高中物理人教版2019必修二第7章万有引力与宇宙航行单元卷B卷（含解析）
文档属性
| 名称 | 高中物理人教版2019必修二第7章万有引力与宇宙航行单元卷B卷（含解析） |  | |
| 格式 | doc | ||
| 文件大小 | 1.7MB | ||
| 资源类型 | 试卷 | ||
| 版本资源 | 人教版（2019） | ||
| 科目 | 物理 | ||
| 更新时间 | 2024-01-03 15:16:30 | ||
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文档简介
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高中物理人教版2019必修二第7章万有引力与宇宙航行单元卷B卷（含解析）
学校:___________姓名：___________班级：___________考号：___________
一、单选题
1．我国首次自主火星探测任务“天问一号”探测器于2020年7月23日升空，2021年5月15日着陆火星乌托邦平原南部。下表是有关地球和火星的比较，根据表中信息可计算火星的公转周期约为（ ）
质量（kg） 密度（/cm3） 直径（km） 半长轴（天文单位） 离心率 公转周期（天）
地球 6.0×1024 5.5 1.3×104 1 0.0167 365
火星 6.4×1023 3.9 6.8×103 1.5 0.0934
A．365天 B．548天 C．670天 D．821天
2．第二宇宙速度（又称为逃逸速度）是指物体完全摆脱地球引力束缚，飞离地球所需的最小发射速度。已知第二宇宙速度为其中G、M、R分别为引力常量、地球的质量、地球的半径。在目前的天文观测范围内，宇宙内物质的平均密度为ρ。若将宇宙看成一个密度均匀的球体，任何物体都不能脱离宇宙，则宇宙的半径至少为（ ）
A． B． C． D．
3．如图所示，“鹊桥”中继星处于地月拉格朗日点L2上时，会和月球、地球两个大天体保持相对静止的状态。设地球的质量为M，“鹊桥”中继星的质量为m，地月间距为L，拉格朗日L2点与月球间距为d，地球、月球和“鹊桥”中继星均可视为质点，忽略太阳对“鹊桥”中继星的引力，忽略“鹊桥”中继星对月球的影响。则“鹊桥”中继星处于L2点上时，下列选项正确的是（ ）
A．月球与地球质量之比为
B．“鹊桥”中继星与月球的线速度之比为
C．“鹊桥”中继星与月球的向心加速度之比
D．地球对月球的引力和“鹊桥”中继星对月球的引力之比为1∶1
4．四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．的线速度最大
C．相对于静止 D．的运动周期可能是
5．2023年10月26日，神舟十七号航天员乘组顺利进驻中国空间站，与神舟十六号航天员乘组成功会师。若地球的半径为，地球表面的重力加速度为，中国空间站的运行周期为，引力常量为，忽略地球的自转及阻力作用。则中国空间站的运行速率为（ ）
A． B． C． D．
6．我国的空间站距地球表面高度约为，绕地球的运动可视为匀速圆周运动，周期约为，已知地球半径约为，万有引力常量，忽略空气阻力。下列说法正确的是（ ）
A．空间站里的宇航员处于悬浮状态是因为不受重力
B．空间站的线速度大于第一宇宙速度
C．由题干已知条件能估算出地球质量
D．空间站运行的向心加速度比地球同步卫星的小
7．如图所示为人类历史上第一张黑洞照片。黑洞是一种密度极大、引力极大的天体，以至于光都无法逃逸，科学家一般通过观测绕黑洞运行的天体的运动规律间接研究黑洞。已知某黑洞的逃逸速度为v＝ ，其中引力常量为G，M是该黑洞的质量，R是该黑洞的半径。若天文学家观测到与该黑洞相距为r的天体以周期T绕该黑洞做匀速圆周运动，则下列关于该黑洞的说法正确的是（ ）
A．该黑洞的质量为 B．该黑洞的质量为
C．该黑洞的最大半径为 D．该黑洞的最大半径为
二、多选题
8．如图所示，2023年7月12日凌晨，月球与木星相伴出现在天宇，上演了“木星伴月”的浪漫天象，木星和月亮正好运行到同一经度且两者距离达到最近。关于木星和月球的运动，下列说法正确的是（ ）
A．木星和月球都以太阳为中心做椭圆运动
B．木星在远日点的速度小于其在近日点的速度
C．月球与地球的连线和木星与太阳的连线在相等的时间内扫过的面积总是相等
D．月球绕地球运行轨道半长轴的三次方与其公转周期的平方的比值与木星绕太阳运行轨道半长轴的三次方与其公转周期的平方的比值不相等
9．A、B两颗卫星在同一平面内沿同一方向绕地球做匀速圆周运动，它们之间的距离随时间变化的关系如图所示。已知地球的半径为0.8r，万有引力常量为G，卫星A的线速度大于卫星B的线速度，不考虑A、B之间的万有引力，则下列说法正确的是（ ）
A．卫星A的加速度大于卫星B的加速度
B．卫星A的发射速度可能大于第二宇宙速度
C．地球的质量为
D．地球的第一宇宙速度为
10．对于公式，下列说法正确的是 （ ）
A．式中的是物体以速度v运动时的质量
B．当物体的运动速度时，物体的质量，即物体的质量改变了，故经典力学不适用，是不正确的
C．当物体以较小速度运动时，质量变化十分微小，经典力学理论仍然适用，只有当物体以接近光速的速度运动时，质量变化才明显，故经典力学适用于低速运动，而不适用于高速运动
D．通常由于物体的运动速度太小，故质量的变化引不起我们的感觉，因此在分析地球上物体的运动时，不必考虑质量的变化
三、实验题
11．在地面上，测量物体的质量我们可以利用天平，但是在太空中，物体处于完全失重，用天平无法测量质量。甲、乙两位同学分别设计了在完全失重环境下测量物体质量的方法。
（1）甲同学在静止的A、B两物体中间夹了一个质量不计的压力传感器（未画出），现对整体施加一个恒力，记录传感器的示数，已知B物体的质量为，则A物体的质量为 。（用、、表示）
（2）乙同学用长度可以变化的细绳连接小球和拉力传感器（未画出），现给小球的初速度，使小球做匀速圆周运动，记录此时传感器的示数F和对应细绳的长度l，多次改变绳长，每次都以相同的速率做匀速圆周运动，重复上述步骤。已知小球半径远小于绳长，细绳质量可忽略不计。乙同学以F为纵坐标，以 （选填“l”、“”或“”）为横坐标建立平面直角坐标系，描点作图得到一条直线，测得直线的斜率为k，则小球的质量为 。（用k、表示）
12．设想宇航员随“嫦娥”号登月飞船绕月球飞行。在飞船贴近月球表面时可近似看成绕月球做匀速圆周运动，宇航员测量出飞船在靠近月球表面的圆形轨道绕行N圈所用的时间为t。为了测月球质量与半径，飞船的登月舱在月球上着陆后，遥控机器人利用所携带的仪器又进行了相关测量。（已知万有引力常量为G）
（1）假设在飞船上备有以下实验器材：
A．计时表一只 B．弹簧测力计一个
C． 已知质量为m的物体一个 D．天平一只（附砝码一盒）
请说明，在月球表面飞船着陆后，机器人应利用什么仪器测量出哪些物理量 （请在作答时标明每个物理量对应的字母）
（2）请用上述测量的物理量和题目给出的已知量表示月球半径和质量
四、解答题
13．如图所示，宇航员站在某质量分布均匀的星球表面一斜坡上P点，沿水平方向以初速度抛出一个小球，测得小球经时间t落到斜坡上另一点Q，斜面的倾角为α，已知该星球的半径为R，万有引力常量为G。求：
（1）该星球的第一宇宙速度；
（2）人造卫星绕该星球表面做匀速圆周运动的最小周期T。
14．如图所示，地球半径为R，O为球心，A为地球表面上的点，B为O、A连线间的中点．设想在地球内部挖掉一以B为圆心，半径为的球，忽略地球自转影响，将地球视为质量分布均匀的球体．则挖出球体后A点的重力加速度与挖去球体前的重力加速度之比为？
15．2023年2月，我国首颗超百G高通量卫星中星26号发射成功，开启卫星互联网新时代。如图所示，甲、乙卫星在地球赤道面内绕地球做匀速圆周运动，甲、乙卫星之间可直接进行无线信号通讯，由于地球遮挡甲、乙卫星之间直接通讯信号会周期性中断。已知地球的半径为R，甲卫星的轨道半径为2R，绕地球运行的周期为T，乙卫星的轨道半径为，甲、乙卫星运行方向均和地球自转方向相同。求：
（1）乙卫星绕地球运行的周期；
（2）在一个通讯周期内，甲、乙卫星直接通讯信号中断的时间（不计信号传输时间）。
参考答案：
1．C
【详解】根据开普勒第三定律得
计算可得
T火=670天
故选C。
2．C
【详解】设整个宇宙的半径为r，则宇宙的质量
根据
可得宇宙的第一宇宙速度
宇宙的第二宇宙速度为
依题意可知
解得
故选C。
3．A
【详解】A．对月球，地球对它的万有引力提供向心力
对“鹊桥”中继星，地球引力和月球引力的合力提供向心力，故
联立解得
故A正确；
B．“鹊桥”中继星与月球绕地球运动的角速度相等，根据可得“鹊桥”中继星与月球的线速度之比为,故B错误；
C．根据可得“鹊桥”中继星与月球的向心加速度之比为，故C错误；
D．月球所受的合外力方向指向地球，故地球对月球的引力大于“鹊桥”中继星对月球的引力，故D错误。
故选A。
4．B
【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
知c的向心加速度比a的向心加速度大，又根据
可知
即b的向心加速度最大，故A错误；
B．对于、卫星，根据
可知的线速度大于的线速度，对于、、三颗卫星，由
得
卫星的半径越大，线速度越小，所以b的线速度最大，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
可知卫星的半径越大，周期越大，所以d的运动周期大于c的周期24h，故D错误。
故选B。
5．D
【详解】在地球表面，由万有引力近似等于重力得
设中国空间站的轨道半径为，由万有引力提供向心力得
中国空间站的运行速率为
故选D。
6．C
【详解】A．空间站里的宇航员处于悬浮状态是因为所受万有引力提供了做匀速圆周运动的向心力。故A错误；
B．根据
解得
可知，环绕地球做匀速圆周运动的物体，其线速度与轨道半径有关，轨道半径越大，线速度越小。近地卫星的线速度为第一宇宙速度，空间站的轨道半径大于近地卫星的轨道半径，所以空间站的线速度小于第一宇宙速度。故B错误；
C．根据
解得
故C正确；
D．根据
解得
空间站的轨道半径和同步卫星相比，较小。所以空间站运行的向心加速度比地球同步卫星的大。故D错误。
故选C。
7．D
【详解】AB．天体绕黑洞运动时，有
＝m2r
解得
M＝
选项A、B错误；
CD．黑洞的逃逸速度不小于光速，则有
≥c
解得
R≤＝
选项C错误，D正确。
故选D。
8．BD
【详解】A．木星以太阳为中心做椭圆运动，而月球是绕地球运动，故A项错误；
B．根据开普勒第二定律可知，木星在远日点的速度小于其在近日点的速度，故B项正确；
C．月球绕地球运动，木星绕太阳运动，运动轨道不同，则月球与地球的连线和木星与太阳的连线在相等的时间内扫过的面积不一定是相等的，故C项错误；
D．月球绕地球运动，木星绕太阳运动，其中心天体不同，由开普勒第三定律可知，月球绕地球运行轨道半长轴的三次方与其公转周期的平方的比值与木星绕太阳运行轨道半长轴的三次方与其公转周期的平方的比值不相等，故D项正确。
故选BD。
9．AC
【详解】A．卫星绕地球做匀速圆周运动，万有引力提供向心力，设轨道半径为r，则有
解得
故半径越小，线速度越大，因为卫星A的线速度大于卫星B的线速度，故。又因为
解得
因为，所以，故A正确；
B．人造地球卫星绕地球转动的发射速度应大于等于第一宇宙速度，又小于第二宇宙速度，故卫星A的发射速度不可能大于第二宇宙速度，故B错误；
C．由图像可知
联立可得
，
由图像可知每隔时间T两卫星距离最近，设A、B的周期分别为TA、TB，则有
由开普勒第三定律
联立可得
，
由
故地球质量为
故C正确；
D．第一宇宙速度是最大的运行速度，由
可得
故D错误。
故选AC。
10．CD
【详解】A．公式中，为物体静止的质量，m是物体速度为v时的质量，故A错误；
B．当v接近光速时，经典力学不适用，物体速度远小于光速时，经典力学理论仍然适用，故B错误；
C．物体速度远小于光速时，质量的变化可以忽略不计，即经典力学适用于低速，不适用于高速，故C正确；
D．地球上的物体运动速度一般比较小，经典力学适用，故D正确。
故选CD。
11．
【详解】（1）[1]对整体研究，利用牛顿第二定律有
对物体A研究有
联立解得
（2）[2]由于处于完全失重，则由拉力提供向心力，则有
由于描点作图得到一条直线，可知应以为纵坐标；
[3]根据上述可知斜率
解得
12． BC，机器人在月球上用弹簧秤竖直悬挂物体，静止时读出弹簧秤的读数F，即为物体在月球上所受重力的大小，需测量物体在月球表面的重力F。 ，
【详解】（1）[1]机器人在月球上用弹簧秤竖直悬挂物体，静止时读出弹簧秤的读数F，即为物体在月球上所受重力的大小，即选BC。
（2）[2]在月球上忽略月球的自转可知
飞船在绕月球运行时，因为是靠近月球表面，故近似认为其轨道半径为月球的半径R，由万有引力提供飞船做圆周运动的向心力可知
又
联立解得
13．（1）；（2）
【详解】（1）小球做平抛运动，水平方向有
竖直方向有
根据几何关系有
根据万有引力提供向心力可得
解得该星球的第一宇宙速度为
（2）根据万有引力提供向心力可得
解得
可知当时，人造卫星绕该星球表面做匀速圆周运动的周期最小，为
14．
【详解】挖前，质量为m的物体在A点受到的重力
挖去后质量为的球体后在A点受到的重力
其中
联立各式解得
15．（1）；（2）
【详解】（1）设卫星乙绕地球运动的周期为，由开普勒第三定律
解得
（2）如图所示，由于地球遮挡甲、乙卫星之间通讯信号会周期性中断，设在一个通讯周期内，甲、乙卫星通讯中断的时间为t，有
而
故有
由几何可知
所以
由几何关系知
故
综上可得
（或）
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高中物理人教版2019必修二第7章万有引力与宇宙航行单元卷B卷（含解析）
学校:___________姓名：___________班级：___________考号：___________
一、单选题
1．我国首次自主火星探测任务“天问一号”探测器于2020年7月23日升空，2021年5月15日着陆火星乌托邦平原南部。下表是有关地球和火星的比较，根据表中信息可计算火星的公转周期约为（ ）
质量（kg） 密度（/cm3） 直径（km） 半长轴（天文单位） 离心率 公转周期（天）
地球 6.0×1024 5.5 1.3×104 1 0.0167 365
火星 6.4×1023 3.9 6.8×103 1.5 0.0934
A．365天 B．548天 C．670天 D．821天
2．第二宇宙速度（又称为逃逸速度）是指物体完全摆脱地球引力束缚，飞离地球所需的最小发射速度。已知第二宇宙速度为其中G、M、R分别为引力常量、地球的质量、地球的半径。在目前的天文观测范围内，宇宙内物质的平均密度为ρ。若将宇宙看成一个密度均匀的球体，任何物体都不能脱离宇宙，则宇宙的半径至少为（ ）
A． B． C． D．
3．如图所示，“鹊桥”中继星处于地月拉格朗日点L2上时，会和月球、地球两个大天体保持相对静止的状态。设地球的质量为M，“鹊桥”中继星的质量为m，地月间距为L，拉格朗日L2点与月球间距为d，地球、月球和“鹊桥”中继星均可视为质点，忽略太阳对“鹊桥”中继星的引力，忽略“鹊桥”中继星对月球的影响。则“鹊桥”中继星处于L2点上时，下列选项正确的是（ ）
A．月球与地球质量之比为
B．“鹊桥”中继星与月球的线速度之比为
C．“鹊桥”中继星与月球的向心加速度之比
D．地球对月球的引力和“鹊桥”中继星对月球的引力之比为1∶1
4．四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．的线速度最大
C．相对于静止 D．的运动周期可能是
5．2023年10月26日，神舟十七号航天员乘组顺利进驻中国空间站，与神舟十六号航天员乘组成功会师。若地球的半径为，地球表面的重力加速度为，中国空间站的运行周期为，引力常量为，忽略地球的自转及阻力作用。则中国空间站的运行速率为（ ）
A． B． C． D．
6．我国的空间站距地球表面高度约为，绕地球的运动可视为匀速圆周运动，周期约为，已知地球半径约为，万有引力常量，忽略空气阻力。下列说法正确的是（ ）
A．空间站里的宇航员处于悬浮状态是因为不受重力
B．空间站的线速度大于第一宇宙速度
C．由题干已知条件能估算出地球质量
D．空间站运行的向心加速度比地球同步卫星的小
7．如图所示为人类历史上第一张黑洞照片。黑洞是一种密度极大、引力极大的天体，以至于光都无法逃逸，科学家一般通过观测绕黑洞运行的天体的运动规律间接研究黑洞。已知某黑洞的逃逸速度为v＝ ，其中引力常量为G，M是该黑洞的质量，R是该黑洞的半径。若天文学家观测到与该黑洞相距为r的天体以周期T绕该黑洞做匀速圆周运动，则下列关于该黑洞的说法正确的是（ ）
A．该黑洞的质量为 B．该黑洞的质量为
C．该黑洞的最大半径为 D．该黑洞的最大半径为
二、多选题
8．如图所示，2023年7月12日凌晨，月球与木星相伴出现在天宇，上演了“木星伴月”的浪漫天象，木星和月亮正好运行到同一经度且两者距离达到最近。关于木星和月球的运动，下列说法正确的是（ ）
A．木星和月球都以太阳为中心做椭圆运动
B．木星在远日点的速度小于其在近日点的速度
C．月球与地球的连线和木星与太阳的连线在相等的时间内扫过的面积总是相等
D．月球绕地球运行轨道半长轴的三次方与其公转周期的平方的比值与木星绕太阳运行轨道半长轴的三次方与其公转周期的平方的比值不相等
9．A、B两颗卫星在同一平面内沿同一方向绕地球做匀速圆周运动，它们之间的距离随时间变化的关系如图所示。已知地球的半径为0.8r，万有引力常量为G，卫星A的线速度大于卫星B的线速度，不考虑A、B之间的万有引力，则下列说法正确的是（ ）
A．卫星A的加速度大于卫星B的加速度
B．卫星A的发射速度可能大于第二宇宙速度
C．地球的质量为
D．地球的第一宇宙速度为
10．对于公式，下列说法正确的是 （ ）
A．式中的是物体以速度v运动时的质量
B．当物体的运动速度时，物体的质量，即物体的质量改变了，故经典力学不适用，是不正确的
C．当物体以较小速度运动时，质量变化十分微小，经典力学理论仍然适用，只有当物体以接近光速的速度运动时，质量变化才明显，故经典力学适用于低速运动，而不适用于高速运动
D．通常由于物体的运动速度太小，故质量的变化引不起我们的感觉，因此在分析地球上物体的运动时，不必考虑质量的变化
三、实验题
11．在地面上，测量物体的质量我们可以利用天平，但是在太空中，物体处于完全失重，用天平无法测量质量。甲、乙两位同学分别设计了在完全失重环境下测量物体质量的方法。
（1）甲同学在静止的A、B两物体中间夹了一个质量不计的压力传感器（未画出），现对整体施加一个恒力，记录传感器的示数，已知B物体的质量为，则A物体的质量为 。（用、、表示）
（2）乙同学用长度可以变化的细绳连接小球和拉力传感器（未画出），现给小球的初速度，使小球做匀速圆周运动，记录此时传感器的示数F和对应细绳的长度l，多次改变绳长，每次都以相同的速率做匀速圆周运动，重复上述步骤。已知小球半径远小于绳长，细绳质量可忽略不计。乙同学以F为纵坐标，以 （选填“l”、“”或“”）为横坐标建立平面直角坐标系，描点作图得到一条直线，测得直线的斜率为k，则小球的质量为 。（用k、表示）
12．设想宇航员随“嫦娥”号登月飞船绕月球飞行。在飞船贴近月球表面时可近似看成绕月球做匀速圆周运动，宇航员测量出飞船在靠近月球表面的圆形轨道绕行N圈所用的时间为t。为了测月球质量与半径，飞船的登月舱在月球上着陆后，遥控机器人利用所携带的仪器又进行了相关测量。（已知万有引力常量为G）
（1）假设在飞船上备有以下实验器材：
A．计时表一只 B．弹簧测力计一个
C． 已知质量为m的物体一个 D．天平一只（附砝码一盒）
请说明，在月球表面飞船着陆后，机器人应利用什么仪器测量出哪些物理量 （请在作答时标明每个物理量对应的字母）
（2）请用上述测量的物理量和题目给出的已知量表示月球半径和质量
四、解答题
13．如图所示，宇航员站在某质量分布均匀的星球表面一斜坡上P点，沿水平方向以初速度抛出一个小球，测得小球经时间t落到斜坡上另一点Q，斜面的倾角为α，已知该星球的半径为R，万有引力常量为G。求：
（1）该星球的第一宇宙速度；
（2）人造卫星绕该星球表面做匀速圆周运动的最小周期T。
14．如图所示，地球半径为R，O为球心，A为地球表面上的点，B为O、A连线间的中点．设想在地球内部挖掉一以B为圆心，半径为的球，忽略地球自转影响，将地球视为质量分布均匀的球体．则挖出球体后A点的重力加速度与挖去球体前的重力加速度之比为？
15．2023年2月，我国首颗超百G高通量卫星中星26号发射成功，开启卫星互联网新时代。如图所示，甲、乙卫星在地球赤道面内绕地球做匀速圆周运动，甲、乙卫星之间可直接进行无线信号通讯，由于地球遮挡甲、乙卫星之间直接通讯信号会周期性中断。已知地球的半径为R，甲卫星的轨道半径为2R，绕地球运行的周期为T，乙卫星的轨道半径为，甲、乙卫星运行方向均和地球自转方向相同。求：
（1）乙卫星绕地球运行的周期；
（2）在一个通讯周期内，甲、乙卫星直接通讯信号中断的时间（不计信号传输时间）。
参考答案：
1．C
【详解】根据开普勒第三定律得
计算可得
T火=670天
故选C。
2．C
【详解】设整个宇宙的半径为r，则宇宙的质量
根据
可得宇宙的第一宇宙速度
宇宙的第二宇宙速度为
依题意可知
解得
故选C。
3．A
【详解】A．对月球，地球对它的万有引力提供向心力
对“鹊桥”中继星，地球引力和月球引力的合力提供向心力，故
联立解得
故A正确；
B．“鹊桥”中继星与月球绕地球运动的角速度相等，根据可得“鹊桥”中继星与月球的线速度之比为,故B错误；
C．根据可得“鹊桥”中继星与月球的向心加速度之比为，故C错误；
D．月球所受的合外力方向指向地球，故地球对月球的引力大于“鹊桥”中继星对月球的引力，故D错误。
故选A。
4．B
【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
知c的向心加速度比a的向心加速度大，又根据
可知
即b的向心加速度最大，故A错误；
B．对于、卫星，根据
可知的线速度大于的线速度，对于、、三颗卫星，由
得
卫星的半径越大，线速度越小，所以b的线速度最大，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
可知卫星的半径越大，周期越大，所以d的运动周期大于c的周期24h，故D错误。
故选B。
5．D
【详解】在地球表面，由万有引力近似等于重力得
设中国空间站的轨道半径为，由万有引力提供向心力得
中国空间站的运行速率为
故选D。
6．C
【详解】A．空间站里的宇航员处于悬浮状态是因为所受万有引力提供了做匀速圆周运动的向心力。故A错误；
B．根据
解得
可知，环绕地球做匀速圆周运动的物体，其线速度与轨道半径有关，轨道半径越大，线速度越小。近地卫星的线速度为第一宇宙速度，空间站的轨道半径大于近地卫星的轨道半径，所以空间站的线速度小于第一宇宙速度。故B错误；
C．根据
解得
故C正确；
D．根据
解得
空间站的轨道半径和同步卫星相比，较小。所以空间站运行的向心加速度比地球同步卫星的大。故D错误。
故选C。
7．D
【详解】AB．天体绕黑洞运动时，有
＝m2r
解得
M＝
选项A、B错误；
CD．黑洞的逃逸速度不小于光速，则有
≥c
解得
R≤＝
选项C错误，D正确。
故选D。
8．BD
【详解】A．木星以太阳为中心做椭圆运动，而月球是绕地球运动，故A项错误；
B．根据开普勒第二定律可知，木星在远日点的速度小于其在近日点的速度，故B项正确；
C．月球绕地球运动，木星绕太阳运动，运动轨道不同，则月球与地球的连线和木星与太阳的连线在相等的时间内扫过的面积不一定是相等的，故C项错误；
D．月球绕地球运动，木星绕太阳运动，其中心天体不同，由开普勒第三定律可知，月球绕地球运行轨道半长轴的三次方与其公转周期的平方的比值与木星绕太阳运行轨道半长轴的三次方与其公转周期的平方的比值不相等，故D项正确。
故选BD。
9．AC
【详解】A．卫星绕地球做匀速圆周运动，万有引力提供向心力，设轨道半径为r，则有
解得
故半径越小，线速度越大，因为卫星A的线速度大于卫星B的线速度，故。又因为
解得
因为，所以，故A正确；
B．人造地球卫星绕地球转动的发射速度应大于等于第一宇宙速度，又小于第二宇宙速度，故卫星A的发射速度不可能大于第二宇宙速度，故B错误；
C．由图像可知
联立可得
，
由图像可知每隔时间T两卫星距离最近，设A、B的周期分别为TA、TB，则有
由开普勒第三定律
联立可得
，
由
故地球质量为
故C正确；
D．第一宇宙速度是最大的运行速度，由
可得
故D错误。
故选AC。
10．CD
【详解】A．公式中，为物体静止的质量，m是物体速度为v时的质量，故A错误；
B．当v接近光速时，经典力学不适用，物体速度远小于光速时，经典力学理论仍然适用，故B错误；
C．物体速度远小于光速时，质量的变化可以忽略不计，即经典力学适用于低速，不适用于高速，故C正确；
D．地球上的物体运动速度一般比较小，经典力学适用，故D正确。
故选CD。
11．
【详解】（1）[1]对整体研究，利用牛顿第二定律有
对物体A研究有
联立解得
（2）[2]由于处于完全失重，则由拉力提供向心力，则有
由于描点作图得到一条直线，可知应以为纵坐标；
[3]根据上述可知斜率
解得
12． BC，机器人在月球上用弹簧秤竖直悬挂物体，静止时读出弹簧秤的读数F，即为物体在月球上所受重力的大小，需测量物体在月球表面的重力F。 ，
【详解】（1）[1]机器人在月球上用弹簧秤竖直悬挂物体，静止时读出弹簧秤的读数F，即为物体在月球上所受重力的大小，即选BC。
（2）[2]在月球上忽略月球的自转可知
飞船在绕月球运行时，因为是靠近月球表面，故近似认为其轨道半径为月球的半径R，由万有引力提供飞船做圆周运动的向心力可知
又
联立解得
13．（1）；（2）
【详解】（1）小球做平抛运动，水平方向有
竖直方向有
根据几何关系有
根据万有引力提供向心力可得
解得该星球的第一宇宙速度为
（2）根据万有引力提供向心力可得
解得
可知当时，人造卫星绕该星球表面做匀速圆周运动的周期最小，为
14．
【详解】挖前，质量为m的物体在A点受到的重力
挖去后质量为的球体后在A点受到的重力
其中
联立各式解得
15．（1）；（2）
【详解】（1）设卫星乙绕地球运动的周期为，由开普勒第三定律
解得
（2）如图所示，由于地球遮挡甲、乙卫星之间通讯信号会周期性中断，设在一个通讯周期内，甲、乙卫星通讯中断的时间为t，有
而
故有
由几何可知
所以
由几何关系知
故
综上可得
（或）
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