課時(shí)把關(guān)練4　宇宙航行
1.太空垃圾是圍繞地球軌道的有害人造物體，如圖所示是漂浮在地球附近的太空垃圾示意圖，對(duì)此有如下說(shuō)法，正確的是（?。?/span>A. 太空垃圾一定能跟同一軌道上同向飛行的航天器相撞B. 離地越低的太空垃圾運(yùn)行角速度越小C. 離地越高的太空垃圾運(yùn)行加速度越小D. 離地越高的太空垃圾運(yùn)行速率越大2.如圖所示，假設(shè)衛(wèi)星a和b分別在半徑相同的軌道上繞金星和地球做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，已知金星的質(zhì)量小于地球的質(zhì)量，則（?。?/span>       A. b的角速度較大 B. b的周期較大C. a、b的線速度大小相等D. a、b的向心加速度大小相等3.位于貴州的“中國(guó)天眼”是目前世界上口徑最大的單天線射電望遠(yuǎn)鏡（FAST）。通過(guò)FAST測(cè)得水星與太陽(yáng)的視角為θ（水星、太陽(yáng)分別與觀察者的連線所夾的角），如圖所示。若最大視角的正弦值為k，地球和水星繞太陽(yáng)的運(yùn)動(dòng)視為勻速圓周運(yùn)動(dòng)，則水星的公轉(zhuǎn)周期為（?。?/span>A. 年  B. 年C. 年  D. 年4.［多選］宇宙中存在一些離其他恒星較遠(yuǎn)的四顆星組成的系統(tǒng)，通?？珊雎云渌求w對(duì)它們的引力作用。天眼在觀察中發(fā)現(xiàn)三顆質(zhì)量均為m的星球A、B、C恰構(gòu)成一個(gè)邊長(zhǎng)為L的正三角形，在它們的中心O處還有一顆質(zhì)量為3m的星球，如圖所示。已知引力常量為G，每個(gè)星球的半徑均遠(yuǎn)小于L。則下列說(shuō)法正確的是（?。?/span>A. A、B、C三顆星球的線速度大小均為B. A、B、C三顆星球的線速度大小均為C.若O處的星球被均分到A、B、C三顆星球上，A、B、C三顆星球仍按原軌道運(yùn)動(dòng)，則A、B、C三顆星球運(yùn)動(dòng)的周期將變小D.若O處的星球被均分到A、B、C三顆星球上，A、B、C三顆星球仍按原軌道運(yùn)動(dòng)，則A、B、C三顆星球運(yùn)動(dòng)的周期將變大5.［多選］ 已知火星的質(zhì)量約為地球質(zhì)量的，火星的半徑約為地球半徑的。下列關(guān)于發(fā)射火星探測(cè)器的說(shuō)法中正確的是（?。?/span>A. 發(fā)射速度只要大于第一宇宙速度即可B. 發(fā)射速度只有達(dá)到第三宇宙速度才可以C. 發(fā)射速度應(yīng)大于第二宇宙速度而小于第三宇宙速度D. 火星探測(cè)器環(huán)繞火星運(yùn)行的最大速度為地球第一宇宙速度的6.某太陽(yáng)系外行星距離地球約20億光年，公轉(zhuǎn)周期約為 37 年，半徑大約是地球的2倍，重力加速度與地球相近。則下列說(shuō)法正確的是（?。?/span>A.飛船在該行星表面附近運(yùn)行時(shí)的速度小于 7.9 km/sB.該行星的平均密度約是地球平均密度的C.該行星的質(zhì)量約為地球質(zhì)量的 8 倍D.在地球上發(fā)射航天器前往該行星，其發(fā)射速度不能超過(guò) 11.2 km/s7.地球同步通信衛(wèi)星的軌道平面與地球赤道平面的交角為零，下列關(guān)于同步通信衛(wèi)星的說(shuō)法正確的是（?。?/span>A.為避免同步通信衛(wèi)星在軌道上相撞，應(yīng)使它們運(yùn)行在不同的軌道上B.同步通信衛(wèi)星定點(diǎn)在地球上空某處，各個(gè)同步通信衛(wèi)星的角速度相等，但線速度大小可以不相等C.同步通信衛(wèi)星只能運(yùn)行在赤道上空某一恒定高度上D.不同國(guó)家發(fā)射的同步通信衛(wèi)星運(yùn)動(dòng)方向可能不同8.［多選］同步衛(wèi)星到地心的距離為r，運(yùn)行速度為v1，加速度為a1，地球赤道上的物體隨地球自轉(zhuǎn)的向心加速度為a2，第一宇宙速度為v2，地球的半徑為 R，則（?。?/span> A.=          B. =C.=          D.=9. 2021年10月14日，我國(guó)成功發(fā)射首顆太陽(yáng)探測(cè)科學(xué)技術(shù)試驗(yàn)衛(wèi)星“羲和號(hào)”，實(shí)現(xiàn)我國(guó)太陽(yáng)探測(cè)零的突破，這標(biāo)志著我國(guó)正式步入“探日”時(shí)代?！棒撕吞?hào)”衛(wèi)星運(yùn)行于離地高度的太陽(yáng)同步軌道，該軌道是經(jīng)過(guò)地球南北極上空且圓心在地心的圓周?！棒撕吞?hào)”衛(wèi)星與離地高度的地球靜止軌道同步衛(wèi)星相比，下列說(shuō)法正確的是（?。?/span>A.“羲和號(hào)”衛(wèi)星的軌道平面可能與同步衛(wèi)星的軌道平面重合B.“羲和號(hào)”衛(wèi)星繞地球做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的周期小于同步衛(wèi)星的周期C.“羲和號(hào)”衛(wèi)星繞地球做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的加速度小于同步衛(wèi)星的加速度D.“羲和號(hào)”衛(wèi)星的線速度與同步衛(wèi)星的線速度大小之比等于10.［多選］發(fā)射地球同步衛(wèi)星要經(jīng)過(guò)三個(gè)階段：先將衛(wèi)星發(fā)射至近地圓軌道1，然后使其沿橢圓軌道2運(yùn)行，最后將衛(wèi)星送入同步圓軌道3，軌道1、2相切于Q點(diǎn)，軌道2、3相切于P點(diǎn)，如圖所示。當(dāng)衛(wèi)星分別在軌道1、2、3上正常運(yùn)行時(shí)，以下說(shuō)法正確的是（?。?/span>A.衛(wèi)星在軌道1上經(jīng)過(guò)Q點(diǎn)時(shí)的加速度等于它在軌道2上經(jīng)過(guò)Q點(diǎn)時(shí)的加速度B.衛(wèi)星在軌道1上經(jīng)過(guò)Q點(diǎn)時(shí)的速度等于它在軌道2上經(jīng)過(guò)Q點(diǎn)時(shí)的速度C.衛(wèi)星在軌道3上受到的引力小于它在軌道1上受到的引力D.衛(wèi)星由軌道2變軌到軌道3在P點(diǎn)要加速11.隨著天問(wèn)一號(hào)成功在火星著陸，人們對(duì)未來(lái)人類(lèi)登上火星越來(lái)越期待。假設(shè)將來(lái)人類(lèi)登上了火星，航天員考察完畢后，乘坐一艘宇宙飛船從火星返回地球時(shí)，經(jīng)歷了如圖所示的變軌過(guò)程，則有關(guān)這艘飛船的說(shuō)法，下列正確的是（?。?/span>A.飛船在軌道Ⅰ上運(yùn)動(dòng)到P點(diǎn)的速度大于在軌道Ⅱ上運(yùn)動(dòng)到P點(diǎn)的速度B.飛船繞火星在軌道Ⅰ上運(yùn)動(dòng)的周期跟飛船返回地面的過(guò)程中繞地球以與軌道Ⅰ同樣的軌道半徑運(yùn)動(dòng)的周期相同C.飛船在軌道Ⅲ上運(yùn)動(dòng)到P點(diǎn)時(shí)的加速度大于飛船在軌道Ⅱ上運(yùn)動(dòng)到P點(diǎn)時(shí)的加速度D.飛船在軌道Ⅱ上運(yùn)動(dòng)時(shí)，經(jīng)過(guò)P點(diǎn)時(shí)的速度大于經(jīng)過(guò)Q點(diǎn)時(shí)的速度12.如圖所示為“神舟十一號(hào)”與“天宮二號(hào)”的交會(huì)對(duì)接過(guò)程。對(duì)接前，它們?cè)陔x地面三百多千米的同一軌道上繞地球做勻速圓周運(yùn)動(dòng)時(shí)（?。?/span>A.運(yùn)行周期相同B.不受重力作用C.在同一軌道上，只需要“神舟十一號(hào)”加速追上“天宮二號(hào)”就可完成對(duì)接D.飛行速度都大于第一宇宙速度13.［多選］“嫦娥四號(hào)”（專(zhuān)家稱為“四號(hào)星”）的主要任務(wù)是更深層次、更加全面地科學(xué)探測(cè)月球地貌、資源等方面的信息，完善月球檔案資料。已知引力常量為G，月球的半徑為R，月球表面的重力加速度為g，“嫦娥四號(hào)”到月球中心的距離為r，繞月周期為T。根據(jù)以上信息判斷下列說(shuō)法正確的是（?。?/span> A.月球的第一宇宙速度為B.“嫦娥四號(hào)”繞月運(yùn)行的速度為C.月球的平均密度為ρ=D.“嫦娥四號(hào)”必須減速運(yùn)動(dòng)才能返回地球14.天和核心艙是中國(guó)載人航天工程中第一個(gè)空間站核心艙，于2021年4月29日在海南文昌由長(zhǎng)征五號(hào)B遙二運(yùn)載火箭發(fā)射升空，這是中國(guó)空間站建造的重要起點(diǎn)。入軌后，天和核心艙的航天員將在一天內(nèi)多次看到日出日落的神奇現(xiàn)象。則下列關(guān)于天和核心艙在軌飛行時(shí)的描述正確的是（?。?/span>A.離地面的高度大于地球同步衛(wèi)星的高度B.運(yùn)行的向心加速度小于軌道所在處的引力加速度C.運(yùn)行速度小于第一宇宙速度D.航天員可以利用天平測(cè)量物體的質(zhì)量15.如圖為某著陸器經(jīng)過(guò)多次變軌后登陸火星的軌道圖，軌道上的 P、S、Q 三點(diǎn)與火星中心在同一直線上，P、Q 兩點(diǎn)分別是橢圓軌道的遠(yuǎn)火星點(diǎn)和近火星點(diǎn)，且 PQ=2QS，已知軌道Ⅱ?yàn)閳A軌道。下列說(shuō)法正確的是（?。?/span>A.著陸器在P點(diǎn)由軌道Ⅰ進(jìn)入軌道Ⅱ需要點(diǎn)火加速 B.著陸器在軌道Ⅱ上由P點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到S點(diǎn)的時(shí)間是著陸器在軌道Ⅲ上由P點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到Q點(diǎn)的時(shí)間的2倍C.著陸器在軌道Ⅱ上S點(diǎn)與在軌道Ⅲ上P點(diǎn)的加速度大小不相等D.著陸器在軌道Ⅱ上S點(diǎn)的速度小于在軌道Ⅲ上Q點(diǎn)的速度 16.2021年7月我國(guó)成功將全球首顆晨昏軌道氣象衛(wèi)星——“風(fēng)云三號(hào)05星”送入預(yù)定圓軌道，軌道周期約為1.7 h，被命名為“黎明星”，使我國(guó)成為國(guó)際上唯一同時(shí)擁有晨昏、上午、下午三條軌道氣象衛(wèi)星組網(wǎng)觀測(cè)能力的國(guó)家，如圖所示。某時(shí)刻“黎明星”正好經(jīng)過(guò)赤道上P城市（未標(biāo)出）正上方，則下列說(shuō)法正確的是（?。?/span>A.“黎明星”做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的速度大于7.9 km/sB.同步衛(wèi)星的軌道半徑約為“黎明星”的15倍C.該時(shí)刻后“黎明星”經(jīng)過(guò)1.7 h能經(jīng)過(guò)P城市正上方D.該時(shí)刻后“黎明星”經(jīng)過(guò)17天能經(jīng)過(guò)P城市正上方17.如圖所示，已知現(xiàn)在地球的一顆同步通信衛(wèi)星信號(hào)最多覆蓋地球赤道上的經(jīng)度范圍為2α。假設(shè)地球的自轉(zhuǎn)周期變大，周期變大后的一顆地球同步通信衛(wèi)星信號(hào)最多覆蓋的赤道經(jīng)度范圍為2β，則前后兩次同步通信衛(wèi)星的運(yùn)行周期之比為（?。?/span>A.               B. C.            D. 18. 2018年6月14日11時(shí)06分，我國(guó)探月工程嫦娥四號(hào)任務(wù)“鵲橋”中繼星順利進(jìn)入環(huán)繞地月拉格朗日L2點(diǎn)運(yùn)行的軌道，為地月信息聯(lián)通搭建“天橋”。如圖所示，L2點(diǎn)位于地球與月球連線的延長(zhǎng)線上，若“鵲橋”中繼星位于該點(diǎn)，在幾乎不消耗燃料的情況下與月球同步繞地球做圓周運(yùn)動(dòng)。已知地球、月球和“鵲橋”中繼星的質(zhì)量分別為Me、Mm、m，地球和月球中心之間的平均距離為R，L2點(diǎn)到月球中心的距離為x，則x滿足（　）A. B. C. D. 19.牛頓在1687年出版的《自然哲學(xué)的數(shù)學(xué)原理》中設(shè)想，物體拋出的速度很大時(shí)，就不會(huì)落回地面，它將繞地球運(yùn)動(dòng)，成為人造地球衛(wèi)星。如圖所示，將物體從一座高山上的O點(diǎn)水平拋出，拋出速度一次比一次大，落地點(diǎn)一次比一次遠(yuǎn)，設(shè)圖中A、B、C、D、E是從O點(diǎn)以不同的速度拋出的物體所對(duì)應(yīng)的運(yùn)動(dòng)軌道。已知B是圓形軌道，C、D是橢圓軌道，在軌道E上運(yùn)動(dòng)的物體將會(huì)克服地球的引力，永遠(yuǎn)地離開(kāi)地球，空氣阻力和地球自轉(zhuǎn)的影響不計(jì)，則下列說(shuō)法正確的是（?。?/span>A. 物體從O點(diǎn)拋出后，沿軌道A運(yùn)動(dòng)落到地面上，物體做的運(yùn)動(dòng)是平拋運(yùn)動(dòng)B.在軌道B上運(yùn)動(dòng)的物體，拋出時(shí)的速度大小為11.2 km/sC.使軌道C、D上物體的運(yùn)動(dòng)軌道變?yōu)閳A軌道，這個(gè)圓軌道可以過(guò)O點(diǎn)D.在軌道E上運(yùn)動(dòng)的物體，拋出時(shí)的速度一定等于或大于16.7 km/s20.在星球P和星球Q的表面，以相同的初速度豎直上拋一小球，小球在空中運(yùn)動(dòng)時(shí)的圖像分別如圖所示。假設(shè)兩星球均為質(zhì)量均勻分布的球體，星球P的半徑是星球Q半徑的3倍，下列說(shuō)法正確的是（?。?/span>A.星球Q和星球P的質(zhì)量之比為1∶3B.星球Q和星球P的密度之比為1∶1C.星球Q和星球P的第一宇宙速度之比為1∶D.星球Q和星球P的近地衛(wèi)星周期之比為∶121.火星可看成質(zhì)量均勻分布的球體，其半徑為R，自轉(zhuǎn)周期為T，表面重力加速度大小為g，若發(fā)射一顆火星的同步衛(wèi)星，求該同步衛(wèi)星軌道距火星表面的高度h。             22.由于地球的自轉(zhuǎn)，物體在地球上不同緯度處隨地球自轉(zhuǎn)所需向心力的大小不同，因此同一個(gè)物體在地球上不同緯度處重力大小也不同，在地球赤道上的物體受到的重力與其在地球兩極點(diǎn)受到的重力大小之比約為299∶300，因此我們通常忽略兩者的差異，可認(rèn)為兩者相等。而有些星球，卻不能忽略。假如某星球因?yàn)樽赞D(zhuǎn)，一物體在赤道上的重力與其在該星球兩極點(diǎn)受到的重力大小之比為7∶8，已知該星球的半徑為R，求：（1）繞該星球運(yùn)動(dòng)的同步衛(wèi)星的軌道半徑r；（2）若已知該星球赤道上的重力加速度大小為g，引力常量為G，則該星球的密度ρ是多少？     
課時(shí)把關(guān)練4　宇宙航行參考答案1. C　解析：根據(jù)萬(wàn)有引力提供向心力，得線速度，角速度ω=，周期，向心加速度，根據(jù)線速度公式知，在同一軌道上的航天器與太空垃圾線速度相同，如果它們繞地球飛行的運(yùn)行方向相同，它們不會(huì)碰撞，故A錯(cuò)誤；根據(jù)角速度公式可知，離地越低的太空垃圾運(yùn)行角速度越大，故B錯(cuò)誤；根據(jù)向心加速度可知，離地越高的太空垃圾運(yùn)行加速度越小，故C正確；根據(jù)線速度公式可知，離地越高的太空垃圾運(yùn)行速率越小，故D錯(cuò)誤。2. A　解析：由萬(wàn)有引力提供向心力=mω2r知，角速度ω=，衛(wèi)星a和b的軌道半徑相同，而中心天體金星的質(zhì)量小于地球的質(zhì)量，故b的角速度較大，A符合題意。由ω=知，衛(wèi)星的周期T=，衛(wèi)星a和b的軌道半徑相同，衛(wèi)星a所繞中心天體金星的質(zhì)量較小，則衛(wèi)星a的周期較大，B不符合題意。線速度v=ωr=，衛(wèi)星a和b的軌道半徑相同，中心天體金星的質(zhì)量小于地球的質(zhì)量，故b的線速度較大，C不符合題意。向心加速度a=，衛(wèi)星a和b的軌道半徑相同，中心天體金星的質(zhì)量小于地球的質(zhì)量，故b的向心加速度較大，D不符合題意。3. C　解析：本題應(yīng)先理解最大視角的定義，即此時(shí)觀察者與水星的連線應(yīng)與水星軌道相切，由三角函數(shù)可得sin θ=，結(jié)合題中已知條件sin θ=k，由萬(wàn)有引力提供向心力有G=，聯(lián)立可以解得T=年，C正確；也可結(jié)合開(kāi)普勒第三定律求解。4. BD　解析：對(duì)三繞一模式，等邊三角形邊長(zhǎng)為L，三顆環(huán)繞星軌道半徑均為r，由幾何關(guān)系得三角形的邊長(zhǎng)為L=2rcos 30°，即r=對(duì)頂點(diǎn)的星球受力分析，根據(jù)矢量合成的方法可得解得v=，故A錯(cuò)誤，B正確。由前面分析可得T=若O處的星球被均分到A、B、C三顆星球上，則A、B、C三顆星球的質(zhì)量都是2m。若仍按原軌道運(yùn)動(dòng)，則對(duì)A星球有可得T ′=則A、B、C三顆星球運(yùn)動(dòng)的周期將變大，故C錯(cuò)誤，D正確。5. CD　解析：火星探測(cè)器前往火星，要脫離地球引力束縛，但還在太陽(yáng)系內(nèi)，發(fā)射速度應(yīng)大于第二宇宙速度，小于第三宇宙速度，故A、B錯(cuò)誤，C正確；由=得，v=，已知火星的質(zhì)量約為地球質(zhì)量的，火星的半徑約為地球半徑的，則火星探測(cè)器環(huán)繞火星運(yùn)行的最大速度是地球第一宇宙速度的，故D正確。6. B　解析：忽略行星自轉(zhuǎn)的影響，根據(jù)重力等于萬(wàn)有引力得：=mg =m，得到v =，M=平均密度ρ=。這顆行星的重力加速度與地球相近，它的半徑大約是地球的2倍，所以飛船在它表面附近運(yùn)行的速度是地球表面運(yùn)行速度的倍，大于7.9 km/s，該行星質(zhì)量是地球的4倍，平均密度是地球的，故B正確，A、C錯(cuò)誤。航天器飛出太陽(yáng)系所需要的最小發(fā)射速度為第三宇宙速度，即應(yīng)大于等于16.7 km/s，故D錯(cuò)誤。7. C　解析：同步通信衛(wèi)星的運(yùn)行軌道位于地球赤道平面上空的圓形軌道上，軌道固定不變，故A錯(cuò)誤；同步通信衛(wèi)星定點(diǎn)在地球赤道上空某處，各個(gè)同步通信衛(wèi)星的角速度相等，線速度大小也相等，故B錯(cuò)誤；不同國(guó)家發(fā)射同步通信衛(wèi)星的地點(diǎn)不同，但這些同步通信衛(wèi)星的軌道固定不變，運(yùn)動(dòng)方向一致，故C正確，D錯(cuò)誤。8. AC　解析：因?yàn)橥叫l(wèi)星的周期等于地球自轉(zhuǎn)的周期，所以同步衛(wèi)星與地球赤道上的物體角速度相等，根據(jù)a=rω2得，=，故A正確，B錯(cuò)誤；根據(jù)萬(wàn)有引力提供向心力=，解得v=，則=，故C正確，D錯(cuò)誤。9. B　解析：“羲和號(hào)”衛(wèi)星的軌道經(jīng)過(guò)地球南北極上空，而同步衛(wèi)星軌道是與地球赤道共面，則“羲和號(hào)”衛(wèi)星的軌道平面不可能與同步衛(wèi)星的軌道平面重合，A錯(cuò)誤。根據(jù)可得“羲和號(hào)”衛(wèi)星的軌道半徑小于同步衛(wèi)星的軌道半徑，可知“羲和號(hào)”衛(wèi)星繞地球做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的周期小于同步衛(wèi)星的周期，B正確。根據(jù)可得可知“羲和號(hào)”衛(wèi)星繞地球做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的加速度大于同步衛(wèi)星的加速度，C錯(cuò)誤。根據(jù)可得“羲和號(hào)”衛(wèi)星的線速度與同步衛(wèi)星的線速度大小之比等于，D錯(cuò)誤。10. ACD　解析：根據(jù)萬(wàn)有引力提供向心力=ma，得a=，所以衛(wèi)星在軌道1上經(jīng)過(guò)Q點(diǎn)時(shí)的加速度等于它在軌道2上經(jīng)過(guò)Q點(diǎn)時(shí)的加速度，A正確；衛(wèi)星從軌道1上經(jīng)過(guò)Q點(diǎn)時(shí)加速做離心運(yùn)動(dòng)才能進(jìn)入軌道2，故衛(wèi)星在軌道1上經(jīng)過(guò)Q點(diǎn)時(shí)的速度小于它在軌道2上經(jīng)過(guò)Q點(diǎn)時(shí)的速度，B錯(cuò)誤；根據(jù)萬(wàn)有引力定律F=，可以知道半徑越大，同一衛(wèi)星受到的引力越小，因此衛(wèi)星在軌道3上受到的引力小于它在軌道1上受到的引力，C正確；衛(wèi)星由軌道2變軌到軌道3，必須加速，才能做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，否則仍做近心運(yùn)動(dòng)，D正確。11. D　解析：飛船在軌道Ⅰ上運(yùn)動(dòng)到P點(diǎn)時(shí)，要點(diǎn)火加速，使其速度增大做離心運(yùn)動(dòng)，從而轉(zhuǎn)移到軌道Ⅱ上，所以飛船在軌道Ⅰ上運(yùn)動(dòng)到P點(diǎn)的速度小于在軌道Ⅱ上運(yùn)動(dòng)到P點(diǎn)的速度，故A錯(cuò)誤；根據(jù)G=mr，得周期公式T=2π，雖然r相等，但是由于地球和火星的質(zhì)量不相等，所以周期T不相等，故B錯(cuò)誤；飛船在軌道Ⅲ上運(yùn)動(dòng)到P點(diǎn)時(shí)與飛船在軌道Ⅱ上運(yùn)動(dòng)到P點(diǎn)時(shí)受到的萬(wàn)有引力大小相等，加速度相等，故C錯(cuò)誤；飛船在軌道Ⅱ上從P點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到Q點(diǎn)時(shí)，飛船做離心運(yùn)動(dòng)，經(jīng)過(guò)P點(diǎn)時(shí)的速度大于經(jīng)過(guò)Q點(diǎn)時(shí)的速度，故D正確。12. A　解析：兩者在同一軌道上，因此運(yùn)行周期相同，故A正確；“神舟十一號(hào)”與“天宮二號(hào)”在繞地球做勻速圓周運(yùn)動(dòng)時(shí)萬(wàn)有引力提供向心力，仍受重力作用，故B錯(cuò)誤；“神舟十一號(hào)”若在這一軌道上加速，則會(huì)做離心運(yùn)動(dòng)，運(yùn)動(dòng)到更高的軌道上，不可能在這一軌道上與“天宮二號(hào)”完成對(duì)接，故C錯(cuò)誤；第一宇宙速度是最大的環(huán)繞速度，故D錯(cuò)誤。13. AC　解析：根據(jù)第一宇宙速度的定義有mg=，解得月球的第一宇宙速度v=，故A正確；“嫦娥四號(hào)”繞月球做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，根據(jù)萬(wàn)有引力提供向心力，由=和=mg，可以得到“嫦娥四號(hào)”繞月運(yùn)行的速度為v=，故B錯(cuò)誤；根據(jù)萬(wàn)有引力提供向心力，由=和M=，可求得月球的平均密度ρ=，故C正確；“嫦娥四號(hào)”必須先加速離開(kāi)月球，再減速運(yùn)動(dòng)才能返回地球，故D錯(cuò)誤。14. C　解析：A錯(cuò)：航天員在一天內(nèi)多次看到日出日落，說(shuō)明一天時(shí)間內(nèi)天和核心艙繞地球運(yùn)行了多個(gè)周期，由可得：，所以天和核心艙在軌飛行時(shí)離地面的高度小于地球同步衛(wèi)星的高度。B錯(cuò)：天和核心艙在軌飛行時(shí)只受萬(wàn)有引力作用，所以其向心加速度等于軌道所在處的引力加速度。C對(duì)：根據(jù)公式可知，天和核心艙的運(yùn)行速度小于第一宇宙速度。D錯(cuò)：在失重條件下，不能使用天平測(cè)量物體的質(zhì)量。15. D　解析：著陸器在P點(diǎn)由軌道Ⅰ進(jìn)入軌道Ⅱ時(shí)，是向低軌道運(yùn)動(dòng)，所以應(yīng)該減速才可以，故A錯(cuò)誤；由開(kāi)普勒第三定律知道，，已知PQ=2QS，得，著陸器在軌道Ⅱ上由P點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到S點(diǎn)的時(shí)間和著陸器在軌道Ⅲ上由P點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到Q點(diǎn)的時(shí)間都是各自周期的一半，故B錯(cuò)誤；萬(wàn)有引力提供向心力=ma，由于著陸器在軌道Ⅱ上S點(diǎn)與在軌道Ⅲ上P點(diǎn)到火星的中心之間的距離是相等的，所以加速度大小相等，故C錯(cuò)誤；根據(jù)萬(wàn)有引力提供向心力得：=，得v=，軌道Ⅱ的半徑大于過(guò)Q點(diǎn)近火圓軌道的半徑，所以著陸器在軌道Ⅱ上S點(diǎn)的速度小于過(guò)Q點(diǎn)近火圓軌道上Q點(diǎn)的速度，在過(guò)Q點(diǎn)近火圓軌道上Q點(diǎn)加速才能進(jìn)入軌道Ⅲ，故D正確。16. D　解析：7.9 km/s為地球衛(wèi)星的最大環(huán)繞速度，所以“黎明星”做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的速度小于7.9 km/s，A錯(cuò)誤。“黎明星”軌道周期約為1.7 h，根據(jù)開(kāi)普勒第三定律可得，可得同步衛(wèi)星的軌道半徑約為“黎明星”的6倍，B錯(cuò)誤。該時(shí)刻后“黎明星”經(jīng)過(guò)1.7 h正好運(yùn)行一個(gè)周期，因?yàn)榈厍虻淖赞D(zhuǎn)，P城市轉(zhuǎn)過(guò)的角度為，則P城市轉(zhuǎn)走了，“黎明星”沒(méi)有經(jīng)過(guò)P城市正上方，C錯(cuò)誤。該時(shí)刻后“黎明星”經(jīng)過(guò)17天運(yùn)動(dòng)的周期數(shù)為n=此時(shí)P城市轉(zhuǎn)過(guò)的角度為此時(shí)P城市正好轉(zhuǎn)回最初的位置，“黎明星”經(jīng)過(guò)P城市的正上方，D正確。17. A　解析：設(shè)地球半徑為R，根據(jù)圖示可知，rcos α=R，同步通信衛(wèi)星軌道半徑r=。對(duì)同步通信衛(wèi)星，由萬(wàn)有引力提供向心力，G=mr。假設(shè)地球的自轉(zhuǎn)周期變大，同步通信衛(wèi)星軌道半徑r′=。對(duì)同步通信衛(wèi)星，由萬(wàn)有引力提供向心力，G=mr′。聯(lián)立解得：前后兩次同步通信衛(wèi)星的運(yùn)行周期之比為=。18. B　解析：對(duì)月球，萬(wàn)有引力提供向心力，有= ，對(duì)“鵲橋”中繼星，地球和月球的引力的合力提供向心力，故=，聯(lián)立解得，故A、C、D錯(cuò)誤，B正確。19. C　解析：拋出速度v<7.9 km/s時(shí)，物體必落回地面，因萬(wàn)有引力時(shí)刻指向地心，則物體沿A軌道運(yùn)動(dòng)時(shí)受力方向發(fā)生變化，物體做的運(yùn)動(dòng)不是平拋運(yùn)動(dòng)，選項(xiàng)A錯(cuò)誤；將物體從一座高山上的O點(diǎn)水平拋出，由于高山的高度遠(yuǎn)小于地球半徑，所以在軌道B上運(yùn)動(dòng)的物體，可視為近地衛(wèi)星，拋出時(shí)的速度大小為7.9 km/s，選項(xiàng)B錯(cuò)誤；使軌道C、D上物體的運(yùn)動(dòng)軌道變?yōu)閳A軌道，可以在物體經(jīng)過(guò)O點(diǎn)時(shí)減速，這個(gè)圓軌道可以過(guò)O點(diǎn)，選項(xiàng)C正確；在軌道E上運(yùn)動(dòng)的物體，將脫離地球的引力范圍，拋出時(shí)的速度一定等于或大于第二宇宙速度11.2 km/s，選項(xiàng)D錯(cuò)誤。20. B　解析：由v-t圖像可知星球表面的重力加速度大小g=二者Δv大小相等，故重力加速度的關(guān)系==根據(jù)在星球表面物體所受的萬(wàn)有引力等于重力有，M=故=代入數(shù)據(jù)得=，故A錯(cuò)誤。根據(jù)密度公式M=ρV，V=可得ρ=故=代入數(shù)據(jù)得=1，故B正確。第一宇宙速度是繞星球表面做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的線速度，由=m得v=故=代入數(shù)據(jù)得=，故C錯(cuò)誤。近地衛(wèi)星周期T=故=代入數(shù)據(jù)得=1，故D錯(cuò)誤。21. 解：在火星表面，對(duì)質(zhì)量為m的物體有mg=，同步衛(wèi)星的周期等于火星的自轉(zhuǎn)周期T，萬(wàn)有引力提供向心力，有=，聯(lián)立解得：h=-R。22. 解：（1）設(shè)物體質(zhì)量為m，星球質(zhì)量為M，星球的自轉(zhuǎn)周期為T，物體在星球兩極時(shí)，萬(wàn)有引力等于重力，即F萬(wàn)==G極，物體在星球赤道上隨星球自轉(zhuǎn)時(shí)，向心力由萬(wàn)有引力的一個(gè)分力提供，另一個(gè)分力就是重力G赤，有F萬(wàn)=G赤+Fn，因?yàn)?/span>G赤=，得Fn==，該星球的同步衛(wèi)星的周期等于自轉(zhuǎn)周期T，則有=，聯(lián)立解得r=2R。（2）在星球赤道上，有=mg，可得M=，又因星球的體積V=，所以該星球的密度=。 

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