38．“嫦娥一号”探月卫星沿地月转移轨道直奔月球，在距月球表面200 km的P点进行第一次变轨后被月球捕获，先进入椭圆轨道Ⅰ绕月飞行，如图所示．之后，卫星在P点又经过两次变轨，最后在距月球表面200 km的圆形轨道Ⅲ上绕月球做匀速圆周运动．对此，下列说法正确的是( )
A．卫星在轨道Ⅲ上运动的速度小于月球的第一宇宙速度 B．卫星在轨道Ⅲ上运动周期比在轨道Ⅰ上短
C．卫星在轨道Ⅲ上运动的加速度大于沿轨道Ⅰ运动到P点时的加速度 D．Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ三种轨道运行相比较，卫星在轨道Ⅲ上运行的机械能最小 【答案】ABD 【解析】
试题分析：在月球“表面”运动行的速度等于月球的第一宇宙速度，最后在距月球表面200 km的圆形轨道Ⅲ上绕月球做匀速圆周运动，根据v?GM，轨道半径大于月球的rr3半径，则小于月球的第一宇宙速度，A正确；根据T?2,卫星在轨道Ⅲ上运动πGM的半径最小，则周期最小，B正确；根据a?GM，r越小，加速度越大，C错误；从r2轨道I至II到III的过程中，每次经过P点，均需“制动”，减速做向心运动进入低轨道，则卫星在轨道Ⅲ上运行的机械能最小，D正确。 考点：本题考查天体运动中的变轨。
39．由于通讯和广播等方面的需要，许多国家发射了地球同步轨道卫星，这些卫星的 A．地球对卫星的引力可以不同 B．轨道半径可以不同 C．轨道平面可以不同 D．速率可以不同 【答案】A 【解析】
试题分析：地球同步卫星的运转周期与地球的自转周期相同且与地球自转“同步”，所以它们的轨道平面都必须在赤道平面内，故C项错误；由w?32?Mm,mw2R?G2可TRGMT2得R?，由此可知所有地球同步卫星的轨道半径都相同，故B项错误，由v24?＝rω，w?2?2?，可得v＝R，可知同步卫星的运转速率都相同，故D项错误；而TT卫星的质量不影响运转周期，地球对卫星的引力可以不同，故选A
考点：考查同步卫星
点评：地球同步卫星的轨道平面都必须在赤道平面内，由w?2?Mm,mw2R?G2可TR试卷第16页，总40页
GMT22?得R?，由此可知所有地球同步卫星的轨道半径都相同，由v＝rω，，w?4?2T3可得v＝R
2?，可知同步卫星的运转速率都相同，而卫星的质量不影响运转周期 T40．在圆轨道上做匀速圆周运动的国际空间站里，一宇航员手拿一只小球相对于太空舱静止“站立”于舱内朝向地球一侧的“地面”上，如图所示．下列说法正确的是( )
A．宇航员相对于地球的速度介于7.9 km/s与11.2 km/s之间
B．若宇航员相对于太空舱无初速释放小球，小球将落到“地面”上 C．宇航员将不受地球的引力作用 D．宇航员对“地面”的压力等于零 【答案】D
【解析】7.9 km/s是发射卫星的最小速度，是卫星环绕地球运行的最大速度，可见，所有环绕地球运转的卫星、飞船等，其运行速度均小于7.9 km/s，故A错误；若宇航员相对于太空舱无初速释放小球，由于惯性，小球仍具有原来的速度，所以地球对小球
v2Mm'的万有引力正好提供它做匀速圆周运动需要的向心力，即G2＝m′，其中m′为
rr小球的质量，
故小球不会落到“地面”上，而是沿原来的轨道继续做匀速圆周运动，故B错误；宇航员受地球的引力作用，此引力提供宇航员随空间站绕地球作圆周运动的向心力，否则宇航员将脱圆周轨道，故C错；因宇航员受的引力全部提供了向心力，宇航员不能对“地面”产生压力，处于完全失重状态，D正确．
41．四名同学关于人造卫星所需向心力的问题发生了争论，请对下面同学的观点进行判断，正确的是（ ）
A． 张糊涂认为，当人造地球卫星的半径增大到原来的3倍时， 向心力也增大到原来的3倍，因为F?mr?
B．张模糊认为，当人造地球卫星的半径增大到原来的3倍时， 向心力减小到原来的
21，3mv2因为F?
rC．张清楚认为，当人造地球卫星的半径增大到原来的3倍时， 向心力减小到原来的因为F?G1，9Mm r2试卷第17页，总40页
D．张明白同学认为，仅仅知道人造卫星轨道半径的变化量，无法确定向心力的变化
【答案】C 【解析】
试题分析：卫星的向心力是由万有引力提供的，F?G大到原来的3倍时， 向心力减小到原来的
Mm当人造地球卫星的半径增2r1，C正确，ABD错误。 9考点：本题考查了有关卫星的向心力问题
42．一同学为探月宇航员估算环绕月球做匀速圆周运动的卫星的最小周期，想出了一种方法：在月球表面以初速度v0竖直上抛一个物体，测出物体上升的最大高度为h，假设物体只受月球引力作用，又已知该月球的直径为d，则卫星绕月球做圆周运动的最小周期为（ ） A．?v0d2? B．hv0?d C．v0hdh D．2?v0dh
【答案】D 【解析】
2试题分析：根据匀变速直线运动公式可知，在月球表面有v0?2g?h，即月球表面的重
2v0力加速度为，根据万有引力定律及圆周运动公式得
2hMm4?2G2?m2、rrTMm?，G?mg故可知，当卫星绕月球表面做圆周运动时的周期最2d2?v0dh，所以只有选项D正确；
小，联立上述各式解得Tmin?考点：万有引力定律及其应用
【答案】AD
【解析】本题考查物理基本知识
伽利略通过观察研究，设想物体下落的速度与时间成正比，因为当时无法测量物体的瞬时速度，所以伽利略通过数学推导证明如果速度与时间成正比，那么位移与时间的平方成正比；由于当时用滴水法计算，无法记录自由落体的较短时间，伽利略设计了让铜球沿阻力很小的斜面滚下，而小球在斜面上运动的加速度要比它竖直下落的加速度小得多，所用时间长的多，所以容易测量．伽利略做了上百次实验，并通过抽象思维在实验结果上做了合理外推．所以伽利略用来抽象思维、数学推导和科学实验相结合的方法 打雷时，呆在汽车里更安全，静电屏蔽；
牛顿在寻找万有引力的过程中，应用了牛顿第二定律和第三定律； 44．“嫦娥一号”于2009年3月1日成功发射，从发射到撞月历时433天，其中，卫星先在近地圆轨道绕行3周，再经过几次变轨进入近月圆轨道绕月飞行。若月球表面的自由落体加速度为地球表面的1/6，月球半径为地球的1/4，则根据以上数据可得( ) A．绕月与绕地飞行周期之比为3/2 B．绕月与绕地飞行周期之比为2/3
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C．绕月与绕地飞行向心加速度之比为1/6 D．月球与地球质量之比为1/96 【答案】CD 【解析】
试题分析：根据万有引力提供向心力
GMm2?2，可以得到关于周期、向?mr??=r2T4?2r3r3GM心加速度以及天体中心质量的表达式如下：T?2?，a向?2，M?，2GTrGM2根据公式
GM?g，RM地M月gR2?G2?96，所以g`R`GD对 。
T地?T月R地3M月a地M地R月243*1??2/3，所以AB均错。?*?6，所以C正3R月M地1*96a月R地2M地确。
考点分析：万有引力 匀速圆周运动 周期、向心加速度公式
总结评价：要将万有引力提供向心力这类问题当作普通圆周运动问题来处理，但要记得万有引力公式，以及会区别在轨天体问题（万有引力等于向心力）；卫星的在发射、变轨过程中的变轨问题（万有引力不能于向心力）。
45．在早期的反卫星试验中，攻击拦截方式之一是快速上升式攻击，即“拦截器”被送入与“目标卫星”轨道平面相同而高度较低的追赶轨道，然后通过机动飞行快速上升接近目标将“目标卫星”摧毁。图为追赶过程轨道示意图。下列叙述正确的是（ ）
A．图中A是“目标卫星”，B是“拦截器” B．“拦截器”和“目标卫星”的绕行方向为图中的顺时针方向 C．“拦截器”在上升的过程中重力势能会增大 D．“拦截器”的加速度比“目标卫星”的加速度小 【答案】BC 【解析】
试题分析：拦截卫星的高度要比目标卫星的高度低，所以A是拦截器，B是目标卫星，A错误；由于拦截器轨道低，速度大，应落后目标卫星，绕行方向应为图中的顺时针方向，B正确；拦截器在上升过程中要克服重力做功，所以重力势能增大，C正确；根据公式a?GM可知拦截器的加速度比目标卫星的加速度大，D错误； r2考点：考查了万有引力定律得应用
46．发射地球同步卫星时，先将卫星送入近地圆轨道1，然后点火使其沿椭圆轨道2运行，最后再次点火，将其送入同步轨道3。P、Q分别为轨道1、2,2、3的切点，则（ ）
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3 2 Q 1 P
A．卫星在轨道1上经过Q点的加速度大于它在轨道2上经过Q点的加速度 B．卫星在轨道2上经过P点的加速度等于它在轨道3上经过P点的加速度 C．卫星在轨道1上经过Q点的速度小于它在轨道2上经过Q点的速度 D．卫星在轨道2上经过P点的速度等于它在轨道3上经过P点的速度 【答案】BC 【解析】
试题分析：卫星从轨道1到轨道2再到轨道3，实际上是在Q点和P点做离心运动，离心运动实质是物体需要的向心力大于实际存在的向心力，或提供的向心力不够，卫星在
v2P点Q点应增大速度，需要的向心力F?m变大，发生离心运动。但PQ两点距离
r地心的距离一样，万有引力相同，则加速度相同，BC正确。 考点：卫星变轨问题，离心运动
点评：卫星在绕地球运动时，离地面高度相同时，根据万有引力公式
mMG?ma向心r2力不变。卫星变轨实际上就是离心运动，要知道离心运动的原理。
47．目前我国已经成功发射北斗导航卫星十六颗，计划到2020年，将建成由35颗卫星组网而成的全球卫星导航系统，关于卫星网中的地球同步静止卫星，以下说法正确的是( )
A．运行角速度相同
B．环绕地球运行可以不在同一条轨道上 C．运行速度大小相等，且都大于7.9km/s
D．向心加速度大于静止在赤道上物体的向心加速度大小 【答案】 AD 【解析】
试题分析：所有地球同步卫星都必须满足“四定”，即：一定的周期(地球自转周期)或角速度，一定的轨道平面——赤道平面，一定的高度(轨道半径一定)，一定的运行速率，故选项A正确；选项B错误；由于第一宇宙速度为7.9km/s，它是所有地球卫星运行的最大速率，且只有贴近地球表面做匀速圆周运动的卫星的速率才为7.9km/s，因此所有
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地球同步卫星的运行速率都小于7.9km/s，故选项C错误；根据a＝rω可知，所有地球同步卫星的向心加速度大于静止在赤道上物体的向心加速度大小，故选项D正确。 考点：本题主要考查了有关地球同步卫星的特征和万有引力定律以及描述圆周运动参量间的关系的应用问题，属于中档题。
48．设地球的质量为M，万有引力恒量为G，卫星离地高度为h，物体在地球表面的重力加速度为g，地球半径为R，则第一宇宙速度可表示为（ ） A.
GM/R B.
D.11.2Km/s /R?h）gR C.GM（【答案】AB
【解析】
试题分析：第一宇宙速度是指围绕地球做圆周运动的最大速度；要使环绕速度最大，轨道半径就要最小，其最小半径可以取近似等于地球半径R，所以第一宇宙速度为：
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