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、单选题
1．最近美国宇航局公布了开普勒探测器最新发现的一个奇特的行星系统，命名为“开普勒-11行星系统”，该系统拥有6颗由岩石和气体构成的行星围绕一颗叫做“kepler-11”的类太阳恒星运行。经观测，其中被称为“kepler-11b”的行星与“kepler-11”之间的距离是地日距离的，“kepler-11”的质量是太阳质量的k倍，则“kepler-11b”的公转周期和地球公转周期的比值是：（　　）
A． B．
C． D．
2．如图所示，a、b、c分别是三个人造地球卫星的轨道，下列有关说法正确的是（　　）
A．卫星在a轨道运行可能相对地球静止
B．卫星在b轨道运行的向心力始终不变
C．卫星在c轨道运行的机械能始终保持不变
D．卫星在三个轨道运行时的向心加速度均相同
3．“木卫二”在离木星表面高h处绕木星近似做匀速圆周运动，其公转周期为T，把木星看作一质量分布均匀的球体，木星的半径为R，万有引力常量为G。若有另一卫星绕木星表面附近做匀速圆周运动，则木星的质量和另一卫星的线速度大小分别为（　　）
A． B．
C． D．
4．2020年5月30日4时13分，我国在西昌卫星发射中心用长征十一号运载火箭，采取“一箭双星”方式，成功将新技术试验卫星G星、H星发射升空，卫星顺利进入预定轨道，任务获得圆满成功。某同学研究下面一个问题：若有两颗人造卫星绕地球逆时针运动，卫星1、卫星2分别沿圆轨道、椭圆轨道运动，圆的半径与椭圆的半长轴相等，两轨道相交于、两点，某时刻两卫星与地球在同一直线上，如图所示，下列说法中正确的是（　　）
A．两卫星在图示位置的速度
B．两卫星在处的加速度大小相等
C．两颗卫星在点处可能相遇
D．两颗卫星在点处可能相遇
5．我国月球探测活动的第一步“绕月”工程和第二步“落月”工程已按计划在2013年以前顺利完成。假设月球半径为R，月球表面的重力加速度为g0，飞船沿距月球表面高度为3R的圆形轨道Ⅰ运动，到达轨道的A点时点火变轨进入椭圆轨道Ⅱ，到达轨道的近月点B时再次点火进入月球近月轨道Ⅲ绕月球做圆周运动，下列判断正确的是（　　）
A．飞船在轨道Ⅰ上的运行速率
B．飞船在A点处点火变轨时，动能增大
C．飞船沿椭圆轨道Ⅱ从A到B运行的过程中机械能增大
D．飞船在近月轨道Ⅲ绕月球运动一周所需的时间
6．某人造地球卫星在近似圆轨道上运行的过程中，由于轨道所在处的空间存在极其稀薄的空气，则（　　）
A．如不加干预，卫星所受的万有引力将越来越小
B．如不加干预，卫星运行一段时间后动能会增加
C．卫星在近似圆轨道上正常运行时，由于失重现象卫星内的物体不受地球引力作用
D．卫星在近似圆轨道上正常运行时，其速度介于第一宇宙速度和第二宇宙速度之间
7．“珞珈一号”是全球首颗专业夜光遥感卫星，由武汉大学团队与相关机构共同研发制作。若某段时间内“珞珈一号”绕地球运行的轨道为椭圆，如图所示，则下列说法正确的是（　　）
A．从近地点到远地点，“珞珈一号”的速度增大
B．“珞珈一号”在远地点的加速度大于在近地点的加速度
C．“珞珈一号”在近地点时受到地球的万有引力小于所需的向心力
D．从近地点到远地点，“珞珈一号”与地心的连线在单位时间内扫过的面积增大
8．我国发射的“嫦娥一号”卫星经过多次变轨后，最终成功进入环月工作轨道。如图所示，卫星既可以在离月球比较近的圆轨道a上运动，也可以在离月球比较远的圆轨道b上运动。卫星在两个轨道上的运动均可视为匀速圆周运动，已知引力常量为G。某同学通过查找资料知道月球表面的重力加速度为g、月球的半径为R，不考虑月球自转的影响，也可推算出月球质量M，下列表达式正确的是（　　）
A． B．
C． D．
9．如图所示，近地卫星的圆轨道I半径为R，设法使卫星通过一次变轨进入椭圆轨道II，再通过一次变轨进入半径为r的预定圆轨道III。已知地球的质量为M，引力常量为G，则（　　）
A．卫星在近地轨道I上的绕行线速度大小为
B．卫星在轨道II上通过远地点b时的加速度大小为
C．卫星在轨道II上通过近地点a时的速度等于在轨道I通过a时的速度
D．卫星在预定圆轨道III上的机械能小于在近地轨道I上的机械能
10．如图所示，在发射地球同步卫星的过程中，卫星先进入椭圆轨道Ⅰ，然后在Q点通过改变卫星速度，让卫星进入地球同步轨道Ⅱ，则：（　　）
A．卫星在P点的加速度比在Q点的加速度大
B．卫星在同步轨道Ⅱ上的速度比在椭圆轨道Ⅰ上的速度大
C．在椭圆轨道Ⅰ上，卫星在P点的速度小于在Q点的速度
D．卫星在Q点通过减速实现由轨道Ⅰ进入轨道Ⅱ
11．如图所示是“天宫二号”空间实验室轨道控制时在近地点高度（Q点）200千米、远地点高度（P点）394千米的椭圆轨道运行，已知地球半径取，M、N为短轴与椭圆轨道的交点，对于“天宫二号”空间实验室在椭圆轨道上的运行，下列说法正确的是（　　）
A．“天宫二号”空间实验室在P点时的加速度一定比Q点小，速度可能比Q点大
B．“天宫二号”空间实验室从P点运动到M点的时间可能小于“天宫二号”空间实验室从Q点运动到N点的时间
C．“天宫二号”空间实验室在远地点（P点）所受地球的万有引力大约是在近地点（Q点）的
D．“天宫二号”空间实验室从P点经M点运动到Q点的过程中万有引力做正功，从Q点经N点运动到P点的过程中要克服万有引力做功
12．亚洲Ⅰ号卫星是我国发射的通讯卫星，它是地球同步卫星，设地球自转角速度一定，下面关于亚洲Ⅰ号卫星的说法正确的是( )
A．它绕地球运动的角速度等于地球自转的角速度
B．它沿着与赤道成一定角度的轨道运动
C．运行的轨道半径可以有不同的取值
D．如果需要可以发射到北京上空
13．关于宇宙速度，下列说法正确的是（ ）
A．第一宇宙速度是能使人造地球卫星飞行的最小发射速度
B．第一宇宙速度是人造地球卫星绕地球飞行的最小速度
C．第二宇宙速度是卫星在椭圆轨道上运行时的最大速度
D．第三宇宙速度是发射人造地球卫星的最小速度
14．地球和火星绕太阳的公转均可视为匀速圆周运动，忽略行星自转影响．根据下表，火星和地球相比（ ）
行星 半径/m 质量/kg 轨道半径/m
地球 6.4×106 6.0×1024 1.5×1011
火星 3.4×106 6.4×1023 2.3×1011
A．火星表面的重力加速度较大 B．火星的公转周期较大
C．火星的第一宇宙速度较大 D．火星做圆周运动的加速度较大
15．在下列运动状态下，物体处于平衡状态的有
A．蹦床运动员上升到最高点时
B．秋千摆到最低点时
C．相对静止于水平匀速运动的传送带上的货物
D．宇航员进入轨道做圆周运动时
16．瑞士天文学家迪迪埃·奎洛兹（Didier Queloz）因为“发现了围绕其他类太阳恒星运行的系外行星”而获得了2019年诺贝尔物理学奖。假设某一系外行星的半径为，质量为，公转半径为，公转周期为。一质量为的宇宙飞船围绕该系外行星做匀速圆周运动，半径为，周期为。不考虑其他天体的影响。已知引力常量为，则有（　　）
A． B． C． D．
17．如图所示a、b两颗绕地球运行的卫星，b是地球同步卫星，以下说法正确的是（ ）
A．卫星a运行周期大于24h
B．卫星a运行周期小于24h
C．在地面附近发射卫星b的速度为11.2km/s
D．卫星a的运行速度可能为7.9km/s
18．2018年12月8日凌晨2点24分，中国长征三号乙运载火箭在西昌卫星发射中心起飞，把“嫦娥四号”探测器送入地月转移轨道，“嫦娥四号”经过地月转移轨道的P点时实施一次近月调控后进入环月圆形轨道I，再经过系列调控使之进入准备“落月”的椭圆轨道Ⅱ，于2019年1月3日上午10点26分，最终实现首次月球背面软着陆。若绕月运行时只考虑月球引力作用，下列关于“嫦娥四号”的说法正确的是（　　）
A．沿轨道I运行的周期小于轨道Ⅱ的周期
B．沿轨道I运行的速度大于月球的第一宇宙速度
C．沿轨道I运行至P点的加速度小于沿轨道Ⅱ运行至P点的加速度
D．经过地月转移轨道到达P点时必须进行减速后才能进入环月圆形轨道I
19．“天琴计划”需要从地面发射三颗卫星，若发射时要先将卫星送入绕地球的椭圆轨道。则卫星发射速度（ ）
A．等于第一宇宙速度 B．等于第二宇宙速度
C．介于第一宇宙速度和第二宇宙速度之间 D．介于第二宇宙速度和第三宇宙速度之间
20．如图所示，甲为静止于地球赤道上的物体，乙为地球同步卫星，丙为绕地球沿椭圆轨道运行的卫星，P点为两卫星轨道的交点。下列说法中正确的是（　　）
A．甲、乙线速度相同
B．乙卫星可能出现在甲正上方
C．甲、乙具有相同的加速度
D．乙、丙在P点的加速度相同
21．2021年12月9日，我国航天员在空间站成功进行了太空授课。实验时宇航员从注射器中挤出一滴水，水滴在空中形状是（　　）
A． B． C． D．
二、多选题
22．2019年春节期间，中国科幻电影里程碑作品《流浪地球》热播，影片中为了让地球逃离太阳系，人们在地球上建造特大功率发动机，使地球完成一系列变轨操作，其逃离过程可设想成如图所示，地球在椭圆轨道I上运行到远日点B变轨，进入圆形轨道II，在圆形轨道II上运行到B点时再次加速变轨，从而最终摆脱太阳束缚。对于该过程，下列说法正确的是（　　）
A．沿轨道I运行的周期小于沿轨道II运行的周期
B．在轨道I上由A点运行到B点的过程，速度逐渐增大
C．沿轨道I运行时，在A点的加速度大于在B点的加速度
D．沿轨道I运动至B点时，需向前喷气减速才能进入轨道II
23．2020年7月31日，北斗三号全球卫星导航系统正式建成开通，我国向世界庄严宣告，中国自主建设和运营的全球卫星导航系统全面建成，成为国际上第一个将多功能融为一体的全球卫星导航系统。如图是北斗卫星导航系统中三个卫星的圆轨道示意图，其中为地球赤道同步轨道；轨道为倾斜同步轨道，轨道半径与地球赤道同步轨道半径相同；轨道为一颗中地球轨道。则下列说法中正确的是（　　）
A．在轨道、、上运动的卫星的线速度大小关系为
B．在轨道、上运动的卫星需要的向心力大小一定相等
C．在轨道、上运动的卫星周期关系为
D．在轨道、、上运动的卫星周期的平方和轨道半径三次方的比值相等
24．如图所示，地球赤道上的山丘e、近地资源卫星p和同步通信卫星q均在赤道平面上绕地心做匀速圆周运动．设e、p、q做圆周运动的角速度分别为ω1、ω2、ω3，线速度分别为v1、v2、v3，则（　　）
A． B． C． D．
25．“坦普尔一号”彗星绕太阳运行的轨道是一个椭圆，其运动周期为5.74年，则关于“坦普尔一号”彗星的下列说法中正确的是(　　)
A．绕太阳运动的角速度不变
B．近日点处线速度大于远日点处线速度
C．近日点处加速度大于远日点处加速度
D．其椭圆轨道半长轴的平方与周期的平方之比是一个与太阳质量有关的常数
26．关于宇宙速度，理解正确的是（ ）
A．第一宇宙速度v1=7.9km/s，是发射地球卫星的最小速度
B．在轨道上运动的卫星的速度一定小于第一宇宙速度
C．第二宇宙速度是飞出太阳系的最小发射速度
D．美国发射的“凤凰”号火星探测卫星，其发射速度大于第二宇宙速度
27．关于人造地球卫星下列说法中，正确的是（　　）
A．轨道半径是地球半径n倍的地球同步卫星的向心加速度是地表附近重力加速度的倍
B．轨道半径是地球半径n倍的地球同步卫星的向心加速度是赤道表面物体向心加速度的n倍
C．地球同步卫星的线速度比地球上赤道处物体的线速度小
D．如果卫星因受空气阻力的作用，其半径逐渐减小（可认为卫星绕地球每一周都做匀速圆周运动），则它的势能逐渐减小，动能逐渐增大，机械能逐渐减少。
28．利用三颗位置适当的地球同步卫星，可使地球赤道上任意两点之间保持无线电通讯，目前地球同步卫星的轨道半径约为地球半径的6.6倍，假设地球的自转周期变小，若仍仅用三颗同步卫星来实现上述目的，则下列说法正确的是 (　　)
A．三颗同步卫星质量必须相同
B．地球自转周期的最小值约为4 h
C．对应地球自转周期最小值的同步卫星，距离地面高度为地球半径的2倍
D．目前的同步卫星和地球自转周期最小值的同步卫星的向心加速度之比为1∶(3.3)2
29．一卫星绕地球做匀速圆周运动，其轨道半径为r，卫星绕地球做匀速圆周运动的周期为T，已知地球的半径为R，地球表面的重力加速度为g，引力常量为G，则地球的质量可表示为（ ）
A． B． C． D．
30．如图所示， A是在地球赤道上随地球表面一起转动的某物体，B是近地资源卫星、C是同步通信卫星. 关于以下判断正确的是( )
A．A、B、C的向心加速度关系aA>aB>aC
B．在相同时间内B转过的弧长最短
C．在6h内C转过的圆心角是π/2
D．若卫星B加速，可靠近卫星C所在轨道
31．有a、b、c、d四颗地球卫星，a还未发射，在地球赤道上随地球表面一起转动；b处于地面附近的近地轨道上正常运动，c是地球同步卫星，d是高空探测卫星，各卫星排列位置如图所示，则有（　　）
A．a随地球自转的向心加速度等于重力加速度g
B．b在相同时间内转过的弧长最长
C．c在4小时内绕地心转过的圆心角是
D．d的运动周期有可能是20小时
32．2019年9月23日，我国在西昌卫星发射中心用长征三号乙运载火箭以“一箭双星”方式成功发射第47、48颗北斗导航卫星，两颗卫星均属于“中圆地球轨道”卫星．“中圆地球轨道”卫星是指卫星轨道距离地面高为2×103km至2×104km并且绕地球做匀速圆周运动的地球卫星．若第47颗北斗导航卫星轨道距地面的高度约为1.92×104km，已知地球半径为6400km，地球表面重力加速度取9.8m/s2，则下列说法中正确的是
A．该卫星的发射速度应大于7.9km/s而小于11.2km/s
B．该卫星每天环绕地球大约运行三圈
C．该卫星环绕地球做匀速圆周运动的线速度约为4km/s
D．该卫星环绕地球做匀速圆周运动的向心加速度约为2.45m/s2
三、解答题
33．2013年12月14日嫦娥三号成功实现了月球表面软着陆．嫦娥三号着陆前，先在距月球表面高度为h的圆轨道上运行，经过变轨进入远月点高度为h、近月点高度忽略不计的椭圆轨道上运行，为下一步月面软着陆做准备．（已知月球半径为R，月球质量为M，万有引力常量G）
（1）求嫦娥三号在距月球表面高度为h的圆轨道上运行的周期T1；
（2）应用开普勒第三定律，求嫦娥三号在椭圆轨道上运行的周期T2．
34．已知火星表面附近的重力加速度为g，火星半径为R，火星自转周期为T．万有引力常量为G．求：
(1)火星上卫星的第一宇宙速度；
(2)火星的同步卫星距行星表面的高度h．
试卷第1页，共3页
试卷第1页，共3页
参考答案：
1．C
【解析】
【详解】
对于日地系统，由
得
对于“开普勒-11行星系统”， 由
M′=kM
得
所以
选项 C正确。
2．C
【解析】
【分析】
【详解】
A．卫星在a轨道运行时，轨道平面与赤道垂直，则不可能是地球同步卫星，即不可能相对地球静止，选项A错误；
B．卫星在b轨道运行的向心力大小始终不变，但是方向不断变化，选项B错误；
C．卫星在c轨道运行时，只有地球的引力对卫星做功，则机械能始终保持不变，选项C正确；
D．卫星在三个轨道运行时，根据
可得
可知，因轨道半径不同，则向心加速度不相同，选项D错误。
故选C。
3．C
【解析】
【详解】
设木星的质量为M，卫星的质量为m，另一卫星的速度为v，根据题中题中条件可知，另一卫星做圆周运动的半径为木星的半径R；根据木星与卫星之间的万有引力提供卫星做圆周运动的向心力有可知：，故可求得木星的质量 ；根据 ，可求得另一卫星的速度： ，C选项正确，ABD错误。
故选C。
4．B
【解析】
【详解】
A．v2为椭圆轨道的远地点，速度比较小，v1表示匀速圆周运动的速度，v1＞v2，A错误；
B．两卫星在A点，所受万有引力提供加速度，加速度相同，B正确；
CD．椭圆的半长轴与圆轨道的半径相同，根据开普勒第三定律可知，两卫星的运动周期相等，则不会相遇，C错误，D错误。
故选B。
5．A
【解析】
【分析】
【详解】
A．根据
解得飞船在轨道Ⅰ上的运行速率
根据在月球表面有
联立解得
故A正确；
B．飞船在A点变轨，做近心运动，需减速，所以动能减小，故B错误；
C．飞船从A到B的过程中，只有万有引力做功，机械能守恒，故C错误；
D．根据
和
联立解得
故D错误。
故选A。
6．B
【解析】
【详解】
试题分析：卫星本来满足万有引力提供向心力，即，由于摩擦阻力作用卫星的线速度减小，提供的引力大于卫星所需要的向心力，故卫星将做近心运动，即轨道半径将减小，则万有引力会增大．故A错误；根据万有引力提供向心力有：解得：，轨道高度降低，卫星的线速度增大，故动能将增大．故B正确；失重现象卫星内的物体受地球的万有引力提供其做匀速圆周运动的向心力，故C错误；第一宇宙速度为最大环绕速度，卫星的线速度一定小于第一宇宙速度，故以D错误．
故选B.
考点：万有引力定律的应用
【名师点睛】解决卫星运行规律问题的核心原理是万有引力提供向心力，通过选择不同的向心力公式，来研究不同的物理量与轨道半径的关系，知道第一宇宙速度为最大环绕速度，卫星的线速度一定小于第一宇宙速度．
7．C
【解析】
【分析】
【详解】
A．根据开普勒第二定律可知，从近地点到远地点，“珞珈一号”的速度减小，选项A错误；
B．根据
可知，“珞珈一号”在远地点的加速度小于在近地点的加速度，选项B错误；
C．“珞珈一号”在近地点时做离心运动，则受到地球的万有引力小于所需的向心力，选项C正确；
D．根据开普勒第二定律可知，从近地点到远地点，“珞珈一号”与地心的连线在单位时间内扫过的面积相等，选项D错误。
故选C。
8．A
【解析】
【详解】
ABCD．静止在月球表面上质量为m物体，不考虑月球自转的影响，万有引力等于重力
解得月球质量
BCD错误A正确。
故选A。
9．B
【解析】
【分析】
【详解】
A．由
得卫星在近地轨道I上的绕行线速度大小为
故A错误；
B．由
得卫星在轨道II上通过远地点b时的加速度大小为
故B正确；
C．卫星由轨道I上的a点进入轨道II上的近地点a时，需要加速，所以卫星在轨道II上通过近地点a时的速度大于在轨道I通过a时的速度，故C错误；
D．卫星由轨道I需要加速两次到达预定圆轨道III，所以在圆轨道Ⅲ上的机械能大于在近地轨道I上的机械能，故D错误。
故选B。
10．A
【解析】
【分析】
【详解】
A．万有引力提供向心力，根据牛顿第二定律得
解得
由于卫星在点的轨道半径比在点的轨道半径小，即
所以知卫星在点的加速度比在点的加速度大，故A正确；
BCD．卫星在椭圆轨道Ⅰ上运行时，速度大小是变化的，根据动能定理得从到的过程中，万有引力做正功，则动能增大，所以的速度大于点的速度；而卫星从椭圆轨道Ⅰ进入同步轨道Ⅱ需要在点加速，使万有引力小于所需向心力，做离心运动，即卫星在同步轨道Ⅱ上过的Q点的速度大于卫星在椭圆轨道Ⅰ上过Q点的速度，故无法比较卫星在同步轨道Ⅱ上的速度与在椭圆轨道Ⅰ上的速度大小关系，故BCD错误；
故选A。
11．D
【解析】
【详解】
A．设地球的质量为，“天宫二号”到地心的距离为，由牛顿第二定律得
解得
知越大，越小，因此“天宫二号”空间实验室在点时的加速度一定比点小，由开普勒第二定律知在点时的速度一定比点小，A错误；
B．由于“天宫二号”越靠近地球运动得快，所以“天宫二号”从P点运动到M点的时间一定大于“天宫二号”空间实验室从Q点运动到N点的时间，B错误；
C．P点到地球的距离
Q点到地球的距离
则
根据万有引力定律
知“天宫二号”空间实验室在远地点（P点）所受地球的万有引力大约是在近地点（Q点）的，C错误；
D．“天宫二号”空间实验室从P点经M点运动到Q点的过程中万有引力与速度方向的夹角为锐角，万有引力做正功，从Q点经N点运动到P点的过程中万有引力与速度方向的夹角为钝角，万有引力做负功，即克服万有引力做功，D正确。
故选D。
12．A
【解析】
【详解】
试题分析：地球的同步卫星与地球自转的周期相同，故它绕地球运动的角速度等于地球自转的角速度，选项A正确；它的轨道平面与赤道平面重合，即只能定点在赤道的上空，选项BD错误；根据可知，运行的轨道半径是固定的值，选项C错误；故选A.
考点：同步卫星.
13．A
【解析】
【详解】
第一宇宙速度是人造地球卫星的最小发射速度，也是地球卫星绕地球飞行的最大速度，A对，B错；第二宇宙速度是在地面上发射物体，使之成为绕太阳运动或绕其他行星运动的人造卫星所必需的最小发射速度，C错；第三宇宙速度是在地面上发射物体，使之飞到太阳系以外的宇宙空间所必需的最小发射速度，D错．
14．B
【解析】
【详解】
A：行星对表面物体的万有引力等于物体受到的重力，解得：，据地球与火星的质量和半径，可得：，即地球表面的重力加速度大于火星表面的重力加速度．故A项错误．
B：根据开普勒第三定律：，据地球与火星绕太阳轨道半径，可得：．故B项正确．
C：行星对绕表面飞行卫星的万有引力充当卫星做圆周运动的向心力，解得：，据地球与火星的质量和半径，可得：，即地球的第一宇宙速度大于火星的第一宇宙速度．故C项错误．
D：太阳对行星的万有引力充当行星做圆周运动的向心力，解得：，据地球与火星绕太阳轨道半径，可得：，即地球做圆周运动的加速度大于火星做圆周运动的加速度．故D项错误．
15．C
【解析】
【详解】
蹦床运动员上升到最高点时，只受重力，加速度为g，不是处于平衡态，故A错误；秋千摆到最低点时，圆周运动的最低点，加速度指向圆心，向上，不是处于平衡态，故B错误；相对静止在水平匀速运动的传送带上的货物，做匀速直线运动，加速度为零，是处于平衡态，故C正确；宇航员进入轨道做圆周运动，合力不为零，加速度不为零，不是平衡状态，故D错误．
16．C
【解析】
【详解】
CD．质量为的宇宙飞船围绕该系外行星做匀速圆周运动，它们之间的万有引力提供向心力可得
整理可得
故C正确，D错误。
AB．开普勒第三定律仅适用于绕同一中心天体运动的物体，题中系外行星公转和宇宙飞船绕系外行星飞行中心天体不同，不能使用开普勒第三定律，故AB错误。
故选C。
17．B
【解析】
【详解】
试题分析：b是地球同步卫星,则，由牛顿第二定律知，而．故，选项A错误、选项B正确；要使卫星成为地球的卫星需要的发射速度是，选项C错误；若卫星为近地卫星，，其线速度，选项D错误；故选B.
考点：本题考查了万有引力定律、卫星的发射和运动、近地卫星和同步卫星.
18．D
【解析】
【详解】
A．根据开普勒第三定律知，轨道半长轴越长，周期越大，所以沿轨道I运行的周期大于轨道Ⅱ的周期，故A错误；
B．由公式
可得
在轨道I的轨道半径大于月球的半径，所以沿轨道I运行的速度小于月球的第一宇宙速度，故B错误；
C．卫星经过P点时的加速度由万有引力产生，不管在哪一轨道只要经过同一个P点时，万有引力在P点产生的加速度相同，故C错误；
D．从地月转移轨道进入环月圆形轨道I时做近心运动，所以经过地月转移轨道的P点时必须进行减速后才能进入环月圆形轨道I，故D正确。
故选D。
19．C
【解析】
【详解】
发射近地卫星的速度，即为第一宇宙速度7.9km/s，卫星上升的高度越高，克服地球引力作用越多，需要的能量越大，故发射越高需要的发射速度越大，故发射速度应大于7.9km/s。发射速度如果大于第二宇宙速度11.2km/s，卫星将要脱离地球束缚，绕太阳运动，故发射速度应小于11.2km/s。故卫星发射速度v大小的范围是7.9km/s＜v＜11.2km/s，故C正确，ABD错误；
故选C。
20．D
【解析】
【详解】
AB．物体甲和卫星乙具有相同的周期和角速度，二者保持相对静止，乙卫星不可能出现在甲正上方；由匀速圆周运动规律可知线速度
v=rω
所以卫星乙的线速度大小大于物体甲的线速度大小，故AB错误；
C．根据加速度
a=rω2
可知，卫星乙的加速度大小大于物体甲的加速度大小，故C错误；
D．卫星B、C在P点都只受万有引力作用，故由牛顿第二定律可知加速度大小为
故卫星乙在P点的加速度与卫星丙在P点的加速度相同，故D正确。
故选D。
21．A
【解析】
【详解】
空间站中水滴处于完全失重状态，则在水的表面张力作用下，水滴在空中应该呈现球形。
故选A。
22．AC
【解析】
【详解】
A．根据开普勒第三定律，因轨道Ⅰ的半长轴小于轨道Ⅱ的半径，则沿轨道I运行的周期小于沿轨道II运行的周期，选项A正确；
B．在轨道I上由A点运行到B点的过程，引力做负功，则速度逐渐减小，选项B错误；
C．沿轨道I运行时，在A点受到的万有引力大于B点所受的万有引力，可知在A点的加速度大于在B点的加速度，选项C正确；
D．沿轨道I运动至B点时，需向后喷气加速，做离心运动才能进入轨道II，选项D错误。
故选AC。
23．AD
【解析】
【分析】
【详解】
A. 在轨道运动的卫星的线速度大小
在轨道、、上运动的卫星半径
所以有
故A正确；
B. 在轨道、上运动的卫星向心加速度相同，而向心力，由于在轨道、上运动的卫星的质量未知，故B错误；
C. 在轨道运动的卫星周期
由于，所以在轨道、上运动的卫星周期关系为，故C错误；
D. 根据开普勒第三定律，在轨道、、上运动的卫星周期的平方和轨道半径三次方的比值相等，故D正确。
故选AD。
24．BD
【解析】
【详解】
AB.山丘e与同步通信卫星q转动周期相等，根据ω=，得ω1=ω3；根据卫星的线速度公式ω=，由于近地资源卫星的轨道半径小于同步通信卫星q的轨道半径，故ω3＜ω2；故ω1=ω3＜ω2;故A错误，B正确.
CD.山丘e与同步通信卫星q转动周期相等，根据v=，由于山丘e的轨道半径小于同步通信卫星q的轨道半径，故v1＜v3；根据卫星的线速度公式v=，由于近地资源卫星的轨道半径小于同步通信卫星q的轨道半径，故近地资源卫星的线速度大于同步通信卫星的线速度，即v3＜v2；故v1＜v3＜v2;故C错误，D正确.
25．BC
【解析】
【详解】
“坦普尔一号”彗星绕太阳运行的轨道是一个椭圆，所以近日点的速度大于远日点的速度，B正确，远日点的角速度小，近日点的角速度大，所以B错误，近日点的向心力大于远日点的向心力，所以近日点的加速度大于远日点的加速度，C正确，由开普勒第三定律可知，D错误．
26．AD
【解析】
【详解】
A．第一宇宙速度v1=7.9km/s，是发射地球卫星的最小发射速度，故A正确；
B．在轨道上运行的卫星，如果轨道是椭圆，近地点在地面附近，近地点的速度大于第一宇宙速度，故B错误；
C．第二宇宙速度是脱离地球束缚，进入太阳系的最小发射速度，故C错误；
D．美国发射的“凤凰”号火星探测卫星，由于已脱离地球束缚，因此其发射速度大于第二宇宙速度，故D正确。
故选AD。
27．ABD
【解析】
【详解】
A．根据万有引力提供向心力，有
根据万有引力等于重力，有
即
A正确；
B．同步卫星和地球的运动周期相同，由加速度与周期公式，有
，
即
B正确；
C．同步卫星和地球的运动周期相同，由线速度与周期公式，有
，
即
C错误；
D．卫星运动半径逐渐减小，重力势能逐渐减小；卫星运动半径逐渐减小，运动速度逐渐增大，动能逐渐增大；卫星克服空气阻力做功，机械能逐渐减小，D正确。
故选ABD。
28．BD
【解析】
【详解】
A．同步卫星周期相同，半径相等，质量不一定相等，故A错误；
BC．设地球的半径为R，则地球同步卫星的轨道半径为r=6.6R，已知地球的自转周期T=24h，
地球同步卫星的转动周期与地球的自转周期一致，若地球的自转周期变小，则同步卫星的转动周期变小．
由公式可知，做圆周运动的半径越小，则运动周期越小．
由于需要三颗卫星使地球赤道上任意两点之间保持无线电通讯，所以由几何关系可知三颗同步卫星的连线构成等边三角形并且三边与地球相切，如图：
由几何关系可知地球同步卫星的轨道半径为=2R．距离地面高度等于地球半径；
由开普勒第三定律得：=4h，故B正确，C错误；
D．根据，目前的同步卫星和地球自转周期最小值的同步卫星的向心加速度之比为=1∶(3.3)2，故D正确．
29．AC
【解析】
【详解】
根据＝mr得，M＝，选项A正确，选项B错误；在地球的表面附近有mg＝，则M＝，选项C正确，选项D错误．
30．CD
【解析】
【详解】
A、物体A与同步通信卫星C转动周期相等，根据，由于物体A的轨道半径小于同步通信卫星C的轨道半径，故物体A的轨道加速度小于同步通信卫星C的加速度，即；根据加速度公式，由于近地卫星B的轨道半径小于同步通信卫星C的轨道半径，故近地卫星的加速度小于同步通信卫星的加速度，即，故 ，故A错误；
B、由，解得：，卫星的半径r越大，速度v越小，所以B的速度最大，在相同时间内转过的弧长最长，故B错误；
C、C是地球同步卫星，周期是，则C在 内转过的圆心角是，故C正确；
D、若卫星B要靠近C所在轨道，需要先加速，做离心运动，故D正确．
点睛：本题抓住同步卫星为参考量，同步卫星与地球自转同步，可以比较AC的参量关系，再根据万有引力提供圆周运动向心力比较BC参量关系，掌握相关规律是解决问题的关键．
31．BC
【解析】
【详解】
A项：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的向心加速度大．
由，解得：，卫星的轨道半径越大，向心加速度越小，则同步卫星的向心加速度小于b的向心加速度，而b的向心加速度约为g，故知a的向心加速度小于重力加速度g，故A错误；
B项：由，解得：，卫星的半径越大，角速度越小，所以b的角速度最大，在相同时间内转过的弧长最长．故B正确；
C项：c是地球同步卫星，周期是24h，则c在4h内转过的圆心角是，故C正确；
D项：由开普勒第三定律知，卫星的半径越大，周期越大，所以d的运动周期大于c的周期24h，故D错误．
点晴：对于卫星问题，要建立物理模型，根据万有引力提供向心力，同步卫星的周期必须与地球自转周期相同，角速度相同，根据a=ω2r比较a与c的向心加速度大小，再比较c的向心加速度与g的大小．根据万有引力提供向心力，列出等式得出角速度与半径的关系，分析弧长关系．根据开普勒第三定律判断d与c的周期关系．
32．AC
【解析】
【详解】
A. 7.9km/s即第一宇宙速度，是发射卫星的最小发射速度；11.2km/s即第二宇宙速度，发射速度超过此速度的卫星将脱离地球的引力．北斗导航第47颗卫星属于地球卫星，其发射速度应大于7. 9 km/s而小于11. 2 km/s，故A项正确；
CD.设该卫星环绕地球做勻速圆周运动的速度为v，周期为T，由万有引力定律得
=mg，
，
，
a=，
联立解得：
v=4 km/s，T=11 h，a=0. 6125 m/s2，
故C项正确，D项错误；
B.该卫星每天绕地球大约运行圈数为n=2. 2圈，故B项错误．
33．（1）（2）
【解析】
【分析】
【详解】
（1）对圆轨道，由牛顿第二定律和万有引力定律
解得
（2）对椭圆轨道，由开普勒第三定律
对圆轨道
解得
34．（1） （2）
【解析】
【详解】
（1）设质量为m的卫星绕火星表面飞行速度为v，万有引力提供向心力
①
又由于
②
得
（2）其同步卫星的周期等于其自转周期T
则对其同步卫星有
③
联立②③解得
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