專題強(qiáng)化訓(xùn)練二 各種衛(wèi)星的運動規(guī)律與變軌問題-高一物理精講與精練高分突破考點專題系列（新教材人教版必修第二冊）

第七章萬有引力與宇宙航行專題強(qiáng)化訓(xùn)練二:各種衛(wèi)星的運動規(guī)律與變軌問題一、單選題1．如圖所示，a為放在地球赤道上相對地面靜止的物體，隨地球自轉(zhuǎn)做勻速圓周運動，b為沿地球表面附近做勻速圓周運動的人造衛(wèi)星（軌道半徑約等于地球半徑），c為地球的同步衛(wèi)星。下列關(guān)于a、b、c的說法中正確的是（）A．a(chǎn)、b、c做勻速圓周運動的角速度大小關(guān)系為B．a(chǎn)、b、c做勻速圓周運動的向心加速度大小關(guān)系為C．a(chǎn)、b、c做勻速圓周運動的周期關(guān)系為D．衛(wèi)星b的線速度大小大于衛(wèi)星c的線速度大小2．北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)是我國自行研制開發(fā)的三維衛(wèi)星定位與通信系統(tǒng)(CNSS)，該系統(tǒng)包括5顆同步衛(wèi)星和30顆一般軌道衛(wèi)星關(guān)于這些衛(wèi)星，以下說法正確的是()A．5顆同步衛(wèi)星的軌道距地高度不同B．5顆同步衛(wèi)星的運行軌道不一定在同一平面內(nèi)C．導(dǎo)航系統(tǒng)所有衛(wèi)星的運行速度一定小于第一宇宙速度D．導(dǎo)航系統(tǒng)所有衛(wèi)星中，運行軌道半徑越大，運行周期越小3．如圖所示，甲是地球赤道上的一個物體、乙是“神舟”六號宇宙飛船（周期約90分鐘）、丙是地球的同步衛(wèi)星，它們運行的軌道示意圖如圖，它們都繞地心作勻速圓周運動，下列有關(guān)說法中正確的是（）A．已知乙運動的周期及軌道半徑，可計算出地球質(zhì)量B．它們運動的線速度大小關(guān)系是C．已知甲運動的周期，可計算出地球的密度D．它們運動的向心加速度大小關(guān)系是4．如圖，地球衛(wèi)星發(fā)射過程中，1軌道是近地圓形軌道，2和3是變軌后的橢圓軌道。A點是2軌道的近地點，B點是2軌道的遠(yuǎn)地點，衛(wèi)星在軌道1的運行速率為7.7km/s，下列說法正確的是（）A．衛(wèi)星在2軌道經(jīng)過A點時的速率一定等于7.7km/sB．衛(wèi)星在2軌道經(jīng)過B點時的速率一定大于7.7km/sC．衛(wèi)星在3軌道經(jīng)過A點時的速率等于在2軌道經(jīng)A點時的速率D．衛(wèi)星分別在3條軌道上運行經(jīng)過A點時的加速度相同5．發(fā)射地球同步衛(wèi)星時，先將衛(wèi)星發(fā)射至近地圓軌道1，然后點火，使其沿橢圓軌道2運行，最后再次點火，將衛(wèi)星送入同步圓軌道3，軌道1、2相切于Q點，軌道2、3相切于P點，如圖所示，衛(wèi)星分別在1、3軌道上正常運行時，以下說法正確的是（）A．衛(wèi)星在軌道3上運行的速率大于在軌道1上的速率B．衛(wèi)星在軌道3上的機(jī)械能小于在軌道1上的機(jī)械能C．衛(wèi)星在軌道2上經(jīng)過Q點時的加速度大于它在軌道1上經(jīng)過Q點時的加速度D．衛(wèi)星在軌道2上由Q點運動至P點的過程中，機(jī)械能守恒6．2011年11月3日凌晨，“神舟八號”飛船與“天宮一號”目標(biāo)飛行器從對接機(jī)構(gòu)接觸開始，經(jīng)過捕獲、緩沖、拉近、鎖緊4個步驟，實現(xiàn)剛性連接，形成組合體，標(biāo)志著中國載人航天首次無人空間自動交會對接試驗獲得成功。對接前，二者均做勻速圓周運動，下列說法正確的是（）

A．“天宮一號”的運行速度大于第一宇宙速度B．“神舟八號”環(huán)繞周期大于“天宮一號”環(huán)繞周期C．已知“天宮一號”運行周期T、離地高度h，地球半徑R、地球質(zhì)量M，可求“天宮一號”的質(zhì)量D．增加“神舟八號”的速度，才能實現(xiàn)與“天宮一號”對接7．a(chǎn)、b、c、d是在地球大氣層外的圓形軌道上運行的四顆人造衛(wèi)星，其中a、c的軌道相交于P，b、d在同一個圓軌道上，b、c軌道在同一平面上。某時刻四顆衛(wèi)星的位置及運行方向如圖所示，下列說法中正確的是（）

A．a(chǎn)、c的加速度大小相等，且大于b的加速度B．b、c的角速度大小相等，且小于a的角速度C．a(chǎn)、c的線速度大小相等，且小于d的線速度D．a(chǎn)、c可能在P點相撞8．如圖所示，我國火星探測器“天問一號”在地火轉(zhuǎn)移軌道1上飛行七個月后，于今年2月進(jìn)入近火點為400千米、遠(yuǎn)火點為5.9萬千米的火星停泊軌道2，進(jìn)行相關(guān)探測后將進(jìn)入較低的軌道3開展科學(xué)探測．則探測器（）

A．在軌道2上近火點減速可進(jìn)入軌道3B．在軌道2上近火點的速率比遠(yuǎn)火點小C．在軌道2上近火點的機(jī)械能比遠(yuǎn)火點大D．從地球發(fā)射時的速度介于地球的第一宇宙速度和第二宇宙速度之間9．某行星和地球繞太陽公轉(zhuǎn)的軌道在同一平面內(nèi)，均視為勻速圓周運動，且運行方向相同。每過N年，該行星會從日地連線的延長線上（如圖甲所示）運行到地日連線的延長線上（如圖乙所示）。該行星的公轉(zhuǎn)周期為（）A．年 B．年 C．年 D．年10．2020年12月17日凌晨，離開地球23天的嫦娥五號順利返回地球，在我國內(nèi)蒙古著陸場安全著陸，至此中國探月工程“繞、落、回”三步走圓滿收官。嫦娥五號的發(fā)射過程如圖所示，嫦娥五號進(jìn)入地球軌道后經(jīng)過軌道修正，然后進(jìn)入地月轉(zhuǎn)移軌道飛向月球，被月球捕獲后繞月運動，再經(jīng)多次軌道修正，降落到月球上。圖中軌道①為繞月橢圓軌道，②為月球表面圓形軌道，軌道①的半長軸為軌道②半徑的4倍，則下列判斷正確的是（）A．嫦娥五號的發(fā)射速度大于第二宇宙速度B．嫦娥五號在軌道①上的機(jī)械能大于在軌道②上的機(jī)械能C．嫦娥五號與月心的連線單位時間內(nèi)掃過的面積在軌道①上與軌道②上相等D．嫦娥五號在軌道①上與在軌道②上運行的周期之比為2∶111．2021年2月5日，我國航天局發(fā)布了由“天問一號”拍攝的首張火星圖像（圖甲），2月10日19時52分，“天問一號”探測器實施近火捕獲，順利進(jìn)入近火點P。圖乙為“天問一號”探測器經(jīng)過多次變軌后登陸火星前的部分軌跡圖，軌道Ⅰ、軌道Ⅱ、軌道Ⅲ相切于P點，軌道Ⅲ為環(huán)繞火星的圓形軌道，P、S、Q三點與火星中心在同一直線上，下列說法正確的是（）A．探測器在P點由軌道I進(jìn)入軌道Ⅱ需要點火加速B．探測器在軌道Ⅲ上Q點的速度大于在軌道Ⅱ上S點的速度C．探測器在軌道Ⅱ上運行時，在相等時間內(nèi)與火星連線掃過的面積與在軌道Ⅲ上相等D．探測器在軌道Ⅱ上由P點運動到S點的時間小于探測器在軌道Ⅲ上由P點運動到Q點的時間12．有一繞地球做勻速圓周運動的人造衛(wèi)星，其運動方向與地球自轉(zhuǎn)方向相同，距離地面的高度為（為地球半徑），地球自轉(zhuǎn)的角速度為，地球表面處的重力加速度為g。若某時刻衛(wèi)星正經(jīng)過赤道上某幢樓房的上空，那么衛(wèi)星再次經(jīng)過這幢樓房的上空時，需經(jīng)歷的時間為（）A． B． C． D．13．“嫦娥二號”是我國月球探測第二期工程的先導(dǎo)星，目前已經(jīng)完成各項技術(shù)攻關(guān)，“嫦娥二號”原本是“嫦娥一號”的備份衛(wèi)星，因此兩顆星在外形和重量上并沒有太大差別，不過它的繞月飛行軌道將由“嫦娥一號”時的200公里高度降低到100公里，這樣就能把月球看得更消楚，她們繞月球運動的示意圖如圖所示（軌道視為圓周），則下列有關(guān)探月衛(wèi)星的說法正確的是（）

A．“嫦娥二號”衛(wèi)星繞月球運行的速度小于“嫦娥一號”衛(wèi)星繞月球的速度B．“嫦娥二號”衛(wèi)星在圖示軌道上運行時的加速度大于地球表面的重力加速度C．“嫦娥二號”衛(wèi)星所在位置的重力加速度比“嫦娥一號”所在位置的重力加速度大D．“嫦娥一號”衛(wèi)星在繞月軌道上經(jīng)過加速變軌可達(dá)到“嫦娥二號”的繞月軌道14．2018年7月29日09時48分，我國在西昌衛(wèi)星發(fā)射中心用長征三號乙運載火箭，成功發(fā)射第33、34顆北斗導(dǎo)航衛(wèi)星。火箭將兩顆衛(wèi)星送入同一個軌道上的不同位置，如圖所示。如果這兩顆衛(wèi)星與地心連線的夾角為（弧度），在軌運行的加速度大小均為a，均沿逆時針方向做圓周運動。已知地球的半徑為R，地球表面的重力加速度為g，則第34顆北斗衛(wèi)星從圖示位置運動到第33顆北斗衛(wèi)星圖示位置所用的時間為（）A． B． C． D．二、多選題15．2013年5月2日凌晨0時06分，我國“中星11號”通信衛(wèi)星發(fā)射成功?！爸行?1號”是一顆地球同步衛(wèi)星，它主要用于為亞太地區(qū)等區(qū)域用戶提供商業(yè)通信服務(wù)。圖為發(fā)射過程的示意圖，先將衛(wèi)星發(fā)射至近地圓軌道1，然后經(jīng)點火，使其沿橢圓軌道2運行，最后再一次點火，將衛(wèi)星送入同步圓軌道3.軌道1、2相切于Q點，軌道2、3相切于P點，則當(dāng)衛(wèi)星分別在1、2、3軌道上正常運行時，以下說法正確的是（）

A．衛(wèi)星在軌道3上的速率大于在軌道1上的速率B．衛(wèi)星在軌道3上的角速度小于在軌道1上的角速度C．衛(wèi)星在軌道1上經(jīng)過Q點時的速度等于它在軌道2上經(jīng)過Q點時的速度D．衛(wèi)星在軌道2上經(jīng)過P點時的速度小于它在軌道3上經(jīng)過P點時的速度16．我國自行研制的北斗導(dǎo)航系統(tǒng)，已全面服務(wù)交通運輸，公共安全，救災(zāi)減災(zāi)，農(nóng)林牧漁，城市治理等行業(yè)，是國之重器，利國利民。已知北斗導(dǎo)航衛(wèi)星中有一顆同步衛(wèi)星，關(guān)于該同步衛(wèi)星下列說法中正確的是（）A．該同步衛(wèi)星的向心加速度小于近地衛(wèi)星B．地球赤道上物體隨地球自轉(zhuǎn)的周期小于該同步衛(wèi)星的運轉(zhuǎn)周期C．為了方向?qū)Ш剑撏叫l(wèi)星可發(fā)射到北京正上空D．該同步衛(wèi)星在運行過程中不可能撞上其他同步衛(wèi)星17．2020年7月23日，我國在海南文昌航天發(fā)射中心，成功將我國首個深空探測器天問一號火星探測器送上太空。探測器接近火星后，探測器需經(jīng)歷如圖所示的變軌過程，軌道Ⅰ為圓軌道，已知引力常量為G，則下列說法正確的是（）A．探測器在軌道Ⅰ上P點的動能大于在軌道Ⅱ上的動能B．探測器在軌道上運動時，運行的周期C．探測器若從軌道Ⅱ變軌到軌道Ⅰ，需要在P點朝速度反向噴氣D．若軌道I貼近火星表面，并已知探測器在軌道I上運動的角速度，可以推知火星的密度18．三顆人造衛(wèi)星A、B、C在地球的大氣層外沿如圖所示的方向做勻速圓周運動，，則關(guān)于三顆衛(wèi)星的判斷錯誤的是（）A．線速度大?。築．周期：C．向心力大?。篋．軌道半徑和周期的關(guān)系：19．如圖所示，“天宮一號”在軌道1上運行4周后，在Q點開啟發(fā)動機(jī)短時間加速，關(guān)閉發(fā)動機(jī)后，“天宮一號”沿橢圓軌道2運行到達(dá)P點，開啟發(fā)動機(jī)再次加速，進(jìn)入軌道3繞地球做圓周運動，“天宮一號”在圖示軌道1、2、3上正常運行時，下列說法正確的是（）A．“天宮一號”在軌道3上的速度小于在軌道2上經(jīng)過Q點的速度B．“天宮一號”在軌道3上的角速度大于在軌道1上的角速度C．“天宮一號”在軌道1上經(jīng)過Q點的加速度等于它在軌道2上經(jīng)過Q點的加速度D．“天宮一號”在軌道2上經(jīng)過P點的加速度大于它在軌道3上經(jīng)過P點的加速度20．如圖所示為某飛船從軌道I經(jīng)變軌繞火星飛行的軌跡圖，其中軌道Ⅱ為圓軌道，軌道Ⅲ為橢圓軌道，三個軌道相切于P點，P、Q兩點分別是橢圓軌道Ⅲ的遠(yuǎn)火星點和近火星點，S是軌道Ⅱ上的點，P，Q，S三點與火星中心在同一直線上，且PQ=2QS，下列說法正確的是（）

A．飛船在P點由軌道I進(jìn)入軌道Ⅱ需要加速B．飛船在軌道Ⅱ上S點與在軌道Ⅲ上P點的加速度大小相等C．飛船在軌道Ⅱ上S點的速度大小大于在軌道Ⅲ上P點的速度大小D．飛船在軌道Ⅱ上由P點運動到S點的時間是飛船在軌道Ⅲ上由P點運動到Q點的時間的1.5倍21．“嫦娥五號”探測器由軌道器、返回器、著陸器等多個部分組成，自動完成月面樣品采集，并從月球起飛返回地球。若已知月球半徑為R，探測器在距月球表面高為R的圓軌道上飛行，周期為T，引力常量為G，下列說法正確的是()A．月球質(zhì)量為B．月球表面的重力加速度為C．月球的密度為D．月球表面的環(huán)繞速度為22．如圖為嫦娥三號登月軌跡示意圖。圖中M點為環(huán)地球運行的近地點，N點為環(huán)月球運行的近月點。a為環(huán)月球運行的圓軌道，b為環(huán)月球運行的橢圓軌道，下列說法中正確的是（）

A．嫦娥三號在環(huán)地球軌道上的運行速度大于11.2km/sB．嫦娥三號在M點進(jìn)入地月轉(zhuǎn)移軌道時應(yīng)點火加速C．設(shè)嫦娥三號在圓軌道a上經(jīng)過N點時的加速度為a1，在橢圓軌道b上經(jīng)過N點時的加速度為a2，則a1=a2D．嫦娥三號在圓軌道a上的機(jī)械能小于在橢圓軌道b上的機(jī)械能23．如圖所示，a為地球赤道上的物體，b為沿地球表面附近做勻速圓周運動的人造衛(wèi)星，c為地球同步衛(wèi)星。關(guān)于a、b、c做勻速圓周運動的說法正確的是（）

A．向心力關(guān)系為Fa>Fb>FcB．向心加速度的大小關(guān)系為aa<ac<abC．線速度的大小關(guān)系為va<vc<vbD．周期關(guān)系為Ta=Tc<Tb24．1970年成功發(fā)射的“東方紅一號”是我國第一顆人造地球衛(wèi)星，該衛(wèi)星至今仍沿橢圓軌道繞地球運動。如圖所示，衛(wèi)星在近地點、遠(yuǎn)地點的速度大小分別為v1、v2，近地點到地心的距離為r1。遠(yuǎn)地點到地心的距離為r2，衛(wèi)星的運行周期為T，地球質(zhì)量為M，引力常量為G。則（）

A． B．C． D．三、解答題25．據(jù)中國氣象局表示，針對我國出現(xiàn)的持續(xù)性霧霾天氣，風(fēng)云三號衛(wèi)星已經(jīng)成為及時監(jiān)測霧霾覆蓋省份、覆蓋面積和強(qiáng)度等情況的重要手段。風(fēng)云三號衛(wèi)星屬于極地軌道氣象衛(wèi)星，已知風(fēng)云三號在距地球表面高度為h的軌道上做勻速圓周運動，已知地球的半徑為R，風(fēng)云三號衛(wèi)星的質(zhì)量為m，地球表面的重力加速度為g，萬有引力常量為G。求：（1）地球的質(zhì)量M；（2）風(fēng)云三號衛(wèi)星做勻速圓周運動的周期T。26．中國自行研制，具有完全自主知識產(chǎn)權(quán)的“神舟號”飛船，目前已經(jīng)達(dá)到或優(yōu)于國際第三代載人飛船技術(shù)，其發(fā)射過程簡化如下：飛船在酒泉衛(wèi)星發(fā)射中心發(fā)射，由長征運載火箭送入近地點為A、遠(yuǎn)地點為B的橢圓軌道上，A點距地面的高度為h1，飛船飛行五周后進(jìn)行變軌，進(jìn)入預(yù)定圓軌道，如圖所示，設(shè)飛船在預(yù)定圓軌道上飛行n圈所用時間為t，若已知地球表面重力加速度為g，地球半徑為R，求：(1)地球的平均密度是多少；(2)飛船經(jīng)過橢圓軌道近地點A時的加速度大??；(3)橢圓軌道遠(yuǎn)地點B距地面的高度h2．27．如圖所示，在半徑為R，質(zhì)量分布均勻的某星球表面，有一傾角為的斜坡以初速度向斜坡水平拋出一個小球測得經(jīng)過時間t，小球垂直落在斜坡上的C點求：（1）該星球表面附近的重力加速度；（2）該星球的質(zhì)量M；（3）該星球的第一宇宙速度v．28．發(fā)射地球同步衛(wèi)星時，可認(rèn)為先將衛(wèi)星發(fā)射至距地面高度為h1的圓形近地軌道上，在衛(wèi)星經(jīng)過A點時點火（噴氣發(fā)動機(jī)工作）實施變軌進(jìn)入橢圓軌道，橢圓軌道的近地點為A，遠(yuǎn)地點為B．在衛(wèi)星沿橢圓軌道運動經(jīng)過B點再次點火實施變軌，將衛(wèi)星送入同步軌道（遠(yuǎn)地點B在同步軌道上），如圖所示．兩次點火過程都是使衛(wèi)星沿切向方向加速，并且點火時間很短．已知同步衛(wèi)星的運動周期為T，地球的半徑為R，地球表面重力加速度為g求：（1）衛(wèi)星在近地圓形軌道運行接近A點時的加速度大??；（2）衛(wèi)星在橢圓形軌道上正常運行時A點的加速度大??；（3）衛(wèi)星同步軌道距地面的高度．（4）地球的密度．參考答案1．D【詳解】A．地球赤道上的物體與同步衛(wèi)星具有相同的角速度，所以ωa=ωc；根據(jù)萬有引力定律有解得因為rb<rc，所以ωb>ωc=ωa選項A錯誤；B．地球赤道上的物體與同步衛(wèi)星具有相同的角速度，所以ωa=ωc，根據(jù)a=rω2知，c的向心加速度大于a的向心加速度，根據(jù)a=得b的向心加速度大于c的向心加速度，即ab>ac>aa選項B錯誤；C．衛(wèi)星c為地球同步衛(wèi)星，所以Ta=Tc根據(jù)T=2π得c的周期大于b的周期，即Ta=Tc>Tb選項C錯誤；D．在b、c中，根據(jù)萬有引力定律有解得因為rb<rc，所以b的線速度比c的線速度大，選項D正確。故選D。2．C【詳解】A．5顆同步衛(wèi)星的周期T相同，由可知，其軌道距地高度h相同，A錯誤；B．5顆同步衛(wèi)星的運行軌道一定在赤道上空離地面高h(yuǎn)處，且在同一平面內(nèi)，B錯誤；C．由于第一宇宙速度是衛(wèi)星在圓軌道上繞地球運行的最大速度，故導(dǎo)航系統(tǒng)所有衛(wèi)星的運行速度一定小于第一宇宙速度，C正確；D．由引力作為向心力可得故導(dǎo)航系統(tǒng)所有衛(wèi)星中，運行軌道半徑r越大，運行周期T越大，D錯誤。故選C。3．A【詳解】A．對乙，根據(jù)解得地球質(zhì)量為故A正確；BD．根據(jù)萬有引力提供向心力得，，據(jù)題知，同步衛(wèi)星丙的周期為24h，大于乙的周期，則丙的軌道半徑大于乙的軌道半徑，根據(jù)線速度、加速度與軌道半徑的關(guān)系，知，又因為甲與丙的角速度相等，根據(jù)知根據(jù)知所以有，故BD錯誤；C．因為甲不是衛(wèi)星，它的周期與貼近星球表面做勻速圓周運動的周期不同，根據(jù)甲的周期無法求出地球的密度，故C錯誤。故選A。4．D【詳解】A．衛(wèi)星在經(jīng)過A點時，要做離心運動才能沿2軌道運動，衛(wèi)星在1軌道上的速度為7.7km/s，故在2軌道上經(jīng)過A點的速度一定大于7.7km/s，故A錯誤；B．假設(shè)有一圓軌道經(jīng)過B點，根據(jù)得可知此軌道上的速度小于7.7km/s，衛(wèi)星在B點速度減小，才會做近心運動進(jìn)入2軌道運動。故衛(wèi)星在2軌道經(jīng)過B點時的速率一定小于7.7km/s，故B錯誤；C．衛(wèi)星從2軌道加速做離心運動才能進(jìn)入3軌道，則衛(wèi)星在3軌道經(jīng)過A點時的速率大于在2軌道經(jīng)A點時的速率，故C錯誤；D．由公式可知則衛(wèi)星分別在3條軌道上運行經(jīng)過A點時的加速度相同，故D正確。故選D。5．D【詳解】A．根據(jù)得衛(wèi)星在軌道3上的軌道半徑大于軌道1上的軌道半徑，則衛(wèi)星在軌道3上運行的速率小于在軌道1上的速率，A錯誤；B．衛(wèi)星從軌道1進(jìn)入軌道2，需點火加速，在軌道2進(jìn)入軌道3需在P點點火加速，機(jī)械能增加，則衛(wèi)星在軌道3上的機(jī)械能大于在軌道1上的機(jī)械能，B錯誤；C．衛(wèi)星在軌道2上經(jīng)過Q點和在軌道1上經(jīng)過Q點時萬有引力相等，根據(jù)牛頓第二定律知，加速度相等，C錯誤；D．衛(wèi)星在軌道2上由Q點運動至P點的過程中，萬有引力做負(fù)功，因為只有萬有引力做功，則機(jī)械能守恒，D正確。故選D。6．D【詳解】A．第一宇宙速度對應(yīng)的軌道半徑等于地球半徑，根據(jù)公式解得所以軌道半徑小的速度大，故“天宮一號”的運行速度小于第一宇宙速度，A錯誤；B．根據(jù)公式解得所以軌道半徑大的，周期長。“神舟八號”環(huán)繞周期小于“天宮一號”環(huán)繞周期，B錯誤；C．已知“天宮一號”運行周期T、離地高度h，地球半徑R、地球質(zhì)量M，無法求“天宮一號”的質(zhì)量，C錯誤；D．想要從較低軌道到較高軌道，需要點火加速。故增加“神舟八號”的速度，才能實現(xiàn)與“天宮一號”對接，D正確。故選D。7．A【詳解】A．如圖所示可知，a、c的軌道半徑相等，小于b的軌道半徑，根據(jù)解得可知，軌道半徑越大的加速度越小，所以a、c的加速度大小相等，且大于b的加速度，則A正確；B．根據(jù)解得可知，軌道半徑越大的角速度越小，則a、c的角速度大小相等，且大于b的角速度，所以B錯誤；C．根據(jù)解得可知，軌道半徑越大線速度越小，則a、c的線速度大小相等，且大于d的線速度，所以C錯誤；D．根據(jù)解得a、c的軌道半徑相等，兩衛(wèi)星的周期相同，根據(jù)圖示位置，a、c不可能在P點相撞，所以D錯誤；故選A。8．A【詳解】A．在軌道2上近火點減速，做近心運動，可進(jìn)入軌道3，選項A正確；B．根據(jù)開普勒第二定律可知，在軌道2上近火點的速率比遠(yuǎn)火點大，選項B錯誤；C．在軌道2上運行時機(jī)械能守恒，則近火點的機(jī)械能等于遠(yuǎn)火點的機(jī)械能，選項C錯誤；D．從地球發(fā)射時，要脫離地球的引力，則發(fā)射速度大于第二宇宙速度，選項D錯誤；故選A。9．A【詳解】設(shè)地球的公轉(zhuǎn)周期為T，該行星的公轉(zhuǎn)周期為T′，則由題意可知將t=N年和T=1年代入解得故選A。10．B【詳解】A．嫦娥五號仍然處于地球引力范圍內(nèi)，故嫦娥五號的發(fā)射速度介于第一宇宙速度和第二宇宙速度之間，故A錯誤；B．嫦娥五號從軌道①變至軌道②的過程中需要制動減速，所以機(jī)械能減小，故B正確；C．根據(jù)開普勒第二定律可知，嫦娥五號在同一軌道上與月心連線單位時間內(nèi)掃過的面積相等，在不同軌道上與月心連線單位時間內(nèi)掃過的面積不相等，故C錯誤；D．根據(jù)開普勒第三定律可知，嫦娥五號在軌道①上與在軌道②上運行的周期之比為故D錯誤。故選B。11．B【詳解】A．探測器由軌道I進(jìn)入軌道II做的是近心運動，需點火減速，使萬有引力大于所需的向心力，A錯誤；B．根據(jù)萬有引力提供向心力，有解得可知軌道II上S點對應(yīng)圓軌道的速度小于近火點P處圓軌道上的速度，而軌道Ⅱ上S點速度小于對應(yīng)圓軌道的速度，軌道Ⅲ為環(huán)繞火星的圓形軌道，P、Q兩點在探測器在軌道III上，速度相等，Q點速度大于在軌道II上S點的速度，B正確；C．開普勒第二定律描述的是衛(wèi)星在一個軌道上相等時間連線掃過的面積相等，探測器在軌道II和軌道III屬于不同的軌道，掃過的面積不等，C錯誤；D．軌道II的半長軸大于軌道III的半徑，由開普勒第三定律知，軌道II的周期大于軌道III的周期，而探測器在軌道II上由P點運動到S點的時間和探測器在軌道II上由P點運動到Q點的時間都是各自周期的一半，故探測器在軌道Ⅱ上由P點運動到S點的時間大于探測器在軌道Ⅲ上由P點運動到Q點的時間，D錯誤。故選B。12．B【詳解】設(shè)地球和人造衛(wèi)星的質(zhì)量分別為M和m，人造衛(wèi)星繞地球做勻速圓周運動的角速度為ω，則根據(jù)牛頓第二定律有①地球表面質(zhì)量為m0的物體所受重力等于萬有引力，即②聯(lián)立①②解得③設(shè)衛(wèi)星經(jīng)歷時間t再次經(jīng)過這幢樓房的上空，則根據(jù)圓周運動的規(guī)律有④聯(lián)立③④解得⑤故選B。13．C【詳解】A．由題意可知“嫦娥二號”的繞月軌道半徑小于“嫦娥一號”的繞月軌道半徑，由于嫦娥衛(wèi)星由萬有引力提供向心力，則可得可知，軌道半徑越大，線速度越小。因此“嫦娥二號”衛(wèi)星繞月球運行的速度大于“嫦娥一號”衛(wèi)星繞月球的速度。故A錯誤；B．根據(jù)牛頓第二定律可得可知，軌道半徑r越大，加速度越小。因為r大于月球半徑，所以“嫦娥二號”衛(wèi)星在圖示軌道上運行時的加速度小于月球表面的重力加速度g月，但g月<g地，所以“嫦娥二號”衛(wèi)星在圖示軌道上運行時的加速度小于地球表面的重力加速度。故B錯誤；C．根據(jù)選項B同理可知，由于“嫦娥二號”的繞月軌道半徑小于“嫦娥一號”的繞月軌道半徑，所以“嫦娥二號”衛(wèi)星所在位置的重力加速度比“嫦娥一號”所在位置的重力加速度大。故C正確；D．“嫦娥一號”衛(wèi)星在繞月軌道上如果加速變軌，將做離心運動，會到達(dá)更高的軌道?！版隙鹨惶枴毙l(wèi)星要變軌到“嫦娥二號”的繞月軌道上需要減速變軌。故D錯誤。故選C。14．A【詳解】在地球表面處忽略地球自轉(zhuǎn)，有在距離地心r處根據(jù)牛頓第二定律，有聯(lián)立，可得根據(jù)向心力公式，有可得衛(wèi)星在軌道上的周期為第34顆北斗衛(wèi)星從圖示位置運動到第33顆北斗衛(wèi)星圖示位置所用的時間為故選A。15．BD【詳解】A．衛(wèi)星做勻速圓周運動時，根據(jù)萬有引力等于向心力，得則得軌道3的半徑大于軌道1的半徑，則衛(wèi)星在軌道3上的速率小于在軌道1上的速率，故A錯誤。B．根據(jù)，軌道3的半徑大于軌道1的半徑，則衛(wèi)星在軌道3上的角速度小于軌道1上的角速度，故B正確。C．衛(wèi)星從軌道1上的Q點進(jìn)入軌道2，需要點火加速，可知衛(wèi)星在軌道1上經(jīng)過Q點的速度小于它在軌道2上經(jīng)過Q點的速度，故C錯誤。D．衛(wèi)星從軌道2上的P點進(jìn)入軌道3，需要點火加速，可知衛(wèi)星在軌道2上經(jīng)過P點的速度小于它在軌道3上經(jīng)過P點的速度，故D正確。

故選BD。16．AD【詳解】A．根據(jù)公式得近地衛(wèi)星的軌道半徑小，所以地球同步軌道衛(wèi)星的向心加速度小于近地衛(wèi)星的向心加速度，A正確；B．地球上物體隨地球自轉(zhuǎn)的周期等于該同步衛(wèi)星的運轉(zhuǎn)周期，B錯誤。C．同步衛(wèi)星只能是在和赤道同一平面的軌道上，所以不可能在北京的正上空，C錯誤；D．同一軌道上的衛(wèi)星角速度和線速度都相等，所以不可能發(fā)生碰撞。D正確。故選AD。17．BD【詳解】AC．探測器在P點從軌道Ⅱ變軌到軌道Ⅰ，需要在P點朝速度方向噴氣，從而使探測器減速到達(dá)軌道Ⅰ，則探測器在軌道Ⅰ上P點的動能小于在軌道Ⅱ上P點的動能，故AC錯誤；B．根據(jù)開普勒第三定律可知，探測器在軌道上運動時半長軸越大其運行的周期越大，故B正確；D．根據(jù)萬有引力定律可得根據(jù)可得聯(lián)立解得所以當(dāng)軌道Ⅰ貼近火星表面，并且已知探測器在軌道Ⅰ上運動的角速度，可以推知火星的密度，故D正確。故選BD。18．ABC【詳解】AB.設(shè)地球的質(zhì)量為M，衛(wèi)星的質(zhì)量為m，軌道半徑為R，線速度為v，周期為T，則根據(jù)牛頓第二定律有解得由題圖可得故AB錯誤；C.萬有引力提供衛(wèi)星的向心力，則由題意可得故C錯誤；D.根據(jù)開普勒第三定律可得故D正確；故選ABC。19．AC【詳解】A．設(shè)軌道1、3的半徑分別為r1、r3，“天宮一號”在軌道1、3上運行時的速度分別為v1、v3，根據(jù)萬有引力定律有可得由于r3＞r1，所以v3＜v1。當(dāng)“天宮一號”從軌道1變到軌道2的過程中需要點火加速，所以在軌道2上經(jīng)過Q點的速度vQ＞v1，則v3＜vQ，故A正確；B．設(shè)“天宮一號”在軌道1、3上運行時的角速度分別為ω1、ω3，根據(jù)可得，故B錯誤；CD．“天宮一號”無論在哪個軌道上運行，它經(jīng)過同一點時所受萬有引力相同，則加速度相同，故C正確，D錯誤。故選AC。20．BC【詳解】A．在軌道Ⅰ上到達(dá)P點要剎車制動才能成功變軌到圓軌道Ⅱ，故A錯誤；B．萬有引力提供向心力故加速度大小飛船在軌道Ⅱ上S點與在軌道Ⅲ上P點的加速度大小相等，故B正確；C．飛船由軌道Ⅱ變?yōu)檐壍愧?，做向心運動，發(fā)動機(jī)要做功使衛(wèi)星減速，速度大小變小，所以飛船在軌道Ⅱ上S點的速度大于在軌道Ⅲ上P點的速度，故C正確；D．由開普勒第三定律可得飛船在軌道Ⅱ上由P點運動到S點的時間是飛船在軌道Ⅲ上由P點運動到Q點的時間的倍，故D錯誤；故選BC。21．AD【詳解】A．由引力作為向心力可得解得A正確；B．月球表面的重力加速度為B錯誤；C．月球的體積為密度為聯(lián)立解得C錯誤；D．衛(wèi)星在月球表面運行滿足解得月球表面的環(huán)繞速度為D正確。故