C．“嫦娥三号”需要在轨道Ⅰ上的P点减速，做近心运动才能进入轨道Ⅱ，故在轨道Ⅱ上经过P的速度小于在轨道Ⅰ上经过P的速度，C错误；
D．根据牛顿第二定律可得
由此可知在轨道Ⅱ上经过P的加速度等于在轨道Ⅰ上经过P的加速度，D正确。
故选BD。
11．AC
【详解】
试题分析：同步卫星与物体a周期相同，根据圆周运动公式，得ac＞aa，同步卫星c与人造卫星b，都是万有引力提供向心力，所以，由于rc＞rb，由牛顿第二定律，可知ab＞aC．故C正确．同步卫星与物体a周期相同，根据圆周运动公式，所以vc＞va，再由引力提供向心力，
，即有，因此vb＞vc，故B错误，A正确．同步卫星与地球自转同步，所以Tc=TA．根据开普勒第三定律得卫星轨道半径越大，周期越大，故Tc＞TB．故D错误；故选AC．
考点：万有引力定律的应用
【名师点睛】本题是万有引力定律的应用问题；关键要将物体a、人造卫星b、同步卫星c分为三组进行分析比较，最后再综合；一定不能将三个物体当同一种模型分析，否则会使问题复杂化.
12．C
【详解】
A. 宇航员随国际空间站绕地球做匀速圆周运动，宇航员A仍受到地球引力作用．故A错误；
B. 根据万有引力定律可知，宇航员A与地球的距离大于地球半径，所以A所受地球引力小于他在地面上所受的重力．故B错误；
C. 国际空间站处于完全失重状态，则宇航员A与“地面”B之间无弹力作用．故C正确；
D. 宇航员相对于太空舱无初速释放小球，小球受地球的万有引力提供向心力，做圆周运动，不会落到“地面上”．故D错误．
故选C.
13．D
【详解】
根据可知，天舟一号在预定圆轨道上的运行速度小于第一宇宙速度，选项A错误；漂浮在天宫二号里的物体仍受地球的吸引，选项B错误；“天舟一号”飞船适当加速时，所需要的向心力增大，将做离心运动，轨道半径变大，所以“天舟一号”先到达比“天宫二号”的轨道半径小的轨道且偏后的位置上然后加速对接．故C错误；
由,又，联立解得，选项D正确；故选D.
点睛：知道万有引力提供向心力是解决飞船、卫星问题的前提，应用万有引力公式牛顿第二定律可以解题，要理解卫星、航天器变轨的原理．
14．B
【详解】
A．根据公式
可得
所以半径越大，线速度越小，故b、c的线速度相等，小于a的线速度，A错误；
D．b加速，万有引力不足以提供向心力，b做离心运动。所以不会追上同一轨道上的c，D错误；
B．根据公式
可得
半径越大，向心加速度越小，B正确；
C．根据公式
可得
故半径越大，周期越大，C错误。
故选B。
15．C
【详解】
A．该卫星在地表发射时的速度应大于第一宇宙速度7.9km/h，小于第二宇宙速度11. 2km/s，选项A错误；
B．该卫星与地球赤道上的物体具有相同的角速度，根据v=ωr可知该卫星运行时线速度的大小大于处于地球赤道上静止的物体线速度大小，选项B错误；
C．根据
解得
该卫星的运行半径大于地球的半径，可知该卫星运行时向心加速度一定小于地表的重力加速度，选项C正确；
D．该卫星在轨道上运行时处于完全失重状态，但是仍受地球的万有引力作用，选项D错误。
故选C。
16．C
【详解】
A．牛顿提出了万有引力定律，卡文迪许通过实验测出引力常量G的值，A错误；
B．牛顿研究表明，月球与地球间的引力和太阳与行星间的引力遵从相同的规律，B错误；
C．由于第二宇宙速度是11. 2km/s，若地面附近的飞行器发射速度大于11. 2km/s，它就会永远离开地球，C正确；
D．同步卫星一定在赤道的正上方，不可能在北京的正上方，D错误。
故选C。
17．A
【详解】
A.7.9km/s是地球的第一宇宙速度，是卫星最小的发射速度，也是卫星或飞行器若地球做匀速圆周运动的最大速度，所以对接时，天舟一号的速度必定小于第一宇宙速度，故A正确；
B.补加推进剂后，天宫二号的质量增大，就万有引力定律可知，天宫二号受到地球的引力增大，故B错误；
C.补加推进剂后，天宫二号的质量增大，根据万有引力提供向心力可得，解得：，公式中的M是地球的质量，可见天宫二号的周期与其质量无关，所以保持不变，故C错误；
D.“天舟一号”在加速下降过程中加速度的方向向下，所以处于失重状态，故D错误；
故选A.
18．B
【详解】
A．近地卫星的发射速度为7.9km/s，卫星发射的越高，需要的能量越高，故“高分一号”的发射速度一定大于7.9km/s，故A错误；
B．根据万有引力提供向心力，解得：，轨道半径越大，角速度越小，由于高分一号的轨道半径小于月球的轨道半径，故“高分一号”绕地球运行的角速度比月球绕地球运行的大，故B正确；
C．根据万有引力提供向心力，解得：，轨道半径越小，周期越小，由于高分一号的轨道半径小于同步卫星的轨道半径，故“高分一号”绕地球运行的周期比同步卫星的小，故C错误；
D．万有引力完全提供向心力，所以在运行轨道上完全失重，根据万有引力提供向心力，可得重力加速度为，故D错误。
故选B。
19．D
【详解】
ABC．卫星绕地球做匀速圆周运动，根据万有引力提供向心力，设卫星的质量为m、轨道半径为r、地球质量为M，有
G＝m()2r＝m＝mω2r＝ma
解得
v＝，ω＝，a＝
轨道3半径比轨道1半径大，则卫星在轨道1上线速度较大，角速度也较大，卫星在轨道3上经过P点的加速度等于它在轨道2上经过P点的加速度，A、B、C错误；
D．卫星从轨道1到轨道3需要经过两次点火加速，增加的机械能大于克服引力做的功，故在轨道3上机械能较大，D正确。
故选D。
20．A
【详解】
A．返回器在o点运动到b点的过程中由于离地心的距离不变，则万有引力不做功，但由于返回器受到大气层空气阻力，且空气阻力做负功，则返回器在o点动能大于在点的动能，A正确；
B．返回器在b点运动到d点的过程中由于离地心的距离不变，则万有引力不做功，在大气层外没有空气阻力，则返回器在b点动能等于在d点的动能，B错误；
C．返回器在c点只受万有引力，则根据牛顿第二定律有
G = mac
由于地球表面的重力加速度为g，则根据重力和万有引力的关系有
mg = G
则返回器在点的加速度等于，由于
r2 > r1
则
<
C错误；
D．由于返回器从o到a到b的过程中做曲线运动，根据曲线运动的知识可知返回器的合外力应指向轨迹的凹侧，大致向上，则返回器在a点应处于超重状态，D错误。
故选A。
21．A
【详解】
根据
又
联立解得
故选A。
22．C
【解析】
在轨道1上从A到B过程中引力做负功，速度减小，故“鸿雁一号”在轨道1的B点处的速度比在轨道1的A点处的速度小，A错误；从轨道1变轨到轨道2，需要在A点点火加速，故“鸿雁一号”在轨道1的A点处的速度比在轨道2的A点处的速度小，B错误；“鸿雁一号”在轨道1的A点处的轨道半径等于在轨道2的A点处的轨道半径，根据可知“鸿雁一号”在轨道1的A点处的加速度与在轨道2的A点处的加速度相等，C正确；因为飞船在轨道1的A点处点火加速进入2轨道，所以2轨道的机械能大于1轨道的机械能，故D错误．
23．A
【详解】
根据万有引力提供向心力可知
解得第一宇宙速度
星球表面的重力加速度
已知月球的质量约为地球的，月球的半径约为地球的，地球表面重力加速度为a1、地球第一宇宙速度为v1；探测器在近月圆轨道上加速度为a2、速度为v2。则：
故A正确，BCD错误；
故选A。
24．C
【详解】
AB．该模型为同轴转动模型，周期相同，所以由可知
由公式可知，角速度相同，半径越大，线速度越大则
故AB错误；
C．由可知
故C正确；
D．由可知，由于不知道、质量，无法计算，故D错误。
故选C。
25．B
【解析】
试题分析：A．同步卫星运行轨道为位于地球赤道平面上圆形轨道，故A错误；
B．卫星的运行方向与地球自转方向相同、运行轨道为位于地球赤道平面上圆形轨道、运行周期与地球自转一周的时间相等，故B正确；
C．同步卫星运行轨道为位于地球赤道平面上圆形轨道，故C错误；
D．不同通讯卫星运行的线速度大小是相同的，但是质量不一样，所以向心力的大小不相同，故D错误．
故选B．
26．D
【详解】
A、k是一个与行星无关的常量，与中心天体即恒星的质量有关，故A正确；
B、R代表行星运动的轨道半长轴，故B错误；
C、T代表行星绕太阳运动的公转周期，故C错误，D正确．
点睛：注意掌握和理解开普勒第三定律，同时值得注意是周期是公转周期．
27．B
【详解】
根据
解得
地球同步卫星a的轨道半径大于近地卫星b的轨道半径，可知a的周期大于b的周期。
故选B。
28．A
【详解】
设太阳的质量为M，行星的质量为m，轨道半径为r。行星绕太阳做圆周运动，万有引力提供向心力，则由牛顿第二定律得：
A．则由可知，离太阳越近的行星周期越小，选项A正确；
B．则由可知，离太阳越近的行星线速度越大，选项B错误；
C．由可知，离太阳越近的行星角速度越大，选项C错误；
D．由可知，行星离太远越近，向心加速度越大，故D错误；
故选A。
29．B
【详解】
试题分析：根据卫星的向心力由万有引力提供可知：
对同步卫星有：
对飞行器有：
又因地球同步卫星绕地球运动的周期为24小时，则有
联立以上各式得：，故飞行器绕地心飞行的轨道半径最接近
考点：本题主要考查了人造卫星的加速度、周期和轨道的关系；万有引力定律及其应用
30．A
【详解】
试题分析：A、知道地球绕太阳公转的周期T和地球中心到太阳中心的距离r，根据万有引力提供向心力只能求解太阳的质量，不能求解地球质量，故A错误；
B、知道月球绕地球转动的周期T和月球球心到地球球心的距离r，根据可以求解地球质量M，故B正确；
C、地球表面的重力等于万有引力，根据，已知地球表面的重力加速度g和地球的半径R可以求解地球质量，故C正确；
D、地球同步卫星的周期与地球自转周期相等，是个已知量，根据可以求解地球质量M，故D正确．
本题选无法估算出地球质量的，故选A
31．D
【详解】
第一宇宙速度为 7.9km/s，第二宇宙速度为 11.2km/s，第三宇宙速度为 16.7km/s，由题意可知：火星探测器的发射速度大于11.2km/s且小于16.7km/s
故选D。
32．B
【详解】
卫星在圆轨道上运行时的周期为T1，根据万有引力提供向心力：
，
在椭圆轨道上运行的周期T2，根据开普勒第三定律：
由以上两式联立解得：
故B正确．
33．(1)； (2)
【详解】
(1)根据竖直上抛运动可得，在月球表面可得小球运动到最高点时
则月球表面附近的重力加速度
(2)根据万有引力提供向心力，则
在月球表面处
代入整理可以得到
【点睛】
本题考查了万有引力定律的应用，重点是利用圆周运动，由此可得月球表面的重力加速度，这是在星球表面给加速度的一种常见方式。
34．3.6104km
【详解】
地球对同步卫星的万有引力提供向心力，则
在地球表面物体所受地球的万有引力近似等于重力，则
所以
代入数据得
答案第1页，共2页
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