人教版新教材必修二 7.4 宇宙航行近地、同步卫星专题（含答案）
文档属性
| 名称 | 人教版新教材必修二 7.4 宇宙航行近地、同步卫星专题（含答案） |  | |
| 格式 | zip | ||
| 文件大小 | 631.6KB | ||
| 资源类型 | 教案 | ||
| 版本资源 | 人教版（2019） | ||
| 科目 | 物理 | ||
| 更新时间 | 2022-11-27 13:01:56 | ||
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文档简介
人教版新教材必修二第七章近地、同步卫星专题（含答案）
学校:___________姓名：___________班级：___________考号：___________
一、单选题（本大题共10小题，共60.0分）
年月日，我国在西昌卫星发射中心以“一箭双星”方式成功发射了第四十二、四十三颗北斗导航卫星，这两颗卫星属于中圆地球轨道卫星，是我国北斗三号系第十八、十九颗组网卫星。已知中圆地球轨道卫星的周期为，下列说法正确的是( )
A. 中圆地球轨道卫星的轨道高度大于地球同步卫星的轨道高度
B. 中圆地球轨道卫星做圆周运动所需的向心力大于地球同步卫星所需的向心力
C. 中圆地球轨道卫星的线速度小于地球同步卫星的线速度
D. 若中圆地球轨道卫星和地球同步卫星在同一轨道面内同向运动，则二者最近所需的时间间隔大于
气象卫星是世界上应用最广的卫星之一，气象卫星按轨道的不同分为极地气象卫星和地球同步气象卫星。假设有一个极地气象卫星绕地球做匀速圆周运动，轨道平面与赤道平面垂直，周期为，则下列说法正确的是( )
A. 该极地气象卫星每次从南向北都经过地球赤道上同一地点的上空
B. 该极地气象卫星一昼夜经过地球赤道上空次
C. 该极地气象卫星比同步气象卫星离地面的高度大
D. 该极地气象卫星比同步气象卫星的运动速度小
年月日，我国在西昌卫星发射中心用长征三号乙运载火箭成功发射了被称作北斗三号系统收官卫星的第颗卫星，至此，北斗三号全球卫星导航系统提前半年完成星座部署．假设地球的某个同步卫星公转方向与地球的公转方向一致，且地球轨道与卫星轨道在同一平面内．如下图，某时刻地球，太阳和该卫星第一次在同一直线上，经过时间，三者第三次在同一直线上相对位置的顺序不变已知同步卫星绕地球做匀速圆周运动的周期为，地球与太阳间的距离为，引力常量为，则太阳的质量为( )
A. B. C. D.
宇宙中某一质量为、半径为的星球，有三颗卫星，，在同一平面上沿逆时针方向做匀速圆周运动，其位置关系如图所示其中到该星球表面的高度为，已知引力常量为，则下列说法不正确的是
A. 卫星的公转周期为
B. 卫星加速后可以追到
C. 三颗卫星的线速度大小
D. 三颗卫星的向心加速度大小关系为
如图所示，一颗卫星与同步卫星在同一轨道面内，运行方向相同，其轨道半径为同步卫星轨道半径的二分之一，地球自转的周期为。从该卫星与同步卫星距离最近的位置开始计时，到第一次两卫星连线与该卫星轨道相切所经历的时间为( )
A. B. C. D.
如图，三个质点、、的质量分别为、、远大于及，在万有引力作用下，、在同一平面内绕沿逆时针方向做匀速圆周运动，已知轨道半径之比为：：，则下列说法中正确的有( )
A. 、运动的周期之比为：：
B. 、运动的周期之比为：：
C. 从图示位置开始，在转动一周的过程中， 、 、共线次
D. 从图示位置开始，在转动一周的过程中， 、 、共线次
“火星合日”是指火星、太阳、地球三者之间形成一条直线时，从地球的方位观察，火星位于太阳的正后方，火星被太阳完全遮蔽的现象，如图所示，已知地球、火星绕太阳运行的方向相同，若把火星和地球绕太阳运行的轨道视为圆，火星绕太阳运动的公转周期约等于地球公转周期的倍，由此可知( )
A. “火星合日”约每年出现一次 B. “火星合日”约每年出现一次
C. 火星的公转半径约为地球公转半径的倍 D. 火星的公转半径约为地球公转半径的倍
如图所示，质量相同的三颗卫星、、绕地球做匀速圆周运动，其中、在地球的同步轨道上，距离地球表面的高度为，此时、恰好相距最近，已知地球质量为、半径为、地球自转的角速度为，引力常量为，则( )
A. 发射卫星的速度要大于
B. 卫星的周期大于卫星的周期
C. 卫星和卫星下一次相距最近还需经过
D. 若要卫星与卫星实现对接，可让卫星加速
两颗人造卫星绕地球逆时针运动，卫星、卫星分别沿圆轨道、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不相等
C. 两颗卫星在或点处可能相遇 D. 两卫星永远不可能相遇
如图所示，质量相同的三颗卫星、、绕地球做匀速圆周运动，其中、在地球的同步轨道上，距离地球表面的高度为，此时、恰好相距最近，已知地球质量为、半径为、地球自转的角速度为引力常量为，则下列说法错误的是( )
A. 发射卫星的速度要大于第一宇宙速度小于第二宇宙速度
B. 卫星的速度小于卫星的速度
C. 卫星和卫星下一次相距最近还需经过
D. 若要卫星与卫星实现对接，可让卫星先减速后加速
二、计算题（本大题共3小题，共40.0分）
年月，我国成功发射第颗北斗导航卫星。这颗卫星是地球同步卫星，其运行周期与地球的自转周期相同。已知地球的半径为，地球表面的重力加速度为，引力常量为，求该卫星的轨道半径和地球平均密度。
年新年国内科技新闻揭晓，北斗导航系统全面建成成功入选北斗卫星导航系统空间段由颗卫星组成，其中有颗地球同步卫星。已知地球同步卫星距地面的高度为，地球半径为，地球的自转周期为，万有引力常量为，设地球赤道表面上的物体随地球自转的线速度大小为，同步卫星运行时的线速度的大小为。求：
与之比；
地球的质量。
已知地球半径为，地球表面的重力加速度为，地球自转的周期为，求：
地球同步卫星的角速度；
地球同步卫星的高度；
地球同步卫星的向心加速度大小。
答案和解析
1.【答案】
【解析】
【分析】
人造地球卫星绕地球做匀速圆周运动，根据人造卫星的万有引力等于向心力，列式求出线速度、角速度、周期和向心力的表达式，据此分析。
由万有引力提供向心力，用不同的物理量来表示出向心力得出各量与半径的关系是解题的关键。
【解答】
由万有引力提供向心力：
解得：；；；；
A.由得知周期小的轨道半径小，中圆轨道卫星的轨道半径小于地球同步卫星的轨道半径，所以中圆地球轨道卫星的轨道高度小于地球同步卫星的轨道高度，故 A错误；
B.因向心力与质量有关，质量关系不可知，则力的大小关系不可知，故B错误；
C.由可知半径小的线速度大，中圆地球轨道卫星的线速度大于地球同步卫星的线速度，故 C错误；
D.两次相距最近所需的时间间隔为为，则 得，则二者两次相距最近所需的时间间隔大于，故D正确。
故选D。
2.【答案】
【解析】B.极地气象卫星一昼夜转动周，转动一周次经过地球赤道上空，B正确；
A.由于地球的自转，极地气象卫星从南向北经过地球赤道上不同地点的上空，A错误；
根据万有引力提供向心力得，解得，。同步气象卫星的周期为，轨道半径比极地气象卫星的大，运行速度比极地气象卫星的小，、D错误。
故选：。
解决本题的关键掌握万有引力提供向心力这一重要理论，知道线速度、周期与轨道半径的关系，并能灵活运用，难度不大。
3.【答案】
【解析】
【分析】
当、和再次在同一直线上时，卫星做圆周运动所转过的角度比多，根据角速度的定义式列出方程从而分析求解出行星的角速度，再根据万有引力提供向心力求解恒星的质量。
解决该题的关键是明确知道在所给的时间内卫星和行星转过角度关系，熟记角速度的定义式，从而能找到行星和卫星在某段时间转过的角度求解公式。
【解答】
因为经过时间、、和三者第三次在同一直线上，则满足：
即为：
则有：
所以有：，
绕做匀速圆周运动时，万有引力提供向心力，所以有：，
联立解得：，故C正确，ABD错误。
故选：。
4.【答案】
【解析】
【分析】
根据万有引力提供圆周运动向心力，得出周期、线速度、向心加速度与半径的关系式分析求解即可。
该题中，万有引力提供圆周运动向心力，熟悉掌握万有引力及向心力的不同表达式是正确解题的关键。
【解答】
由题意知，根据万有引力提供圆周运动向心力有：
A.卫星运动的周期，故A正确；
B.卫星加速后需要的向心力增大，则卫星不能继续做匀速圆周运动，而是将做离心运动，运动到更高的轨道上，所以不能追上，故B错误；
C.卫星的运动速度：，由于，所以，故C正确；
D.卫星运动的加速度：，由于，所以，故D正确；
本题选择不正确，故选B。
5.【答案】
【解析】
【分析】
由开普勒第三定律求出该卫星的周期，由几何关系求出从该卫星与同步卫星距离最近的位置开始计时，到第一次两卫星连线与该卫星轨道相切，两卫星与地球的连线所扫过的角度关系，据此列式即可分析。
本题的关键是由几何关系求出从该卫星与同步卫星距离最近的位置开始计时，到第一次两卫星连线与该卫星轨道相切，两卫星与地球的连线所扫过的角度关系。
【解答】
设卫星的轨道半径为，则同步卫星的轨道半径为，根据开普勒第三定律可得，可得卫星的周期为，由几何关系可知，当两卫星连线与该卫星轨道相切时，该卫星相对同步卫星转过的角度为，则从该卫星与同步卫星距离最近的位置开始计时，到第一次两卫星连线与该卫星轨道相切，两卫星与地球的连线所扫过的角度关系为，则可得，故B正确，ACD错误。
故选B。
6.【答案】
【解析】解：、万有引力提供向心力，则，有，则：：：，故B错误，A正确；
、设每隔时间，、共线一次，则，所以
故从图示位置开始，在转动一周的过程中，、、共线，有，故CD错误。
故选：。
本题根据向心力来源列式，即可求出周期之比；第二问中，可以以质点、系统为参考系，则质点转动圈，共线次。
7.【答案】
【解析】
【分析】
由圆周运动的规律可得出多长时间火星、地球及月球处在同一直线上；由万有引力充当向心力可知火星半径与地球半径的大小关系。
【解答】
这种现象再次发生时，地球比火星多转一圈，，解得年，故A错误，B错误；
由可知，，故半径与成比，故火星的公转半径约为地球公转半径的倍；故C正确，D错误；故选C。
8.【答案】
【解析】
【分析】
第一宇宙速度是指在地球上发射的物体绕地球飞行作圆周运动所需的最小初始速度，第二宇宙速度是物体挣脱地球引力束缚的最小发射速度。卫星从低轨道到高轨道需要克服引力做较多的功．、在地球的同步轨道上，所以卫星、和地球具有相同的周期和角速度。
理解三种宇宙速度，特别注意第一宇宙速度的三种说法．能抓住万有引力提供向心力列出等式解决问题的思路，再进行讨论求解。
【解答】
A.卫星绕地球做匀速圆周运动，是指在地球上发射的物体绕地球飞行作圆周运动所需的最小初始速度，是物体挣脱地球引力束缚的最小发射速度．所以发射卫星时速度大于，而小于，故A错误；
B.根据万有引力提供圆周运动向心力，可得周期，轨道半径大的卫星的周期大，故B错误；
C.、在地球的同步轨道上，所以卫星、和地球具有相同的周期和角速度．
由万有引力提供向心力，即得：
距离地球表面的高度为，所以卫星的角速度
此时、恰好相距最近，到卫星和下一次相距最近，
得：，故C正确；
D.让卫星加速，所需的向心力增大，由于万有引力小于所需的向心力，卫星会做离心运动，离开原轨道，所以不能与实现对接，故D错误。
故选C。
9.【答案】
【解析】A.为椭圆轨道的远地点，速度小于对应圆轨道的环绕速度，表示做匀速圆周运动的速度，根据 可知， ，选项A错误；
B.两个轨道上的卫星运动到点时，所受的万有引力产生加速度，加速度大小相等，选项B错误；
椭圆的半长轴与圆轨道的半径相同，根据开普勒第三定律知，两颗卫星的运动周期相等，则不会相遇，选项D正确，C错误。
10.【答案】
【解析】解：、第一宇宙速度是最小的发射速度，发射速度达到第二宇宙速度，将挣脱地球引力，不再绕地球飞行，所以发射卫星的速度要大于第一宇宙速度小于第二宇宙速度，故A正确．
B、根据知，的轨道半径大，则的线速度较小，可知的速度大于的速度，故B错误．
C、根据得，卫星的角速度，根据得，卫星和卫星下一次相距最近还需经过，故C正确．
D、若要卫星与卫星实现对接，可让卫星先减速，做近心运动，然后加速做离心运动，从而实现对接，故D正确．
本题选错误的，故选：．
第一宇宙速度是指在地球上发射的物体绕地球飞行作圆周运动所需的最小初始速度，第二宇宙速度是物体挣脱地球引力束缚的最小发射速度．根据线速度与轨道半径的关系比较、的线速度．根据万有引力提供向心力得出卫星的角速度，抓住两卫星转过的角度相差求出下一次相距最近经历的时间．
理解三种宇宙速度，特别注意第一宇宙速度的几种说法．能抓住万有引力提供向心力列出等式解决问题的思路，再进行讨论求解
11.【答案】解：在地球表面上的物体：
对地球的同步卫星：
联立两式，解得该卫星的轨道半径
地球平均密度
【解析】分别根据万有引力等于重力和万有引力提供向心力得到地面上物体和同步卫星的运动方程，联立解得卫星的轨道半径；
根据得到地球的平均密度。
12.【答案】解：地球赤道表面的物体随地球自转的周期为，轨道半径为，所以线速度大小为
设同步卫星运行时的线速度的大小，则
则
设地球的质量，同步卫星的质量为，同步卫星轨道半径为，周期等于地球自转的周期
由牛顿第二定律有
可得地球的质量
答：与之比为；
地球的质量为。
【解析】根据周期、线速度和半径的关系分析。
根据万有引力提供向心力，求解地球质量。
此题考查了人造卫星的相关知识，解题的关键是明确万有引力提供向心力，列出相应的关系式。
13.【答案】解：根据可得：；
根据可得：
又因为可得：，所以
所以
地球同步卫星的向心加速度大小：
答：地球同步卫星的角速度为；
地球同步卫星的高度为；
地球同步卫星的向心加速度大小为。
【解析】根据万有引力提供向心力求出同步卫星的角速度，距地面的高度以及向心加速度。
本题主要考查了同步卫星的计算，解题关键是掌握万有引力用来提供向心力。
第1页，共1页
学校:___________姓名：___________班级：___________考号：___________
一、单选题（本大题共10小题，共60.0分）
年月日，我国在西昌卫星发射中心以“一箭双星”方式成功发射了第四十二、四十三颗北斗导航卫星，这两颗卫星属于中圆地球轨道卫星，是我国北斗三号系第十八、十九颗组网卫星。已知中圆地球轨道卫星的周期为，下列说法正确的是( )
A. 中圆地球轨道卫星的轨道高度大于地球同步卫星的轨道高度
B. 中圆地球轨道卫星做圆周运动所需的向心力大于地球同步卫星所需的向心力
C. 中圆地球轨道卫星的线速度小于地球同步卫星的线速度
D. 若中圆地球轨道卫星和地球同步卫星在同一轨道面内同向运动，则二者最近所需的时间间隔大于
气象卫星是世界上应用最广的卫星之一，气象卫星按轨道的不同分为极地气象卫星和地球同步气象卫星。假设有一个极地气象卫星绕地球做匀速圆周运动，轨道平面与赤道平面垂直，周期为，则下列说法正确的是( )
A. 该极地气象卫星每次从南向北都经过地球赤道上同一地点的上空
B. 该极地气象卫星一昼夜经过地球赤道上空次
C. 该极地气象卫星比同步气象卫星离地面的高度大
D. 该极地气象卫星比同步气象卫星的运动速度小
年月日，我国在西昌卫星发射中心用长征三号乙运载火箭成功发射了被称作北斗三号系统收官卫星的第颗卫星，至此，北斗三号全球卫星导航系统提前半年完成星座部署．假设地球的某个同步卫星公转方向与地球的公转方向一致，且地球轨道与卫星轨道在同一平面内．如下图，某时刻地球，太阳和该卫星第一次在同一直线上，经过时间，三者第三次在同一直线上相对位置的顺序不变已知同步卫星绕地球做匀速圆周运动的周期为，地球与太阳间的距离为，引力常量为，则太阳的质量为( )
A. B. C. D.
宇宙中某一质量为、半径为的星球，有三颗卫星，，在同一平面上沿逆时针方向做匀速圆周运动，其位置关系如图所示其中到该星球表面的高度为，已知引力常量为，则下列说法不正确的是
A. 卫星的公转周期为
B. 卫星加速后可以追到
C. 三颗卫星的线速度大小
D. 三颗卫星的向心加速度大小关系为
如图所示，一颗卫星与同步卫星在同一轨道面内，运行方向相同，其轨道半径为同步卫星轨道半径的二分之一，地球自转的周期为。从该卫星与同步卫星距离最近的位置开始计时，到第一次两卫星连线与该卫星轨道相切所经历的时间为( )
A. B. C. D.
如图，三个质点、、的质量分别为、、远大于及，在万有引力作用下，、在同一平面内绕沿逆时针方向做匀速圆周运动，已知轨道半径之比为：：，则下列说法中正确的有( )
A. 、运动的周期之比为：：
B. 、运动的周期之比为：：
C. 从图示位置开始，在转动一周的过程中， 、 、共线次
D. 从图示位置开始，在转动一周的过程中， 、 、共线次
“火星合日”是指火星、太阳、地球三者之间形成一条直线时，从地球的方位观察，火星位于太阳的正后方，火星被太阳完全遮蔽的现象，如图所示，已知地球、火星绕太阳运行的方向相同，若把火星和地球绕太阳运行的轨道视为圆，火星绕太阳运动的公转周期约等于地球公转周期的倍，由此可知( )
A. “火星合日”约每年出现一次 B. “火星合日”约每年出现一次
C. 火星的公转半径约为地球公转半径的倍 D. 火星的公转半径约为地球公转半径的倍
如图所示，质量相同的三颗卫星、、绕地球做匀速圆周运动，其中、在地球的同步轨道上，距离地球表面的高度为，此时、恰好相距最近，已知地球质量为、半径为、地球自转的角速度为，引力常量为，则( )
A. 发射卫星的速度要大于
B. 卫星的周期大于卫星的周期
C. 卫星和卫星下一次相距最近还需经过
D. 若要卫星与卫星实现对接，可让卫星加速
两颗人造卫星绕地球逆时针运动，卫星、卫星分别沿圆轨道、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不相等
C. 两颗卫星在或点处可能相遇 D. 两卫星永远不可能相遇
如图所示，质量相同的三颗卫星、、绕地球做匀速圆周运动，其中、在地球的同步轨道上，距离地球表面的高度为，此时、恰好相距最近，已知地球质量为、半径为、地球自转的角速度为引力常量为，则下列说法错误的是( )
A. 发射卫星的速度要大于第一宇宙速度小于第二宇宙速度
B. 卫星的速度小于卫星的速度
C. 卫星和卫星下一次相距最近还需经过
D. 若要卫星与卫星实现对接，可让卫星先减速后加速
二、计算题（本大题共3小题，共40.0分）
年月，我国成功发射第颗北斗导航卫星。这颗卫星是地球同步卫星，其运行周期与地球的自转周期相同。已知地球的半径为，地球表面的重力加速度为，引力常量为，求该卫星的轨道半径和地球平均密度。
年新年国内科技新闻揭晓，北斗导航系统全面建成成功入选北斗卫星导航系统空间段由颗卫星组成，其中有颗地球同步卫星。已知地球同步卫星距地面的高度为，地球半径为，地球的自转周期为，万有引力常量为，设地球赤道表面上的物体随地球自转的线速度大小为，同步卫星运行时的线速度的大小为。求：
与之比；
地球的质量。
已知地球半径为，地球表面的重力加速度为，地球自转的周期为，求：
地球同步卫星的角速度；
地球同步卫星的高度；
地球同步卫星的向心加速度大小。
答案和解析
1.【答案】
【解析】
【分析】
人造地球卫星绕地球做匀速圆周运动，根据人造卫星的万有引力等于向心力，列式求出线速度、角速度、周期和向心力的表达式，据此分析。
由万有引力提供向心力，用不同的物理量来表示出向心力得出各量与半径的关系是解题的关键。
【解答】
由万有引力提供向心力：
解得：；；；；
A.由得知周期小的轨道半径小，中圆轨道卫星的轨道半径小于地球同步卫星的轨道半径，所以中圆地球轨道卫星的轨道高度小于地球同步卫星的轨道高度，故 A错误；
B.因向心力与质量有关，质量关系不可知，则力的大小关系不可知，故B错误；
C.由可知半径小的线速度大，中圆地球轨道卫星的线速度大于地球同步卫星的线速度，故 C错误；
D.两次相距最近所需的时间间隔为为，则 得，则二者两次相距最近所需的时间间隔大于，故D正确。
故选D。
2.【答案】
【解析】B.极地气象卫星一昼夜转动周，转动一周次经过地球赤道上空，B正确；
A.由于地球的自转，极地气象卫星从南向北经过地球赤道上不同地点的上空，A错误；
根据万有引力提供向心力得，解得，。同步气象卫星的周期为，轨道半径比极地气象卫星的大，运行速度比极地气象卫星的小，、D错误。
故选：。
解决本题的关键掌握万有引力提供向心力这一重要理论，知道线速度、周期与轨道半径的关系，并能灵活运用，难度不大。
3.【答案】
【解析】
【分析】
当、和再次在同一直线上时，卫星做圆周运动所转过的角度比多，根据角速度的定义式列出方程从而分析求解出行星的角速度，再根据万有引力提供向心力求解恒星的质量。
解决该题的关键是明确知道在所给的时间内卫星和行星转过角度关系，熟记角速度的定义式，从而能找到行星和卫星在某段时间转过的角度求解公式。
【解答】
因为经过时间、、和三者第三次在同一直线上，则满足：
即为：
则有：
所以有：，
绕做匀速圆周运动时，万有引力提供向心力，所以有：，
联立解得：，故C正确，ABD错误。
故选：。
4.【答案】
【解析】
【分析】
根据万有引力提供圆周运动向心力，得出周期、线速度、向心加速度与半径的关系式分析求解即可。
该题中，万有引力提供圆周运动向心力，熟悉掌握万有引力及向心力的不同表达式是正确解题的关键。
【解答】
由题意知，根据万有引力提供圆周运动向心力有：
A.卫星运动的周期，故A正确；
B.卫星加速后需要的向心力增大，则卫星不能继续做匀速圆周运动，而是将做离心运动，运动到更高的轨道上，所以不能追上，故B错误；
C.卫星的运动速度：，由于，所以，故C正确；
D.卫星运动的加速度：，由于，所以，故D正确；
本题选择不正确，故选B。
5.【答案】
【解析】
【分析】
由开普勒第三定律求出该卫星的周期，由几何关系求出从该卫星与同步卫星距离最近的位置开始计时，到第一次两卫星连线与该卫星轨道相切，两卫星与地球的连线所扫过的角度关系，据此列式即可分析。
本题的关键是由几何关系求出从该卫星与同步卫星距离最近的位置开始计时，到第一次两卫星连线与该卫星轨道相切，两卫星与地球的连线所扫过的角度关系。
【解答】
设卫星的轨道半径为，则同步卫星的轨道半径为，根据开普勒第三定律可得，可得卫星的周期为，由几何关系可知，当两卫星连线与该卫星轨道相切时，该卫星相对同步卫星转过的角度为，则从该卫星与同步卫星距离最近的位置开始计时，到第一次两卫星连线与该卫星轨道相切，两卫星与地球的连线所扫过的角度关系为，则可得，故B正确，ACD错误。
故选B。
6.【答案】
【解析】解：、万有引力提供向心力，则，有，则：：：，故B错误，A正确；
、设每隔时间，、共线一次，则，所以
故从图示位置开始，在转动一周的过程中，、、共线，有，故CD错误。
故选：。
本题根据向心力来源列式，即可求出周期之比；第二问中，可以以质点、系统为参考系，则质点转动圈，共线次。
7.【答案】
【解析】
【分析】
由圆周运动的规律可得出多长时间火星、地球及月球处在同一直线上；由万有引力充当向心力可知火星半径与地球半径的大小关系。
【解答】
这种现象再次发生时，地球比火星多转一圈，，解得年，故A错误，B错误；
由可知，，故半径与成比，故火星的公转半径约为地球公转半径的倍；故C正确，D错误；故选C。
8.【答案】
【解析】
【分析】
第一宇宙速度是指在地球上发射的物体绕地球飞行作圆周运动所需的最小初始速度，第二宇宙速度是物体挣脱地球引力束缚的最小发射速度。卫星从低轨道到高轨道需要克服引力做较多的功．、在地球的同步轨道上，所以卫星、和地球具有相同的周期和角速度。
理解三种宇宙速度，特别注意第一宇宙速度的三种说法．能抓住万有引力提供向心力列出等式解决问题的思路，再进行讨论求解。
【解答】
A.卫星绕地球做匀速圆周运动，是指在地球上发射的物体绕地球飞行作圆周运动所需的最小初始速度，是物体挣脱地球引力束缚的最小发射速度．所以发射卫星时速度大于，而小于，故A错误；
B.根据万有引力提供圆周运动向心力，可得周期，轨道半径大的卫星的周期大，故B错误；
C.、在地球的同步轨道上，所以卫星、和地球具有相同的周期和角速度．
由万有引力提供向心力，即得：
距离地球表面的高度为，所以卫星的角速度
此时、恰好相距最近，到卫星和下一次相距最近，
得：，故C正确；
D.让卫星加速，所需的向心力增大，由于万有引力小于所需的向心力，卫星会做离心运动，离开原轨道，所以不能与实现对接，故D错误。
故选C。
9.【答案】
【解析】A.为椭圆轨道的远地点，速度小于对应圆轨道的环绕速度，表示做匀速圆周运动的速度，根据 可知， ，选项A错误；
B.两个轨道上的卫星运动到点时，所受的万有引力产生加速度，加速度大小相等，选项B错误；
椭圆的半长轴与圆轨道的半径相同，根据开普勒第三定律知，两颗卫星的运动周期相等，则不会相遇，选项D正确，C错误。
10.【答案】
【解析】解：、第一宇宙速度是最小的发射速度，发射速度达到第二宇宙速度，将挣脱地球引力，不再绕地球飞行，所以发射卫星的速度要大于第一宇宙速度小于第二宇宙速度，故A正确．
B、根据知，的轨道半径大，则的线速度较小，可知的速度大于的速度，故B错误．
C、根据得，卫星的角速度，根据得，卫星和卫星下一次相距最近还需经过，故C正确．
D、若要卫星与卫星实现对接，可让卫星先减速，做近心运动，然后加速做离心运动，从而实现对接，故D正确．
本题选错误的，故选：．
第一宇宙速度是指在地球上发射的物体绕地球飞行作圆周运动所需的最小初始速度，第二宇宙速度是物体挣脱地球引力束缚的最小发射速度．根据线速度与轨道半径的关系比较、的线速度．根据万有引力提供向心力得出卫星的角速度，抓住两卫星转过的角度相差求出下一次相距最近经历的时间．
理解三种宇宙速度，特别注意第一宇宙速度的几种说法．能抓住万有引力提供向心力列出等式解决问题的思路，再进行讨论求解
11.【答案】解：在地球表面上的物体：
对地球的同步卫星：
联立两式，解得该卫星的轨道半径
地球平均密度
【解析】分别根据万有引力等于重力和万有引力提供向心力得到地面上物体和同步卫星的运动方程，联立解得卫星的轨道半径；
根据得到地球的平均密度。
12.【答案】解：地球赤道表面的物体随地球自转的周期为，轨道半径为，所以线速度大小为
设同步卫星运行时的线速度的大小，则
则
设地球的质量，同步卫星的质量为，同步卫星轨道半径为，周期等于地球自转的周期
由牛顿第二定律有
可得地球的质量
答：与之比为；
地球的质量为。
【解析】根据周期、线速度和半径的关系分析。
根据万有引力提供向心力，求解地球质量。
此题考查了人造卫星的相关知识，解题的关键是明确万有引力提供向心力，列出相应的关系式。
13.【答案】解：根据可得：；
根据可得：
又因为可得：，所以
所以
地球同步卫星的向心加速度大小：
答：地球同步卫星的角速度为；
地球同步卫星的高度为；
地球同步卫星的向心加速度大小为。
【解析】根据万有引力提供向心力求出同步卫星的角速度，距地面的高度以及向心加速度。
本题主要考查了同步卫星的计算，解题关键是掌握万有引力用来提供向心力。
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