2018-2019学年人教版高中物理 必修二　6.5 宇宙航行 同步练习

2018-2019学年人教版高中物理 必修二　6.5 宇宙航行 同步练习
一、单选题
1．（2018-2019学年人教版高中物理 必修二　6.5 宇宙航行 同步练习 ）人造地球卫星绕地球做匀速圆周运动，假如卫星的线速度减小到原来的 ，卫星仍然做匀速圆周运动，则（　　）
A．卫星的向心加速度减小到原来的
B．卫星的周期增大到原来的8倍
C．卫星的角速度减小到原来的
D．卫星的周期增大到原来的2倍
2．（2018-2019学年人教版高中物理 必修二　6.5 宇宙航行 同步练习 ）人造地球卫星以恒定的速率绕地球表面做圆周运动时，在转过半周的过程中，有关位移的大小说法正确的是（　　）
A．位移的大小是圆轨道的直径
B．位移的大小是圆轨道的半径
C．位移的大小是圆周长的一半
D．因为是曲线运动所以位移的大小无法确定
3．（2018-2019学年人教版高中物理 必修二　6.5 宇宙航行 同步练习 ）两颗人造地球卫星，都绕地球作圆周运动，它们的质量相等，轨道半径之比 ，则它们的速度大小之比 等于（　　）
A．2 B． C． D．4
4．（2017高一下·漯河期末）我国将发射“天宫二号”空间实验室，之后发射“神舟十一号”飞船与“天宫二号”对接．假设“天宫二号”与“神舟十一号”都围绕地球做匀速圆周运动，为了实现飞船与空间实验室的对接，下列措施可行的是（　　）
A．使飞船与空间实验室在同一轨道上运行，然后飞船加速追上空间实验室实现对接
B．使飞船与空间实验室在同一轨道上运行，然后空间实验室减速等待飞船实现对接
C．飞船先在比空间实验室半径小的轨道上加速，加速后飞船逐渐靠近空间实验室，两者速度接近时实现对接
D．飞船先在比空间实验室半径小的轨道上减速，减速后飞船逐渐靠近空间实验室，两者速度接近时实现对接
5．（2018-2019学年人教版高中物理 必修二　6.5 宇宙航行 同步练习 ）绳系卫星是由一根绳索栓在一个航天器上的卫星，可以在这个航天器的下方或上方一起绕地球运行 如图所示，绳系卫星a系在航天飞机b上方，当它们一起在赤道上空共同绕地球作匀速圆周运动时 绳长不可忽略 下列说法正确的是（　　）
A．绳系卫星的线速度比航天飞机的线速度大
B．绳系卫星的角速度比航天飞机的角速度小
C．绳系卫星的周期比航天飞机的周期大
D．绳系卫星的向心加速度比航天飞机的向心加速度小
6．（2018-2019学年人教版高中物理 必修二　6.5 宇宙航行 同步练习 ）使物体脱离行星的引力束缚，不再绕该行星运行，从行星表面发射所需的最小速度称为第二宇宙速度，行星的第二宇宙速度 与第一宇宙速度 的关系是 已知某行星的半径为地球半径的三倍，即 ，它表面的重力加速度为地球表面重力加速度的 不计其他行星的影响，已知地球的第一宇宙速度为 ，则该行星的第二宇宙速度为（　　）
A． B． C． D．
7．（2017高一下·邹平期中）气象卫星是用来拍摄云层照片、观测气象资料和测量气象数据的．我国先后自行成功研制和发射了“风云一号”和“风云二号”两颗气象卫星．“风云一号”卫星轨道与赤道平面垂直并且通过两极，每12小时绕地球一周，称为“极地圆轨道”．“风云二号”气象卫星的轨道是在赤道平面内的“地球同步轨道”，则“风云一号”卫星比“风云二号”卫星（　　）
A．轨道半径小 B．线速度小
C．角速度小 D．向心加速度小
二、多选题
8．（2018-2019学年人教版高中物理 必修二　6.5 宇宙航行 同步练习 ）关于地球同步卫星，下列说法中正确的是（　　）
A．它的速度小于7.9km/s
B．它的速度大于7.9km/s
C．它的周期是24h，且轨道平面与赤道平面重合
D．每一个地球同步卫星离地面的高度是一样的
9．（2018-2019学年人教版高中物理 必修二　6.5 宇宙航行 同步练习 ）至今为止，我国北斗导航系统 已经全部完成了第二阶段的卫星发射任务，共有16颗卫星在工作，其中包括5颗地球静止轨道卫星，有关这16颗卫星，下列说法正确的是（　　）
A．卫星的质量可以都不相同
B．卫星的绕行方向可以都不相同
C．卫星的轨道半径可以都不相同
D．5颗地球静止轨道卫星轨道平面都相同
10．（2018-2019学年人教版高中物理 必修二　6.5 宇宙航行 同步练习 ）我国于12年下半年发射目标飞行器“天宫一号”，若“天宫一号”能在离地面约300km高的圆轨道上正常运行，两个月后再发射“神舟八号”飞船并与其进行对接试验，如图所示 下列说法中正确的是（　　）
A．“天宫一号”的发射速度应大于第二宇宙速度
B．对接后，“天宫一号”的速度小于第一宇宙速度
C．对接时，“神舟八号”与“天宫一号”的加速度相等
D．对接前，“神舟八号”欲追上“天宫一号”，必须在同一轨道上点火加速
11．（2018-2019学年人教版高中物理 必修二　6.5 宇宙航行 同步练习 ）在圆轨道上的质量为m的人造地球卫星，它到地面的距离等于地球半径R，地面上的重力加速度取g，则（　　）
A．卫星的线速度大小为 B．卫星的线速度大小为
C．卫星运动的周期为 D．卫星运动的加速度为
12．（2018-2019学年人教版高中物理 必修二　6.5 宇宙航行 同步练习 ）若我国发射的某颗人造卫星A，距离地面的高度恰好等于地球半径，设地球为均匀的球体，地球的半径为6370km，若已知地球的同步卫星据地面的高度为35600km，则对卫星A的描述正确的是（　　）
A．该卫星可能绕着地轴上的任一点做匀速圆周运动
B．该卫星的周期小于24h
C．该卫星的线速度大于
D．该卫星的角速度小于地球自转的角速度
三、解答题
13．（2018-2019学年人教版高中物理 必修二　6.5 宇宙航行 同步练习 ）已知地球半径为 R，地球表面的重力加速度为 g，不考虑地球自转的影响，推导第一宇宙速度 v1的表达式．
14．（2018-2019学年人教版高中物理 必修二　6.5 宇宙航行 同步练习 ）已知某人造地球卫星沿圆轨道运行，其轨道高度是 ，周期为24h，地球半径为 试从这些数据估算地球的质量．
15．（2018-2019学年人教版高中物理 必修二　6.5 宇宙航行 同步练习 ）“神舟六号”载人飞船于2005年10月12日上午9点整在酒泉航天发射场发射升空 由长征运载火箭将飞船送入近地点为A、远地点为B的椭圆轨道上，A点距地面的高度为 ，飞船飞行五圈后进行变轨，进入预定圆轨道，如图所示 在预定圆轨道上飞行N圈所用时间为t，于10月17日凌晨在内蒙古草原成功返回 已知地球表面重力加速度为g，地球半径为 求：
（1）飞船在A点的加速度大小．
（2）远地点B距地面的高度．
（3）沿着椭圆轨道从A到B的时间．
答案解析部分
1．【答案】B
【知识点】线速度、角速度和周期、转速；万有引力定律的应用
【解析】【解答】卫星绕地做匀速圆周运动，根据万有引力提供向心力，得： ，得 ， ， ， ；由 可得，当卫星的线速度减小到原来的 时，轨道半径增大为原来的4倍．由 ，得知，向心加速度减小到原来的 ．由 ，得知，卫星的周期增大到原来的8倍．由 得知，卫星的角速度减小到原来的 ACD不符合题意，B符合题意．
故答案为：B.
【分析】利用线速度和轨道半径的关系可以判断轨道半径的变化；利用向心加速度的表达式可以判别加速度的变化，利用周期的表达式可以判别周期的变化，利用周期和角速度的关系可以判别角速度的变化。
2．【答案】A
【知识点】位移与路程
【解析】【解答】人造地球卫星绕地球做匀速圆周运动，转过半周时，初末位置正好处于圆周直径的两个端点上，所以位移的大小即为圆轨道的直径，A符合题意，BCD不符合题意．
故答案为：A.
【分析】位移为起点指向终点，当运动轨迹为半圆时位移的大小恰好是圆的直径大小。
3．【答案】B
【知识点】万有引力定律的应用
【解析】【解答】人造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 ；得： ，轨道半径之比为： ，所以则它们的速度大小之比为： ，ACD不符合题意，B符合题意；
故答案为：B．
【分析】利用引力提供向心力可以推导出线速度的表达式，结合轨道半径的比值可以求出线速度的比值。
4．【答案】C
【知识点】离心运动和向心运动；卫星问题
【解析】【解答】解：A、B、在同一轨道上运行加速做离心运动，减速做向心运动均不可实现对接．AB不符合题意
C、飞船先在比空间实验室半径小的轨道上加速，则其做离心运动可使飞船逐渐靠近空间实验室，两者速度接近时实现对接．C符合题意
D、飞船先在比空间实验室半径小的轨道上减速，则其做向心运动，不可能与空间实验室相接触．D不符合题意．
故答案为：C
【分析】飞船在轨道上做匀速圆周运动，根据向心运动和离心运动的条件进行判断即可。
5．【答案】A
【知识点】万有引力定律的应用
【解析】【解答】绳系卫星在航天器的正上方，航天器和绳系卫星的角速度相同，则周期相同，B、C不符合题意，根据公式 ，卫星的半径大则线速度大，A符合题意；由 比知半径大的加速度大，则卫星的加速度大，则D不符合题意；
故答案为：A .
【分析】由于卫星和航天器的角速度相同所以周期相同，再利用轨道半径的大小可以判别线速度和向心加速度的大小。
6．【答案】A
【知识点】第一、第二与第三宇宙速度
【解析】【解答】设某星球的质量为M，半径为r，绕其飞行的卫星质量m，由万有引力提供向心力得：
解得： ①
又因它表面的重力加速度为地球表面重力加速度g的 ．得： ②
③
由①②③解得： ，
而 为地球的第一宇宙速度，故 ，A符合题意，BCD不符合题意．
故答案为：A．
【分析】利用引力提供向心力可以求出第一宇宙速度的大小，再利用引力提供向心力可以求某行星的第一宇宙速度的大小，进而求出第二宇宙速度的大小。
7．【答案】A
【知识点】线速度、角速度和周期、转速；万有引力定律的应用；卫星问题
【解析】【解答】解：A、风云二号卫星为地球同步轨道卫星，周期为24h，“风云一号”卫星是极地卫星，周期为12h，根据G =m 得到T=2 ，则得知，“风云一号”的轨道半径较小．故A正确；
B、据G =m 得，v= ，即轨道半径越大，线速度越小，“风云一号”卫星比“风云二号”卫星轨道高度小，所以线速度大，故B错误．
C、据G =mω2r得，ω= ，即轨道半径越大，角速度越小，“风云一号”卫星比“风云二号”卫星轨道高度小，所以角速度大．故C错误；
D、由万有引力提供向心加速度G =ma，得a= ，即轨道半径越大，向心加速度越小，“风云一号”卫星比“风云二号”卫星轨道高度小，向心加速度大，故D错误．
故选：A
【分析】风云二号卫星为地球同步轨道卫星，故周期为24h，“风云一号”卫星是极地卫星，周期为12h，根据G =m 得到周期与半径的关系式，由此可知周期越大，轨道半径越大，卫星离地面越高．卫星运行时万有引力提供向心力，可根据牛顿第二定律得到轨道半径、向心加速度以及线速度的大小关系，根据这个关系再讨论即可．
8．【答案】A,C,D
【知识点】第一、第二与第三宇宙速度；卫星问题
【解析】【解答】A、B、第一宇宙速度是近地卫星的环绕速度，也是最大的圆周运动的环绕速度．而同步卫星的轨道半径要大于近地卫星的轨道半径，根据 v=可以发现，同步卫星运行的线速度一定小于第一宇宙速度，A符合题意，B不符合题意；C、D、它若在除赤道所在平面外的任意点，假设实现了“同步”，那它的运动轨道所在平面与受到地球的引力就不在一个平面上，这是不可能的，因此同步卫星相对地面静止不动，根据万有引力提供向心力，列出等式： ，其中R为地球半径，h为同步卫星离地面的高度．由于同步卫星的周期必须与地球自转周期相同，所以T为一定值，根据上面等式得出：同步卫星离地面的高度h也为一定值．由于轨道半径一定，则线速度的大小也一定，CD符合题意．
故答案为：ACD．
【分析】地球同步卫星轨道半径大于近地卫星所以线速度小于第一宇宙速度；周期为24小时位置处于赤道平面上方；由于周期一样所以轨道半径都是相同的。
9．【答案】A,D
【知识点】卫星问题
【解析】【解答】卫星的质量可以都不相同，A符合题意；5颗地球静止轨道卫星，卫星的周期必须与地球自转周期相同，与地球相对静止，所以卫星的绕行方向必须都与地球自转方向相同，B不符合题意；
根据万有引力提供向心力，列出等式： ， ，由于同步卫星的周期必须与地球自转周期相同，所以T为一定值，根据上面等式得出：5颗地球静止轨道卫星的轨道半径相同，C不符合题意；5颗地球静止轨道卫星，它若在除赤道所在平面外的任意点，假设实现了“同步”，那它的运动轨道所在平面与受到地球的引力就不在一个平面上，这是不可能的，所以我国发射的同步通讯卫星必须定点在赤道上空，D符合题意；
故答案为：AD．
【分析】卫星质量不会影响圆周运动所以可以不同；同步卫星必须和地球同步所以运动方向相同；且周期一定轨道半径也相同；处于同一个赤道上空平面。
10．【答案】B,C
【知识点】卫星问题
【解析】【解答】第二宇宙速度是在地球上发射脱离地球飞行航天器的最小发射速度而天宫一号发射后绕地球不远的轨道上飞行，故其发射速度小于第二宇宙速度，A不符合题意；第一宇宙速度是绕地球圆周运动的最大速度，也是贴近地球表面飞行的航天器的速度，而对接后航天器轨道半径大于地球半径，故其运行速度小于第一宇宙速度，B符合题意；对接后神舟八号与天宫一号轨道半径相等，根据万有引力提供圆周运动向心力知，两者加速度相等，C符合题意；在同一轨道上点火加速，航天器将做离心运动而抬高轨道，故不能与同一轨道上的天宫一号实现对接，D不符合题意．
故答案为：BC．
【分析】天宫一号的发射速度必须大于第一宇宙速度，小于第二宇宙速度；对接时轨道半径相同所以向心加速度大小相等；在同一轨道加速会出现离心运动不能实现对轨。
11．【答案】B,C,D
【知识点】卫星问题
【解析】【解答】人造地球卫星绕地球做匀速圆周运动，根据万有引力提供向心力得： ；在地球表面，根据万有引力等于重力，得 ；可得， ，联立两式解得 ；周期 ；加速度为 ，A不符合题意，BCD符合题意．
故答案为：BCD
【分析】利用引力提供地球表面的重力可以求出黄金代换等式，结合引力提供向心力可以求出线速度、周期、加速度的大小。
12．【答案】B,C
【知识点】卫星问题
【解析】【解答】地球对卫星的万有引力充当向心力，所以该卫星只能绕着地心做匀速圆周运动，A不符合题意；根据 知，r越大，T越小，半径比较大的同步卫星周期为24h，知该卫星的周期小于24h，B符合题意；第一宇宙速度 ，卫星的线速度 ，C符合题意；由B知，卫星的周期小于同步卫星，则角速度大于同步卫星，也大于地球的自转角速度，D不符合题意；
故答案为：BC．
【分析】该卫星只能绕地心做匀速圆周运动；由于轨道半径小于同步卫星的轨道半径，所以运动周期小于同步卫星的周期，其角速度大于同步卫星的角速度；利用轨道半径和地球半径的关系可以求出线速度的大小。
13．【答案】解：第一宇宙速度是卫星在近地圆轨道上的环绕速度，重力等于万有引力，引力等于向心力，列式求解。
设卫星的质量为m，地球的质量为M，在地球表面附近有：
卫星受到的万有引力提供其圆周运动的向心力：
联立解得：
【知识点】万有引力定律的应用
【解析】【分析】利用引力提供向心力且引力形成地球表面重力可以联立求出线速度的大小。
14．【答案】解：轨道半径为：
根据万有引力等于向心力，有：
解得：
代入数据得：
【知识点】万有引力定律的应用
【解析】【分析】利用引力提供向心力结合轨道半径大小可以求出中心体的质量。
15．【答案】（1）解： 飞船在A点所受的万有引力 ．
由黄金代换式 ，得 ，
根据牛顿第二定律 ．
故飞船在A点的加速度为
（2）解： ，
所以
由黄金代换式 ， ，
所以
故远地点B距地面的高度为
（3）解： 椭圆轨道的半长轴
根据开普勒第三定律
所以沿着椭圆轨道从A到B的时间
【知识点】万有引力定律的应用
【解析】【分析】（1）利用万有引力提供向心力结合黄金代换式可以求出飞船在A点的加速度大小；
（2）利用引力提供向心力可以求出远地点的轨道距离，减去地球本身半径就是飞船距离地面的高度；
（3）利用行星的周期定律可以求出飞船沿椭圆的运动周期，周期的一半就是A到B的运动时间。
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一、单选题
1．（2018-2019学年人教版高中物理 必修二　6.5 宇宙航行 同步练习 ）人造地球卫星绕地球做匀速圆周运动，假如卫星的线速度减小到原来的 ，卫星仍然做匀速圆周运动，则（　　）
A．卫星的向心加速度减小到原来的
B．卫星的周期增大到原来的8倍
C．卫星的角速度减小到原来的
D．卫星的周期增大到原来的2倍
【答案】B
【知识点】线速度、角速度和周期、转速；万有引力定律的应用
【解析】【解答】卫星绕地做匀速圆周运动，根据万有引力提供向心力，得： ，得 ， ， ， ；由 可得，当卫星的线速度减小到原来的 时，轨道半径增大为原来的4倍．由 ，得知，向心加速度减小到原来的 ．由 ，得知，卫星的周期增大到原来的8倍．由 得知，卫星的角速度减小到原来的 ACD不符合题意，B符合题意．
故答案为：B.
【分析】利用线速度和轨道半径的关系可以判断轨道半径的变化；利用向心加速度的表达式可以判别加速度的变化，利用周期的表达式可以判别周期的变化，利用周期和角速度的关系可以判别角速度的变化。
2．（2018-2019学年人教版高中物理 必修二　6.5 宇宙航行 同步练习 ）人造地球卫星以恒定的速率绕地球表面做圆周运动时，在转过半周的过程中，有关位移的大小说法正确的是（　　）
A．位移的大小是圆轨道的直径
B．位移的大小是圆轨道的半径
C．位移的大小是圆周长的一半
D．因为是曲线运动所以位移的大小无法确定
【答案】A
【知识点】位移与路程
【解析】【解答】人造地球卫星绕地球做匀速圆周运动，转过半周时，初末位置正好处于圆周直径的两个端点上，所以位移的大小即为圆轨道的直径，A符合题意，BCD不符合题意．
故答案为：A.
【分析】位移为起点指向终点，当运动轨迹为半圆时位移的大小恰好是圆的直径大小。
3．（2018-2019学年人教版高中物理 必修二　6.5 宇宙航行 同步练习 ）两颗人造地球卫星，都绕地球作圆周运动，它们的质量相等，轨道半径之比 ，则它们的速度大小之比 等于（　　）
A．2 B． C． D．4
【答案】B
【知识点】万有引力定律的应用
【解析】【解答】人造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 ；得： ，轨道半径之比为： ，所以则它们的速度大小之比为： ，ACD不符合题意，B符合题意；
故答案为：B．
【分析】利用引力提供向心力可以推导出线速度的表达式，结合轨道半径的比值可以求出线速度的比值。
4．（2017高一下·漯河期末）我国将发射“天宫二号”空间实验室，之后发射“神舟十一号”飞船与“天宫二号”对接．假设“天宫二号”与“神舟十一号”都围绕地球做匀速圆周运动，为了实现飞船与空间实验室的对接，下列措施可行的是（　　）
A．使飞船与空间实验室在同一轨道上运行，然后飞船加速追上空间实验室实现对接
B．使飞船与空间实验室在同一轨道上运行，然后空间实验室减速等待飞船实现对接
C．飞船先在比空间实验室半径小的轨道上加速，加速后飞船逐渐靠近空间实验室，两者速度接近时实现对接
D．飞船先在比空间实验室半径小的轨道上减速，减速后飞船逐渐靠近空间实验室，两者速度接近时实现对接
【答案】C
【知识点】离心运动和向心运动；卫星问题
【解析】【解答】解：A、B、在同一轨道上运行加速做离心运动，减速做向心运动均不可实现对接．AB不符合题意
C、飞船先在比空间实验室半径小的轨道上加速，则其做离心运动可使飞船逐渐靠近空间实验室，两者速度接近时实现对接．C符合题意
D、飞船先在比空间实验室半径小的轨道上减速，则其做向心运动，不可能与空间实验室相接触．D不符合题意．
故答案为：C
【分析】飞船在轨道上做匀速圆周运动，根据向心运动和离心运动的条件进行判断即可。
5．（2018-2019学年人教版高中物理 必修二　6.5 宇宙航行 同步练习 ）绳系卫星是由一根绳索栓在一个航天器上的卫星，可以在这个航天器的下方或上方一起绕地球运行 如图所示，绳系卫星a系在航天飞机b上方，当它们一起在赤道上空共同绕地球作匀速圆周运动时 绳长不可忽略 下列说法正确的是（　　）
A．绳系卫星的线速度比航天飞机的线速度大
B．绳系卫星的角速度比航天飞机的角速度小
C．绳系卫星的周期比航天飞机的周期大
D．绳系卫星的向心加速度比航天飞机的向心加速度小
【答案】A
【知识点】万有引力定律的应用
【解析】【解答】绳系卫星在航天器的正上方，航天器和绳系卫星的角速度相同，则周期相同，B、C不符合题意，根据公式 ，卫星的半径大则线速度大，A符合题意；由 比知半径大的加速度大，则卫星的加速度大，则D不符合题意；
故答案为：A .
【分析】由于卫星和航天器的角速度相同所以周期相同，再利用轨道半径的大小可以判别线速度和向心加速度的大小。
6．（2018-2019学年人教版高中物理 必修二　6.5 宇宙航行 同步练习 ）使物体脱离行星的引力束缚，不再绕该行星运行，从行星表面发射所需的最小速度称为第二宇宙速度，行星的第二宇宙速度 与第一宇宙速度 的关系是 已知某行星的半径为地球半径的三倍，即 ，它表面的重力加速度为地球表面重力加速度的 不计其他行星的影响，已知地球的第一宇宙速度为 ，则该行星的第二宇宙速度为（　　）
A． B． C． D．
【答案】A
【知识点】第一、第二与第三宇宙速度
【解析】【解答】设某星球的质量为M，半径为r，绕其飞行的卫星质量m，由万有引力提供向心力得：
解得： ①
又因它表面的重力加速度为地球表面重力加速度g的 ．得： ②
③
由①②③解得： ，
而 为地球的第一宇宙速度，故 ，A符合题意，BCD不符合题意．
故答案为：A．
【分析】利用引力提供向心力可以求出第一宇宙速度的大小，再利用引力提供向心力可以求某行星的第一宇宙速度的大小，进而求出第二宇宙速度的大小。
7．（2017高一下·邹平期中）气象卫星是用来拍摄云层照片、观测气象资料和测量气象数据的．我国先后自行成功研制和发射了“风云一号”和“风云二号”两颗气象卫星．“风云一号”卫星轨道与赤道平面垂直并且通过两极，每12小时绕地球一周，称为“极地圆轨道”．“风云二号”气象卫星的轨道是在赤道平面内的“地球同步轨道”，则“风云一号”卫星比“风云二号”卫星（　　）
A．轨道半径小 B．线速度小
C．角速度小 D．向心加速度小
【答案】A
【知识点】线速度、角速度和周期、转速；万有引力定律的应用；卫星问题
【解析】【解答】解：A、风云二号卫星为地球同步轨道卫星，周期为24h，“风云一号”卫星是极地卫星，周期为12h，根据G =m 得到T=2 ，则得知，“风云一号”的轨道半径较小．故A正确；
B、据G =m 得，v= ，即轨道半径越大，线速度越小，“风云一号”卫星比“风云二号”卫星轨道高度小，所以线速度大，故B错误．
C、据G =mω2r得，ω= ，即轨道半径越大，角速度越小，“风云一号”卫星比“风云二号”卫星轨道高度小，所以角速度大．故C错误；
D、由万有引力提供向心加速度G =ma，得a= ，即轨道半径越大，向心加速度越小，“风云一号”卫星比“风云二号”卫星轨道高度小，向心加速度大，故D错误．
故选：A
【分析】风云二号卫星为地球同步轨道卫星，故周期为24h，“风云一号”卫星是极地卫星，周期为12h，根据G =m 得到周期与半径的关系式，由此可知周期越大，轨道半径越大，卫星离地面越高．卫星运行时万有引力提供向心力，可根据牛顿第二定律得到轨道半径、向心加速度以及线速度的大小关系，根据这个关系再讨论即可．
二、多选题
8．（2018-2019学年人教版高中物理 必修二　6.5 宇宙航行 同步练习 ）关于地球同步卫星，下列说法中正确的是（　　）
A．它的速度小于7.9km/s
B．它的速度大于7.9km/s
C．它的周期是24h，且轨道平面与赤道平面重合
D．每一个地球同步卫星离地面的高度是一样的
【答案】A,C,D
【知识点】第一、第二与第三宇宙速度；卫星问题
【解析】【解答】A、B、第一宇宙速度是近地卫星的环绕速度，也是最大的圆周运动的环绕速度．而同步卫星的轨道半径要大于近地卫星的轨道半径，根据 v=可以发现，同步卫星运行的线速度一定小于第一宇宙速度，A符合题意，B不符合题意；C、D、它若在除赤道所在平面外的任意点，假设实现了“同步”，那它的运动轨道所在平面与受到地球的引力就不在一个平面上，这是不可能的，因此同步卫星相对地面静止不动，根据万有引力提供向心力，列出等式： ，其中R为地球半径，h为同步卫星离地面的高度．由于同步卫星的周期必须与地球自转周期相同，所以T为一定值，根据上面等式得出：同步卫星离地面的高度h也为一定值．由于轨道半径一定，则线速度的大小也一定，CD符合题意．
故答案为：ACD．
【分析】地球同步卫星轨道半径大于近地卫星所以线速度小于第一宇宙速度；周期为24小时位置处于赤道平面上方；由于周期一样所以轨道半径都是相同的。
9．（2018-2019学年人教版高中物理 必修二　6.5 宇宙航行 同步练习 ）至今为止，我国北斗导航系统 已经全部完成了第二阶段的卫星发射任务，共有16颗卫星在工作，其中包括5颗地球静止轨道卫星，有关这16颗卫星，下列说法正确的是（　　）
A．卫星的质量可以都不相同
B．卫星的绕行方向可以都不相同
C．卫星的轨道半径可以都不相同
D．5颗地球静止轨道卫星轨道平面都相同
【答案】A,D
【知识点】卫星问题
【解析】【解答】卫星的质量可以都不相同，A符合题意；5颗地球静止轨道卫星，卫星的周期必须与地球自转周期相同，与地球相对静止，所以卫星的绕行方向必须都与地球自转方向相同，B不符合题意；
根据万有引力提供向心力，列出等式： ， ，由于同步卫星的周期必须与地球自转周期相同，所以T为一定值，根据上面等式得出：5颗地球静止轨道卫星的轨道半径相同，C不符合题意；5颗地球静止轨道卫星，它若在除赤道所在平面外的任意点，假设实现了“同步”，那它的运动轨道所在平面与受到地球的引力就不在一个平面上，这是不可能的，所以我国发射的同步通讯卫星必须定点在赤道上空，D符合题意；
故答案为：AD．
【分析】卫星质量不会影响圆周运动所以可以不同；同步卫星必须和地球同步所以运动方向相同；且周期一定轨道半径也相同；处于同一个赤道上空平面。
10．（2018-2019学年人教版高中物理 必修二　6.5 宇宙航行 同步练习 ）我国于12年下半年发射目标飞行器“天宫一号”，若“天宫一号”能在离地面约300km高的圆轨道上正常运行，两个月后再发射“神舟八号”飞船并与其进行对接试验，如图所示 下列说法中正确的是（　　）
A．“天宫一号”的发射速度应大于第二宇宙速度
B．对接后，“天宫一号”的速度小于第一宇宙速度
C．对接时，“神舟八号”与“天宫一号”的加速度相等
D．对接前，“神舟八号”欲追上“天宫一号”，必须在同一轨道上点火加速
【答案】B,C
【知识点】卫星问题
【解析】【解答】第二宇宙速度是在地球上发射脱离地球飞行航天器的最小发射速度而天宫一号发射后绕地球不远的轨道上飞行，故其发射速度小于第二宇宙速度，A不符合题意；第一宇宙速度是绕地球圆周运动的最大速度，也是贴近地球表面飞行的航天器的速度，而对接后航天器轨道半径大于地球半径，故其运行速度小于第一宇宙速度，B符合题意；对接后神舟八号与天宫一号轨道半径相等，根据万有引力提供圆周运动向心力知，两者加速度相等，C符合题意；在同一轨道上点火加速，航天器将做离心运动而抬高轨道，故不能与同一轨道上的天宫一号实现对接，D不符合题意．
故答案为：BC．
【分析】天宫一号的发射速度必须大于第一宇宙速度，小于第二宇宙速度；对接时轨道半径相同所以向心加速度大小相等；在同一轨道加速会出现离心运动不能实现对轨。
11．（2018-2019学年人教版高中物理 必修二　6.5 宇宙航行 同步练习 ）在圆轨道上的质量为m的人造地球卫星，它到地面的距离等于地球半径R，地面上的重力加速度取g，则（　　）
A．卫星的线速度大小为 B．卫星的线速度大小为
C．卫星运动的周期为 D．卫星运动的加速度为
【答案】B,C,D
【知识点】卫星问题
【解析】【解答】人造地球卫星绕地球做匀速圆周运动，根据万有引力提供向心力得： ；在地球表面，根据万有引力等于重力，得 ；可得， ，联立两式解得 ；周期 ；加速度为 ，A不符合题意，BCD符合题意．
故答案为：BCD
【分析】利用引力提供地球表面的重力可以求出黄金代换等式，结合引力提供向心力可以求出线速度、周期、加速度的大小。
12．（2018-2019学年人教版高中物理 必修二　6.5 宇宙航行 同步练习 ）若我国发射的某颗人造卫星A，距离地面的高度恰好等于地球半径，设地球为均匀的球体，地球的半径为6370km，若已知地球的同步卫星据地面的高度为35600km，则对卫星A的描述正确的是（　　）
A．该卫星可能绕着地轴上的任一点做匀速圆周运动
B．该卫星的周期小于24h
C．该卫星的线速度大于
D．该卫星的角速度小于地球自转的角速度
【答案】B,C
【知识点】卫星问题
【解析】【解答】地球对卫星的万有引力充当向心力，所以该卫星只能绕着地心做匀速圆周运动，A不符合题意；根据 知，r越大，T越小，半径比较大的同步卫星周期为24h，知该卫星的周期小于24h，B符合题意；第一宇宙速度 ，卫星的线速度 ，C符合题意；由B知，卫星的周期小于同步卫星，则角速度大于同步卫星，也大于地球的自转角速度，D不符合题意；
故答案为：BC．
【分析】该卫星只能绕地心做匀速圆周运动；由于轨道半径小于同步卫星的轨道半径，所以运动周期小于同步卫星的周期，其角速度大于同步卫星的角速度；利用轨道半径和地球半径的关系可以求出线速度的大小。
三、解答题
13．（2018-2019学年人教版高中物理 必修二　6.5 宇宙航行 同步练习 ）已知地球半径为 R，地球表面的重力加速度为 g，不考虑地球自转的影响，推导第一宇宙速度 v1的表达式．
【答案】解：第一宇宙速度是卫星在近地圆轨道上的环绕速度，重力等于万有引力，引力等于向心力，列式求解。
设卫星的质量为m，地球的质量为M，在地球表面附近有：
卫星受到的万有引力提供其圆周运动的向心力：
联立解得：
【知识点】万有引力定律的应用
【解析】【分析】利用引力提供向心力且引力形成地球表面重力可以联立求出线速度的大小。
14．（2018-2019学年人教版高中物理 必修二　6.5 宇宙航行 同步练习 ）已知某人造地球卫星沿圆轨道运行，其轨道高度是 ，周期为24h，地球半径为 试从这些数据估算地球的质量．
【答案】解：轨道半径为：
根据万有引力等于向心力，有：
解得：
代入数据得：
【知识点】万有引力定律的应用
【解析】【分析】利用引力提供向心力结合轨道半径大小可以求出中心体的质量。
15．（2018-2019学年人教版高中物理 必修二　6.5 宇宙航行 同步练习 ）“神舟六号”载人飞船于2005年10月12日上午9点整在酒泉航天发射场发射升空 由长征运载火箭将飞船送入近地点为A、远地点为B的椭圆轨道上，A点距地面的高度为 ，飞船飞行五圈后进行变轨，进入预定圆轨道，如图所示 在预定圆轨道上飞行N圈所用时间为t，于10月17日凌晨在内蒙古草原成功返回 已知地球表面重力加速度为g，地球半径为 求：
（1）飞船在A点的加速度大小．
（2）远地点B距地面的高度．
（3）沿着椭圆轨道从A到B的时间．
【答案】（1）解： 飞船在A点所受的万有引力 ．
由黄金代换式 ，得 ，
根据牛顿第二定律 ．
故飞船在A点的加速度为
（2）解： ，
所以
由黄金代换式 ， ，
所以
故远地点B距地面的高度为
（3）解： 椭圆轨道的半长轴
根据开普勒第三定律
所以沿着椭圆轨道从A到B的时间
【知识点】万有引力定律的应用
【解析】【分析】（1）利用万有引力提供向心力结合黄金代换式可以求出飞船在A点的加速度大小；
（2）利用引力提供向心力可以求出远地点的轨道距离，减去地球本身半径就是飞船距离地面的高度；
（3）利用行星的周期定律可以求出飞船沿椭圆的运动周期，周期的一半就是A到B的运动时间。
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