四川省夹江中学2019-2020学年高中物理教科版必修2：3.4人造卫星 宇宙速度 跟踪训练（含解析）
文档属性
| 名称 | 四川省夹江中学2019-2020学年高中物理教科版必修2：3.4人造卫星 宇宙速度 跟踪训练（含解析） |  | |
| 格式 | zip | ||
| 文件大小 | 189.9KB | ||
| 资源类型 | 教案 | ||
| 版本资源 | 教科版 | ||
| 科目 | 物理 | ||
| 更新时间 | 2020-07-01 18:08:23 | ||
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文档简介
3.4人造卫星宇宙速度
课时作业（含解析)
1．某载人宇宙飞船在距地面高度约为4200km的赤道上空绕地球做匀速圆周运动，且与地球同步卫星绕地球同向运动，每当二者相距最近时，宇宙飞船就向同步卫星发射信号，然后再由同步卫星将信号发送到地面接收站．若某时刻二者相距最远，从该时刻开始，在一昼夜的时间内，接收站共接收到信号的次数为（已知地球半径约为6400km，地球同步卫星距地面高度约为36000km）
（
）
A．4次
B．6次
C．7次
D．8次
2．北京时间2019年4月10日晚21点，人类史上首张黑洞照片面世（如图所示）．黑洞照片不仅印证了爱因斯坦的广义相对论，更可直接测量中心黑洞的质量，这是5500万光年外的大质量星系M87中心超大质量黑洞的黑洞阴影照片．也是人类拍摄的首张黑洞照片．它是黑洞存在的直接“视觉”证据，从强引力场的角度印证了爱因斯坦广义相对论，不得不感叹爱因斯坦“叕”对了！！！早起欧洲航天局由卫星观测发现银河系中心存在一个超大型黑洞，假设银河系中心仅此一个黑洞，已知太阳绕着银河系中心做匀速圆周运动，已知引力常量G，根据以上信息，下列说法正确的是（
）
A．根据照片看出，黑洞是一种黑色的天体
B．5500万光年指传播时间
C．可根据太阳绕黑洞M的周期和运行半径求黑洞M的质量
D．可根据太阳的质量和运行速度求黑洞M的质量
3．2013年6月20日上午10：04至10：55“神舟10号”飞船上的航天员王亚平在聂海胜、张晓光的配合下，完成了我国首次太空授课任务。已知在整个授课的过程中，“神舟10号”飞船绕地球运行约半周，那么与在轨道上正常运转的同步通讯卫星相比，飞船
A．运转的角速度较小
B．运转的速率较大
C．运转的向心加速度较小
D．离地面的高度较大
4．我国在酒泉卫星发射中心采用长征四号乙运载火箭成功发射首颗X射线调制望远镜卫星“慧眼”．它在距离地面550公里的轨道上运行，其运动轨道可近似看成圆轨道．根据上述信息可知下列说法中正确的是( )
A．该卫星的运行速度大于7.9
km/s
B．该卫星的运行周期小于低轨道近地卫星的运行周期
C．该卫星的发射速度大于7.9
km/s
D．该卫星所在轨道的重力加速度大于地球表面的重力加速度
5．2011年11月3日，中国自行研制的“神舟八号”飞船与“天宫一号”目标飞行器在距地面高度约343km的轨道实现成功对接.这标志着中国航天事业又翻开了新的一页，对接之前“天宫一号”自主飞行的轨道距地面高度约为350km．根据以上信息，若认为它们对接前、后稳定飞行时均作匀速圆周运动．则（
）
A．“天宫一号”在350km轨道上飞行的速度比第一宇宙速度大
B．“天宫一号”在350km轨道上飞行的动能比在343km对接轨道上小
C．“天宫一号”在350km轨道上飞行的周期比在343km对接轨道上小
D．“天宫一号”在350km轨道上飞行的向心加速度比在343km对接轨道上大
6．如图所示是我国发射的“嫦娥三号”卫星被月球俘获的示意图，“嫦娥三号”卫星先绕月球沿椭圆轨道Ⅲ运动，在P点经两次制动后最终沿月球表面的圆轨道Ⅰ做匀速圆周运动，已知圆轨道半径为r，椭圆Ⅲ的半长轴为4r，卫星沿圆轨道Ⅰ运行的周期为T，则下列说法中正确的是( )
A．“嫦娥三号”卫星在轨道Ⅱ上运行的机械能大于在轨道Ⅲ上运行的机械能
B．“嫦娥三号”卫星在轨道Ⅲ上运行时，在M点的速度大小大于在P点的速度大小
C．“嫦娥三号”卫星在三个轨道上运行时，在P点的加速度总是相同的
D．“嫦娥三号”卫星在轨道Ⅲ上运行时，从M点运动到P点经历的时间为4T
7．某物理兴趣小组通过查资料得到以下量的具体数据(用字母表示)：地球半径R，地球质量m，日地中心距离r，地球的近地卫星绕地球运行的周期T1，地球的同步卫星绕地球运行的周期T0，地球绕太阳运行的周期T。由此可知( )
A．太阳质量为
B．太阳质量为
C．地球同步卫星离地面的高度为
D．地球同步卫星离地面的高度为
8．据报道．我国数据中继卫星“天链一号01
星”于2008
年4
月25
日在西昌卫星发射中心发射升空，经过4
次变轨控制后，于5月l日成功定点在东经77°上空的地球同步轨道，轨道近似看作圆轨道．关于成功定点后的“天链一号01
星”，下列说法正确的是
(
)
A．运行速度大于第一宇宙速度7.9km/s
B．离地面高度一定，相对地面静止
C．轨道一定在赤道平面
D．角速度与静止在赤道上物体的角速度大小相等
9．自1957年世界上发射第一颗人造卫星以来，人类的活动范围逐步扩展，现在已经能成功地把探测器送到火星上．我国已实现了载人航天飞行，成功发射了探月卫星并着手实施登月计划．下列说法中正确的是
A．牛顿以天体之间普遍存在着引力为依据，运用严密的逻辑推理，建立了万有引力定律，并根据大量实验数据得出了系数G的大小
B．若地球卫星的轨道越高，其运行速度越小，周期越大
C．地球同步卫星距地面的高度为定值且可以定点在北京正上空运行
D．若已知引力常量G、探月卫星到月球中心的距离r和绕月球运行的周期T，可估算月球的质量
10．我国计划2020年发射火星探测器。已知火星的质量约为地球质量的，火星的半径约为地球半径的。下列关于火星探测器的说法中正确的是( )
A．发射速度只要大于第一宇宙速度即可
B．发射速度只有达到第三宇宙速度才可以
C．发射速度应大于第二宇宙速度、小于第三宇宙速度
D．火星探测器环绕火星运行的最大速度约为第一宇宙速度的一半
11．若某卫星在离地球表面为h的空中沿圆形轨道绕地球飞行，周期为T．若地球半径R，引力常量为G．试推导：
（1）地球的质量表达式；
（2）地球表面的重力加速度表达式；
（3）地球的第一宇宙速度表达式
12．假设有一行星绕太阳做圆周运动的轨道半径为地球绕太阳做圆周运动的轨道半径约的64倍。该天体的半径约为地球的，密度约为地球3倍。取地球表面重力加速度g=10m/s2，地球绕太阳公转的周期为1年。求∶
(1)该行星表面的重力加速度。
(2)这颗行星绕太阳公转的周期。
13．假如宇航员乘坐宇宙飞船到达某行星，在该行星“北极”距地面处由静止释放一个小球（引力视为恒力，阻力可忽略），经过时间t落到地面。已知该行星半径为r，自转周期为T，引力常量为，求：
(1)该行星表面的重力加速度大小；
(2)该行星的平均密度；
(3)该行星的第一宇宙速度v；
(4)如果该行星有一颗同步卫星，其距行星表面的高度h为多少？
14．为了方便研究物体与地球间的万有引力问题，通常将地球视为质量分布均匀的球体．已知地球的质量为M，半径为R，引力常量为G，不考虑空气阻力的影响．
（1）求北极点的重力加速度的大小；
（2）若“天宫二号”绕地球运动的轨道可视为圆周，其轨道距地面的高度为h，求“天宫二号”绕地球运行的周期和速率；
（3）若已知地球质量M=6.0×1024kg，地球半径R=6400km，其自转周期T=24h，引力常量G=6.67×10-11N·m2/kg2．在赤道处地面有一质量为m的物体A，用W0表示物体A在赤道处地面上所受的重力，F0表示其在赤道处地面上所受的万有引力．请求出的值（结果保留1位有效数字），并以此为依据说明在处理万有引力和重力的关系时，为什么经常可以忽略地球自转的影响．
参考答案
1．C
【解析】
设宇宙飞船周期，同步卫星周期，据开普勒第三定律得：，且，，，联立解得：；每次相距最近时，宇宙飞船转过的角度比同步卫星转过的角度多，则有：，联立解得：，从二者相距最远到相距最近需要小时，所以24小时接收到信号的次数为7次，故C正确，ABD错误．故选C．
2．C
【解析】
A.
黑洞是一种质量极大的天体，具有非常强的引力，在它周围的一定区域内，连光也无法逃逸出去．由于类似热力学上完全不反射光线的黑体，故名为黑洞，并不是一种黑色的天体，故A错误；
B.
5500万光年指传播的距离，故B错误；
C.太阳绕黑洞做匀速圆周运动，根据万有引力提供向心力，有：
解得：
故C正确；
D.
太阳绕黑洞做匀速圆周运动，根据万有引力提供向心力，有：
解得：
由于不知道轨道半径，则无法求黑洞的质量，故D错误．
3．B
【解析】
由题意可知，飞船的周期T=2×51min=102min，同步卫星的周期为24h，则飞船运转的周期较小，
根据
得：
,,，
因为飞船的周期小，则飞船的轨道半径小，可知离地面的高度较小，角速度较大，线速度较大，向心加速度较大，故选B。
4．C
【解析】
离地球越远的卫星运行越慢，故该卫星的运行速度一定小于第一宇宙速度7.9
km/s，选项A错误；根据
可知，该卫星的运行周期一定大于低轨道近地卫星的运行周期，选项B错误；第一宇宙速度是最小发射速度，故该卫星的发射速度大于7.9
km/s，选项C正确；离地球越远重力加速度越小，故该卫星所在轨道的重力加速度小于地球表面的重力加速度，选项D错误.
5．B
【解析】
第一宇宙速度是环绕地球做圆周运动的最大速度，再由线速度公式
，线速度随着半径的增大而减小，天宫一号的线速度小于第一宇宙速度；天宫一号在350km轨道上的线速度比343km轨道上的小，动能也小，B对；由周期公式
可知C错，向心加速度可知，半径越大加速度越小D错
6．CD
【解析】
因“嫦娥三号”卫星从轨道Ⅲ变轨到轨道Ⅱ上运行时，必须在P点进行减速，即在轨道Ⅱ上运行的机械能小于在轨道Ⅲ上运行的机械能；由开普勒行星运动第二定律即可求出在M点的速度大小与在P点的速度大小；开普勒行星运动第三定律即可求出从M点运动到P点经历的时间．
【详解】
因“嫦娥三号”卫星从轨道Ⅲ变轨到轨道Ⅱ上运行时，必须在P点进行减速，即在轨道Ⅱ上运行的机械能小于在轨道Ⅲ上运行的机械能，故A错误；由开普勒行星运动第二定律知“嫦娥三号”卫星在近月点速度大，即“嫦娥三号”卫星在轨道Ⅲ上运行时，在M点的速度大小小于在P点的速度大小，故B错误；由知卫星离中心天体高度相同时，运行的加速度相同，故C正确；令“嫦娥三号”卫星从M点运动到P点经历的时间为t，则由开普勒行星运动第三定律得，即t＝4T，故D正确．所以CD正确，AB错误．
【点睛】
解决本题的关键掌握卫星的线速度公式和开普勒定律，理解卫星的变轨过程，这类问题也是高考的热点问题．
7．AC
【解析】
设太阳质量为M，由万有引力提供向心力有，在地球表面有，得，A正确，B错误；由开普勒第三定律有，可得地球同步卫星离地面的高度为，C正确，D错误。
8．BCD
【解析】
有同步卫星的轨道性质可知同步卫星必须在赤道上空，和赤道共面，且高度一定，相对地球静止，角速度和赤道上物体的角速度相同，第一宇宙速度是最小的发射速度同时也是最大的环绕速度，因此A错误，BCD正确
9．BD
【解析】
A、对发现和完善万有引力定律有贡献的是：第谷、开普勒、牛顿、卡文迪许，其中第谷是观测家，从而为开普勒得出三定律奠定基础，牛顿在前人的基础之上发现万有引力定律，最后卡文迪许测出引力常量，从而完善了定律，故A错误；
B、根据得，，，轨道越高，线速度越小，周期越大，故B正确；
C、同步卫星定轨道，一定位于赤道的上方，且速度、高度、周期一定，故C错误；
D、设月球的质量为，探月卫星质量为m，根据万有引力定律得：，于是有，故D正确．
所以选BD．
10．CD
【解析】
根据三个宇宙速度的意义以及第一宇宙速度的公式求解。
【详解】
ABC．根据三个宇宙速度的意义，可知发射火星探测器的速度发射速度应大于第二宇宙速度、小于第三宇宙速度。故选项A、B不符合题意，选项C符合题意。
D.已知，，则火星探测器环绕火星运行的最大速度与地球第一宇宙速度之比为：
故选项D符合题意。
11．（1）；（2）；（3）
【解析】
（1）设地球的质量为M，由万有引力定律可得
解得
（2）设地球表面的重力加速度为g，根据万有引力等于重力得：
解得
（3）设地球的第一宇宙速度为v，根据重力提供向心力得：
解得
12．(1)5m/s2；(2)年
【解析】
(1)根据万有引力定律
又，
得
由
故行星表面得重力加速度为
g′=5m/s2
(2)由牛顿第二定律
得
解得
年
13．(1)
；(2)；(3)；(4)
。
【解析】
(1)
设行星表面的重力加速度为g，对小球，有：解得
(2)
对行星表面的物体m，有：，故行星质量
故行星的密度
(3)
对处于行星表面附近做匀速圆周运动的卫星m，由牛顿第二定律，有：，故第一宇宙速度为
(4)
同步卫星的周期与星球自转周期相同，为T，由牛顿第二定律，有
得同步卫星距行星表面高度
14．（1）g0=GM/R2（2）v=2π(R+h)/T1=（3）3×10-3
【解析】
（1）设质量为m0的物体静止在北极点时所受地面的支持力为N0，根据万有引力定律和共点力平衡条件则有：
即质量为m0的物体在北极点时所受的重力为：
设北极点的重力加速度为g0，则有：
解得：
（2）设“天宫二号”的质量为m1，其绕地球做匀速圆周运动的周期为T1，根据万有引力定律和牛顿第二定律有：
解得：
运行速率为：
（3）物体A在赤道处地面上所受的万有引力
对于物体A在赤道处地面上随地球运动的过程，设其所受地面的支持力为N，根据牛顿第二定律有：
物体A此时所受重力的大小为：
所以
代入数据解得：
这一计算结果说明，由于地球自转对地球表赤道面上静止的物体所受重力与所受地球引力大小差别的影响很小，所以通常情况下可以忽略地球自转造成的地球引力与重力大小的区别．
点睛：解决本题的关键是要知道在地球的两极：万有引力等于重力，在赤道：万有引力的一个分力等于重力，另一个分力提供随地球自转所需的向心力．
课时作业（含解析)
1．某载人宇宙飞船在距地面高度约为4200km的赤道上空绕地球做匀速圆周运动，且与地球同步卫星绕地球同向运动，每当二者相距最近时，宇宙飞船就向同步卫星发射信号，然后再由同步卫星将信号发送到地面接收站．若某时刻二者相距最远，从该时刻开始，在一昼夜的时间内，接收站共接收到信号的次数为（已知地球半径约为6400km，地球同步卫星距地面高度约为36000km）
（
）
A．4次
B．6次
C．7次
D．8次
2．北京时间2019年4月10日晚21点，人类史上首张黑洞照片面世（如图所示）．黑洞照片不仅印证了爱因斯坦的广义相对论，更可直接测量中心黑洞的质量，这是5500万光年外的大质量星系M87中心超大质量黑洞的黑洞阴影照片．也是人类拍摄的首张黑洞照片．它是黑洞存在的直接“视觉”证据，从强引力场的角度印证了爱因斯坦广义相对论，不得不感叹爱因斯坦“叕”对了！！！早起欧洲航天局由卫星观测发现银河系中心存在一个超大型黑洞，假设银河系中心仅此一个黑洞，已知太阳绕着银河系中心做匀速圆周运动，已知引力常量G，根据以上信息，下列说法正确的是（
）
A．根据照片看出，黑洞是一种黑色的天体
B．5500万光年指传播时间
C．可根据太阳绕黑洞M的周期和运行半径求黑洞M的质量
D．可根据太阳的质量和运行速度求黑洞M的质量
3．2013年6月20日上午10：04至10：55“神舟10号”飞船上的航天员王亚平在聂海胜、张晓光的配合下，完成了我国首次太空授课任务。已知在整个授课的过程中，“神舟10号”飞船绕地球运行约半周，那么与在轨道上正常运转的同步通讯卫星相比，飞船
A．运转的角速度较小
B．运转的速率较大
C．运转的向心加速度较小
D．离地面的高度较大
4．我国在酒泉卫星发射中心采用长征四号乙运载火箭成功发射首颗X射线调制望远镜卫星“慧眼”．它在距离地面550公里的轨道上运行，其运动轨道可近似看成圆轨道．根据上述信息可知下列说法中正确的是( )
A．该卫星的运行速度大于7.9
km/s
B．该卫星的运行周期小于低轨道近地卫星的运行周期
C．该卫星的发射速度大于7.9
km/s
D．该卫星所在轨道的重力加速度大于地球表面的重力加速度
5．2011年11月3日，中国自行研制的“神舟八号”飞船与“天宫一号”目标飞行器在距地面高度约343km的轨道实现成功对接.这标志着中国航天事业又翻开了新的一页，对接之前“天宫一号”自主飞行的轨道距地面高度约为350km．根据以上信息，若认为它们对接前、后稳定飞行时均作匀速圆周运动．则（
）
A．“天宫一号”在350km轨道上飞行的速度比第一宇宙速度大
B．“天宫一号”在350km轨道上飞行的动能比在343km对接轨道上小
C．“天宫一号”在350km轨道上飞行的周期比在343km对接轨道上小
D．“天宫一号”在350km轨道上飞行的向心加速度比在343km对接轨道上大
6．如图所示是我国发射的“嫦娥三号”卫星被月球俘获的示意图，“嫦娥三号”卫星先绕月球沿椭圆轨道Ⅲ运动，在P点经两次制动后最终沿月球表面的圆轨道Ⅰ做匀速圆周运动，已知圆轨道半径为r，椭圆Ⅲ的半长轴为4r，卫星沿圆轨道Ⅰ运行的周期为T，则下列说法中正确的是( )
A．“嫦娥三号”卫星在轨道Ⅱ上运行的机械能大于在轨道Ⅲ上运行的机械能
B．“嫦娥三号”卫星在轨道Ⅲ上运行时，在M点的速度大小大于在P点的速度大小
C．“嫦娥三号”卫星在三个轨道上运行时，在P点的加速度总是相同的
D．“嫦娥三号”卫星在轨道Ⅲ上运行时，从M点运动到P点经历的时间为4T
7．某物理兴趣小组通过查资料得到以下量的具体数据(用字母表示)：地球半径R，地球质量m，日地中心距离r，地球的近地卫星绕地球运行的周期T1，地球的同步卫星绕地球运行的周期T0，地球绕太阳运行的周期T。由此可知( )
A．太阳质量为
B．太阳质量为
C．地球同步卫星离地面的高度为
D．地球同步卫星离地面的高度为
8．据报道．我国数据中继卫星“天链一号01
星”于2008
年4
月25
日在西昌卫星发射中心发射升空，经过4
次变轨控制后，于5月l日成功定点在东经77°上空的地球同步轨道，轨道近似看作圆轨道．关于成功定点后的“天链一号01
星”，下列说法正确的是
(
)
A．运行速度大于第一宇宙速度7.9km/s
B．离地面高度一定，相对地面静止
C．轨道一定在赤道平面
D．角速度与静止在赤道上物体的角速度大小相等
9．自1957年世界上发射第一颗人造卫星以来，人类的活动范围逐步扩展，现在已经能成功地把探测器送到火星上．我国已实现了载人航天飞行，成功发射了探月卫星并着手实施登月计划．下列说法中正确的是
A．牛顿以天体之间普遍存在着引力为依据，运用严密的逻辑推理，建立了万有引力定律，并根据大量实验数据得出了系数G的大小
B．若地球卫星的轨道越高，其运行速度越小，周期越大
C．地球同步卫星距地面的高度为定值且可以定点在北京正上空运行
D．若已知引力常量G、探月卫星到月球中心的距离r和绕月球运行的周期T，可估算月球的质量
10．我国计划2020年发射火星探测器。已知火星的质量约为地球质量的，火星的半径约为地球半径的。下列关于火星探测器的说法中正确的是( )
A．发射速度只要大于第一宇宙速度即可
B．发射速度只有达到第三宇宙速度才可以
C．发射速度应大于第二宇宙速度、小于第三宇宙速度
D．火星探测器环绕火星运行的最大速度约为第一宇宙速度的一半
11．若某卫星在离地球表面为h的空中沿圆形轨道绕地球飞行，周期为T．若地球半径R，引力常量为G．试推导：
（1）地球的质量表达式；
（2）地球表面的重力加速度表达式；
（3）地球的第一宇宙速度表达式
12．假设有一行星绕太阳做圆周运动的轨道半径为地球绕太阳做圆周运动的轨道半径约的64倍。该天体的半径约为地球的，密度约为地球3倍。取地球表面重力加速度g=10m/s2，地球绕太阳公转的周期为1年。求∶
(1)该行星表面的重力加速度。
(2)这颗行星绕太阳公转的周期。
13．假如宇航员乘坐宇宙飞船到达某行星，在该行星“北极”距地面处由静止释放一个小球（引力视为恒力，阻力可忽略），经过时间t落到地面。已知该行星半径为r，自转周期为T，引力常量为，求：
(1)该行星表面的重力加速度大小；
(2)该行星的平均密度；
(3)该行星的第一宇宙速度v；
(4)如果该行星有一颗同步卫星，其距行星表面的高度h为多少？
14．为了方便研究物体与地球间的万有引力问题，通常将地球视为质量分布均匀的球体．已知地球的质量为M，半径为R，引力常量为G，不考虑空气阻力的影响．
（1）求北极点的重力加速度的大小；
（2）若“天宫二号”绕地球运动的轨道可视为圆周，其轨道距地面的高度为h，求“天宫二号”绕地球运行的周期和速率；
（3）若已知地球质量M=6.0×1024kg，地球半径R=6400km，其自转周期T=24h，引力常量G=6.67×10-11N·m2/kg2．在赤道处地面有一质量为m的物体A，用W0表示物体A在赤道处地面上所受的重力，F0表示其在赤道处地面上所受的万有引力．请求出的值（结果保留1位有效数字），并以此为依据说明在处理万有引力和重力的关系时，为什么经常可以忽略地球自转的影响．
参考答案
1．C
【解析】
设宇宙飞船周期，同步卫星周期，据开普勒第三定律得：，且，，，联立解得：；每次相距最近时，宇宙飞船转过的角度比同步卫星转过的角度多，则有：，联立解得：，从二者相距最远到相距最近需要小时，所以24小时接收到信号的次数为7次，故C正确，ABD错误．故选C．
2．C
【解析】
A.
黑洞是一种质量极大的天体，具有非常强的引力，在它周围的一定区域内，连光也无法逃逸出去．由于类似热力学上完全不反射光线的黑体，故名为黑洞，并不是一种黑色的天体，故A错误；
B.
5500万光年指传播的距离，故B错误；
C.太阳绕黑洞做匀速圆周运动，根据万有引力提供向心力，有：
解得：
故C正确；
D.
太阳绕黑洞做匀速圆周运动，根据万有引力提供向心力，有：
解得：
由于不知道轨道半径，则无法求黑洞的质量，故D错误．
3．B
【解析】
由题意可知，飞船的周期T=2×51min=102min，同步卫星的周期为24h，则飞船运转的周期较小，
根据
得：
,,，
因为飞船的周期小，则飞船的轨道半径小，可知离地面的高度较小，角速度较大，线速度较大，向心加速度较大，故选B。
4．C
【解析】
离地球越远的卫星运行越慢，故该卫星的运行速度一定小于第一宇宙速度7.9
km/s，选项A错误；根据
可知，该卫星的运行周期一定大于低轨道近地卫星的运行周期，选项B错误；第一宇宙速度是最小发射速度，故该卫星的发射速度大于7.9
km/s，选项C正确；离地球越远重力加速度越小，故该卫星所在轨道的重力加速度小于地球表面的重力加速度，选项D错误.
5．B
【解析】
第一宇宙速度是环绕地球做圆周运动的最大速度，再由线速度公式
，线速度随着半径的增大而减小，天宫一号的线速度小于第一宇宙速度；天宫一号在350km轨道上的线速度比343km轨道上的小，动能也小，B对；由周期公式
可知C错，向心加速度可知，半径越大加速度越小D错
6．CD
【解析】
因“嫦娥三号”卫星从轨道Ⅲ变轨到轨道Ⅱ上运行时，必须在P点进行减速，即在轨道Ⅱ上运行的机械能小于在轨道Ⅲ上运行的机械能；由开普勒行星运动第二定律即可求出在M点的速度大小与在P点的速度大小；开普勒行星运动第三定律即可求出从M点运动到P点经历的时间．
【详解】
因“嫦娥三号”卫星从轨道Ⅲ变轨到轨道Ⅱ上运行时，必须在P点进行减速，即在轨道Ⅱ上运行的机械能小于在轨道Ⅲ上运行的机械能，故A错误；由开普勒行星运动第二定律知“嫦娥三号”卫星在近月点速度大，即“嫦娥三号”卫星在轨道Ⅲ上运行时，在M点的速度大小小于在P点的速度大小，故B错误；由知卫星离中心天体高度相同时，运行的加速度相同，故C正确；令“嫦娥三号”卫星从M点运动到P点经历的时间为t，则由开普勒行星运动第三定律得，即t＝4T，故D正确．所以CD正确，AB错误．
【点睛】
解决本题的关键掌握卫星的线速度公式和开普勒定律，理解卫星的变轨过程，这类问题也是高考的热点问题．
7．AC
【解析】
设太阳质量为M，由万有引力提供向心力有，在地球表面有，得，A正确，B错误；由开普勒第三定律有，可得地球同步卫星离地面的高度为，C正确，D错误。
8．BCD
【解析】
有同步卫星的轨道性质可知同步卫星必须在赤道上空，和赤道共面，且高度一定，相对地球静止，角速度和赤道上物体的角速度相同，第一宇宙速度是最小的发射速度同时也是最大的环绕速度，因此A错误，BCD正确
9．BD
【解析】
A、对发现和完善万有引力定律有贡献的是：第谷、开普勒、牛顿、卡文迪许，其中第谷是观测家，从而为开普勒得出三定律奠定基础，牛顿在前人的基础之上发现万有引力定律，最后卡文迪许测出引力常量，从而完善了定律，故A错误；
B、根据得，，，轨道越高，线速度越小，周期越大，故B正确；
C、同步卫星定轨道，一定位于赤道的上方，且速度、高度、周期一定，故C错误；
D、设月球的质量为，探月卫星质量为m，根据万有引力定律得：，于是有，故D正确．
所以选BD．
10．CD
【解析】
根据三个宇宙速度的意义以及第一宇宙速度的公式求解。
【详解】
ABC．根据三个宇宙速度的意义，可知发射火星探测器的速度发射速度应大于第二宇宙速度、小于第三宇宙速度。故选项A、B不符合题意，选项C符合题意。
D.已知，，则火星探测器环绕火星运行的最大速度与地球第一宇宙速度之比为：
故选项D符合题意。
11．（1）；（2）；（3）
【解析】
（1）设地球的质量为M，由万有引力定律可得
解得
（2）设地球表面的重力加速度为g，根据万有引力等于重力得：
解得
（3）设地球的第一宇宙速度为v，根据重力提供向心力得：
解得
12．(1)5m/s2；(2)年
【解析】
(1)根据万有引力定律
又，
得
由
故行星表面得重力加速度为
g′=5m/s2
(2)由牛顿第二定律
得
解得
年
13．(1)
；(2)；(3)；(4)
。
【解析】
(1)
设行星表面的重力加速度为g，对小球，有：解得
(2)
对行星表面的物体m，有：，故行星质量
故行星的密度
(3)
对处于行星表面附近做匀速圆周运动的卫星m，由牛顿第二定律，有：，故第一宇宙速度为
(4)
同步卫星的周期与星球自转周期相同，为T，由牛顿第二定律，有
得同步卫星距行星表面高度
14．（1）g0=GM/R2（2）v=2π(R+h)/T1=（3）3×10-3
【解析】
（1）设质量为m0的物体静止在北极点时所受地面的支持力为N0，根据万有引力定律和共点力平衡条件则有：
即质量为m0的物体在北极点时所受的重力为：
设北极点的重力加速度为g0，则有：
解得：
（2）设“天宫二号”的质量为m1，其绕地球做匀速圆周运动的周期为T1，根据万有引力定律和牛顿第二定律有：
解得：
运行速率为：
（3）物体A在赤道处地面上所受的万有引力
对于物体A在赤道处地面上随地球运动的过程，设其所受地面的支持力为N，根据牛顿第二定律有：
物体A此时所受重力的大小为：
所以
代入数据解得：
这一计算结果说明，由于地球自转对地球表赤道面上静止的物体所受重力与所受地球引力大小差别的影响很小，所以通常情况下可以忽略地球自转造成的地球引力与重力大小的区别．
点睛：解决本题的关键是要知道在地球的两极：万有引力等于重力，在赤道：万有引力的一个分力等于重力，另一个分力提供随地球自转所需的向心力．