新教材高中物理 第七章 万有引力与宇宙航行 4 宇宙航行练习(含解析)新人教版必修第二册
4宇宙航行
1.假设地球的质量不变,而地球的半径增大到原来半径的2倍,那么地球的第一宇宙速度的大小应为原来的()
A. B. C. D.2
解析因第一宇宙速度即为地球的近地卫星的线速度,此时卫星的轨道半径近似的认为等于地球的半径,且地球对卫星的万有引力提供向心力。
由G得v=,因此,当m地不变,R增大为2R
时,v减小为原来的,选项B正确。
答案B
2.由于通信和广播等方面的需要,许多国家发射了地球同步卫星,这些卫星的()
A.质量可以不同
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
解析地球同步卫星轨道必须在赤道平面内,离地面高度相同的同一轨道上,角速度、线速度、周期一定,与卫星的质量无关。
选项A正确,B、C、D错误。
答案A
3.(多选)关于人造地球卫星,下列说法正确的是()
A.运行的轨道半径越大,线速度也越大
B.其发射速度可以达到16.7 km/s
C.卫星绕地球做匀速圆周运动的速度不能大于7.9 km/s
D.卫星在降落过程中向下减速时处于超重状态
解析由v=知,卫星的轨道半径越大,线速度越小,选项A错误;人造地球卫星的发射速度在
7.9km/s到11.2km/s之间,选项B错误;卫星绕地球做匀速圆周运动的速度小于或等于7.9km/s,选项C正确;卫星向下减速时的加速度方向向上,处于超重状态,选项D正确。
答案CD
4.若取地球的第一宇宙速度为8 km/s,某行星的质量是地球质量的6倍,半径是地球半径的1.5倍,此行星的第一宇宙速度约为()
A.16 km/s
B.32 km/s
C.4 km/s
D.2 km/s
解析第一宇宙速度是行星表面卫星的环绕速度,对于卫星,其轨道半径近似等于星球半径,所受万有
引力提供其做匀速圆周运动的向心力,根据万有引力定律和牛顿第二定律得G=m,解得
v=。
因为该行星的质量m星是地球质量m地的6倍,半径R'是地球半径R的1.5倍,则
=2,故v'=2v=2×8km/s=16km/s,A正确。
答案A
5.(多选)地球半径为R0,地面重力加速度为g,若卫星在距地面R0处做匀速圆周运动,则()
A.卫星的线速度为
B.卫星的角速度为
C.卫星的加速度为
D.卫星周期为2π
解析由=ma n=m=mω2(2R0)=m(2R0)及GM=g,可得卫星的向心加速度a n=,角速度ω=,
线速度v=,周期T=2π,所以A、B正确,C、D错误。
答案AB
6.星球上的物体脱离星球引力所需的最小速度称为该星球的第二宇宙速度,星球的第二宇宙速度v2与其第一宇宙速度v1的关系是v2=v1。
已知某星球的半径为r,表面的重力加速度为地球表面重
力加速度g的,不计其他星球的影响,则该星球的第二宇宙速度为()
A. B.
C. D.gr
解析mg=m得v1=。
再根据v2=v1得v2=,故C选项正确。
答案C
7.已知地球半径为R,地球表面的重力加速度为g,某人造地球卫星在距地球表面高度等于地球半径3倍处做匀速圆周运动,求:
(1)卫星的线速度。
(2)卫星绕地球做匀速圆周运动的周期。
解析设卫星绕地球做匀速圆周运动的周期为T,根据万有引力定律和牛顿第二定律得G=m
G=m·4R
质量为m'的物体在地球表面所受的重力等于万有引力大小,即G=m'g
联立以上三式解得v=,T=16π。
答案(1)(2)16π
能力提升
1.2018年1月2日10时24分迎来了2018年的“最大满月”,俗称“超级月亮”。
2018年7月28日的4时20分出现一个“最小满月”。
月亮一年内要绕地球转12圈多,每个月都会经过近地点,最近的时候可能达到3.5×105 km,一般情况下在3.6×105 km~3.7×105 km之间,当月亮距离我们近时,看到的月亮大一些,当月亮距离我们远时,看到的月亮小一些。
也就是说1月2日我们所看到的月亮是离地球最近的时刻,此时的月亮比平时我们看到的直径大14%,视面积大30%左右,所以称为超级月亮。
下列关于这一现象说法正确的是()
A.“最大满月”比“最小满月”运行的线速度小
B.“最大满月”比“最小满月”在相等的时间内与地球的连线扫过的面积大
C.“最大满月”绕地球运行的加速度小于同步卫星的加速度
D.要发射一颗卫星和月球在同一个轨道绕地球运行,发射速度应大于11.2 km/s
解析由G=m解得:v=,由于“最大满月”时与“最小满月”时相比,月亮离地球更近,所以“最大满月”比“最小满月”运行的线速度大,故A错误;由开普勒第二定律可知,“最大满月”比
“最小满月”在相等的时间内与地球的连线扫过的面积相等,故B错误;由公式G=ma可知,由于“最大满月”时月球到地球的距离比同步卫星到地球的距离更远,所以“最大满月”绕地球运行的加速度小于同步卫星的加速度,故C正确;发射一颗卫星和月球在同一个轨道绕地球运行,即不能脱离地球的引力,故D错误。
答案C
2.2019年3月10日0时28分,“长征三号”乙运载火箭在西昌卫星发射中心点火起飞,成功将“中星6C”卫星送入太空。
“中星6C”是一颗用于广播和通信的地球静止轨道通信卫星,可提供高质量的话音、数据、广播电视传输业务,服务寿命15年。
已知地球半径为R,地球表面的重力加速度为g,地球自转周期为T,关于该卫星的发射和运行,下列说法正确的是()
A.该卫星发射升空过程中,可能处于超重状态
B.该卫星可能处于北京上空
C.该卫星绕地球运行的线速度可能大于第一宇宙速度
D.该卫星运行轨道距离地面的高度为-R
解析该卫星发射升空过程中,一定是先加速运动,处于超重状态,故A正确;该卫星是一颗地球静止轨道通信卫星,一定处于赤道上空,不可能处于北京上空,故B错误;环绕地球运动的卫星的线速度
都小于第一宇宙速度,故C错误;由G=mg和G=m(R+h),可得h=-R,故D正确。
答案AD
3.
(多选)土星外层上有一个环(如图所示),为了判断它是土星的一部分还是土星的卫星群,可以测量环中各层的线速度v与该层到土星中心的距离R之间的关系来判断()
A.若v∝R,则该层是土星的一部分
B.若v2∝R,则该层是土星的卫星群
C.若v∝,则该层是土星的一部分
D.若v2∝,则该层是土星的卫星群
解析若为土星的一部分,则它们与土星绕同一圆心做圆周运动的角速度应与土星相同,根据v=Rω
可知v∝R。
若为土星的卫星群,则由公式G=m可得v2∝,故应选A、D。
答案AD
4.某星球的半径为R,在其表面上方高度为aR的位置,以初速度v0水平抛出一个金属小球,水平射程为bR,a、b均为数值极小的常数,则这个星球的第一宇宙速度为()
A.v0
B.v0
C.v0
D.v0
解析设该星球表面的重力加速度为g,小球落地时间为t,抛出的金属小球做平抛运动,根据平抛运动规律得aR=gt2,bR=v0t,联立以上两式解得g=,第一宇宙速度即为该星球表面卫星线速度,根据
星球表面卫星重力充当向心力得mg=m,所以第一宇宙速度v=v0,故选项A正确。
答案A
5.
(多选)2018年6月14日11时06分,探月工程嫦娥四号的中继星“鹊桥”成功进入环绕距月球约6.5万千米的地月拉格朗日L2点的Halo使命轨道,成为世界首颗运行在地月L2点Halo轨道的卫星。
为地月信息联通搭建“天桥”。
如图所示,该L2点位于地球与月球连线的延长线上,“鹊桥”位于该点,在几乎不消耗燃料的情况下与月球同步绕地球做圆周运动,则“鹊桥”的()
A.线速度大于月球的线速度
B.向心加速度大于月球的向心加速度
C.向心力仅由地球提供
D.向心力仅由月球提供
解析根据v=ωr,a=ω2r可知,ω相同,r越大,v越大,a越大,选项A、B正确;“鹊桥”卫星受地球和月球的引力的合力提供向心力,选项C、D均错误。
答案AB
6.(多选)设地球同步卫星离地心的距离为r,运行速率为v1,加速度为a1,地球赤道上的物体随地球自转的向心加速度为a2,第一宇宙速度为v2,地球半径为R,则()
A. B.
C. D.
解析地球同步卫星和随地球自转的物体周期或角速度相等,其加速度a=ω2r,容易确定选项A正确;同时,第一宇宙速度v2就是近地卫星的运行速度,对于近地卫星和同步卫星来说,都是万有引力全部
提供向心力,满足=m,v=,不难确定选项D也正确。
答案AD
7.如图所示,A是地球的同步卫星,另一卫星B的圆形轨道位于赤道平面内,离地球表面的高度为h,已知地球半径为R,地球自转角速度为ω0,地球表面的重力加速度为g,O为地球中心。
(1)求卫星B的运行周期。
(2)如果卫星B绕行方向与地球自转方向相同,某时刻A、B两卫星相距最近(O、A、B在同一直线上),则至少经过多长时间,它们再一次相距最近?
解析(1)由万有引力定律和牛顿第二定律得
G=m(R+h)①
G=mg②
联立①②解得T B=2π。
③
(2)由题意得(ωB-ω0)t=2π④
由③得ωB=⑤
代入④得t=。
答案(1)2π(2)。
新教材高中物理第7章万有引力与宇宙航行4宇宙航行课后提能训练新人教版
第七章 4A 组·水平过关1．(多选)关于人造地球卫星，下列说法正确的是( ) A ．运行的轨道半径越大，线速度也越大 B ．其发射速度可以达到16.7 km/sC ．卫星绕地球做匀速圆周运动的速度不能大于7.9 km/sD ．卫星在降落过程中向下减速时处于超重状态 【答案】CD 【解析】由v ＝GMr知，卫星的轨道半径越大，线速度越小，A 错误；人造地球卫星的发射速度在7.9 km/s 与11.2 km/s 之间，B 错误；卫星绕地球做匀速圆周运动的速度小于或等于7.9 km/s ，C 正确；卫星向下减速时的加速度方向向上，处于超重状态，D 正确．2．(多选)一颗人造地球卫星以初速度v 发射后，可绕地球做匀速圆周运动，若使发射速度增大为2v ，则该卫星可能( )A ．绕地球做匀速圆周运动B ．绕地球运动，轨道变为椭圆C ．不绕地球运动，成为太阳的人造行星D ．挣脱太阳引力的束缚，飞到太阳系以外的宇宙【答案】CD 【解析】以初速度v 发射后能成为人造地球卫星，可知发射速度v 一定大于第一宇宙速度7.9 km/s ；当以2v 速度发射时，发射速度一定大于15.8 km/s ，已超过了第二宇宙速度11.2 km/s ，也可能超过第三宇宙速度16.7 km/s ，所以该卫星不再绕地球运行，可能绕太阳运行，或者飞到太阳系以外的宇宙，故C 、D 正确．3．(2022年深圳名校月考)2020年6月23日，我国北斗三号最后一颗全球组网卫星发射成功，至此北斗三号全球卫星导航系统星座部署全面完成(如图所示)．这颗卫星是地球静止轨道卫星，其轨道半径约为地球半径的7倍．与近地轨道卫星相比，地球静止轨道卫星( )A ．周期大B ．线速度大C ．角速度大D ．加速度大【答案】A 【解析】地球对卫星的万有引力提供卫星绕地球做匀速圆周运动的向心力，有G Mm r 2＝m 4π2T 2r ＝m v 2r ＝mω2r ＝ma ，解得T ＝2πr 3GM ，v ＝GMr ，ω＝GM r 3，a ＝GMr2.由表达式可知，半径越大，运行的周期越大，线速度、角速度、向心加速度越小．地球静止轨道卫星的运行半径大于近地轨道卫星的运行半径，故与近地轨道卫星相比，地球静止轨道卫星的周期大，线速度、角速度、向心加速度都小，故A 正确，B 、C 、D 错误．4．我国是世界上能发射地球同步卫星的少数国家之一．关于同步卫星，正确的说法是( )A ．可以定点在嘉兴上空B ．加速度一定大于9.8 m/s 2C ．角速度比月球绕地球运行的角速度大D ．向心加速度与静止在赤道上的物体的向心加速度相等【答案】C 【解析】同步卫星位于赤道的上空，故A 错误；根据G Mm r2＝ma ＝mrω2，解得a ＝GM r 2，ω＝GMr 3，轨道半径越大，加速度越小，角速度越小，地面附近的加速度为9.8 m/s 2，则同步卫星的加速度小于9.8 m/s 2，同步卫星的轨道半径小于月球的轨道半径，则角速度大于月球的角速度，故B 错误，C 正确；同步卫星的角速度与赤道上物体的角速度相等，根据a ＝rω2知，同步卫星的向心加速度大，D 错误．5．如图所示，a 、b 两颗人造卫星绕地球运行，下列说法正确的是( ) A ．a 的周期大于b 的周期 B ．a 的加速度小于b 的加速度 C ．a 的角速度大于b 的角速度 D ．a 的运行速度大于第一宇宙速度【答案】C 【解析】根据万有引力提供向心力，则有G mM r 2＝m 4π2T 2r ，解得T ＝2πr 3GM，a 的轨道半径小，周期小，故A 错误；根据万有引力提供向心力，则有G mM r 2＝ma ，解得a ＝GMr 2，a 的轨道半径小，加速度大，故B 错误；根据万有引力提供向心力，则有G mMr 2＝mω2r ，解得ω＝GMr 3，a 的轨道半径小，角速度大，故C 正确；所有圆轨道卫星的运行速度均小于等于第一宇宙速度，故D 错误．6．如图所示，A 、B 、C 三颗人造地球卫星绕地球做匀速圆周运动，已知m A ＝m B <m C ，则三颗卫星( )A ．线速度大小关系：v A <vB ＝vC B ．加速度大小关系：a A >a B ＝a C C ．向心力大小关系：F A ＝F B <F CD ．周期关系：T A >T B ＝T C【答案】B 【解析】因万有引力提供做圆周运动的向心力，故根据F 向＝G Mm r 2＝m v 2r ＝m 4π2T2r ＝ma ，可得v ＝GM r ，可知v A ＞v B ＝v C ，A 错误；根据a ＝GMr2可知加速度大小关系：a A >a B ＝a C ，B 正确；根据F 向＝G Mmr2可知，向心力大小关系：F A ＞F B, F B <F C ，C 错误；根据T ＝2πr 3GM可知，周期关系：T A <T B ＝T C ，D 错误．7．火星有两颗卫星，分别是火卫一和火卫二，它们的轨道近似为圆，已知火卫一的周期为7 h 39 min ，火卫二的周期为30 h 18 min ，则两颗卫星相比( )A ．火卫一受到的引力较大B ．火卫二的角速度较大C ．火卫一的运动速度较大D ．火卫二的加速度较大【答案】C 【解析】根据万有引力提供圆周运动向心力，有G Mm r 2＝mω2r ＝m v 2r ＝ma ＝m 4π2T2r ，得卫星周期为T ＝4π2r3GM，ω＝GMr 3，v ＝GM r ，a ＝GMr2，知半径大的周期大，半径小的周期小，所以可知火卫一的半径小于火卫二的半径．两卫星的质量未知，无法比较万有引力大小，故A 错误；因为火卫一的半径小于火卫二的半径，故火卫二的角速度小，运动速度小，加速度小，即火卫一的运动速度大，故C 正确，B 、D 错误．8．设两人造地球卫星的质量比为1∶2，到地球球心的距离比为1∶3，则它们的( ) A ．周期比为3∶1 B ．线速度比为3∶1 C ．向心加速度比为1∶9 D ．向心力之比为1∶18【答案】B 【解析】设地球质量M 、人造地球卫星质量m ，由F 万＝F 向得GMm r 2＝m v 2r，v＝GM r ，故v 1v 2＝r 2r 1＝31，B 正确；由a ＝GM r 2得a 1a 2＝⎝ ⎛⎭⎪⎫r 2r 12＝91，C 错误；由F 向＝ma 得F 向1F 向2＝m 1a 1m 2a 2＝12×91＝92，D 错误；由T ＝2πr 3GM 得T 1T 2＝⎝ ⎛⎭⎪⎫r 1r 23＝1313，A 错误． 9．(多选)(2021年名校月考)假设火星和地球绕太阳公转的运动均可视为匀速圆周运动．某一时刻，火星会运动到日地连线的延长线上，如图所示．下列选项正确的是( )A ．火星的向心加速度大于地球的向心加速度B ．火星的环绕速度小于地球的环绕速度C ．火星的公转周期大于地球的公转周期D ．从图示时刻再经过半年的时间，太阳、地球、火星再次共线【答案】BC 【解析】根据万有引力提供向心力得GMm r 2＝m v 2r ＝m 4π2T 2r ＝ma ，解得v ＝GMr，T ＝2πr 3GM ，a ＝GMr2.因为火星的轨道半径较大，故向心加速度较小，线速度较小，周期较大，故B 、C 正确，A 错误．从图示时刻再经过半年的时间，地球刚好转过半周，火星还转不到半周，故三者不会共线，故D 错误．10．如图所示，是同一轨道平面内的三颗人造地球卫星，下列说法正确的是( ) A ．根据v ＝gr ，可知v A <v B <v C B ．根据万有引力定律，可知F A >F B >F C C ．角速度ωA >ωB >ωC D ．向心加速度a A <a B <a C【答案】C 【解析】同一轨道平面内的三颗人造地球卫星都绕同一中心天体(地球)做圆周运动，根据万有引力定律G Mm r 2＝m v 2r ，得v ＝GMr，由题图可以看出卫星的轨道半径r C ＞r B ＞r A ，故可以判断出v A >v B >v C ，A 错误；因不知三颗人造地球卫星的质量关系，故无法根据F ＝G Mmr 2判断它们与地球间的万有引力的大小关系，B 错误；由G Mm r2＝mω2r ，得ω＝GM r 3，又r C >r B >r A ，ωA >ωB >ωC ，C 正确；由G Mmr 2＝ma ，得a ＝G M r2，又r C >r B >r A ，所以a A >a B >a C ，D 错误．B 组·能力提升11．《天问》是中国战国时期诗人屈原创作的一首长诗，全诗问天问地问自然，表现了作者对传统的质疑和对真理的探索精神.2021年，我国探测飞船“天问一号”成功飞抵火星，屈原的“天问”梦想成为现实．图中虚线为“天问一号”的“地”“火”转移轨道，下列说法正确的是( )A ．“天问一号”最小发射速度为7.9 km/sB ．“天问一号”由虚线轨道进入火星轨道需要点火加速C ．“天问一号”由地球到火星的虚线轨道上线速度逐渐变大D ．“天问一号”从地球飞到火星轨道的时间大于火星公转周期的一半【答案】B 【解析】“天问一号”要离开地球到达火星，所以“天问一号”的最小发射速度要大于第二宇宙速度小于第三宇宙速度，故A 错误；根据题给图片，“天问一号”在图中地球位置加速做离心运动，此时速度大于地球绕太阳的公转速度，之后到达虚线轨道远日点之后，再加速才能进入火星轨道，故B 正确；“天问一号”由地球到火星的虚线轨道向火星运动的过程中，只有重力做功，重力势能增加，动能减小，机械能守恒，故线速度逐渐减小，故C 错误；“天问一号”椭圆轨道半长轴小于火星轨道半径，由开普勒第三定律可知，火星运行周期较长，“天问一号”从地球飞到火星轨道的时间小于半个火星年，故D 错误．12．(多选)我国发射“神舟”飞船时，先将飞船发送到一个椭圆轨道上，其近地点M 距地面200 km ，远地点N 距地面340 km.进入该轨道正常运行时，其周期为T 1，通过M 、N 点时的速率分别是v 1、v 2.当某次飞船通过N 点时，地面指挥部发出指令，点燃飞船上的发动机，使飞船在短时间内加速后进入离地面340 km 的圆形轨道，开始绕地球做匀速圆周运动，周期为T 2，这时飞船的速率为 v 3.比较飞船在M 、N 、P 三点正常运行时(不包括点火加速阶段)的速率大小和加速度大小，及在两个轨道上运行的周期，下列结论正确的是( )A ．v 1>v 3>v 2，a 1>a 3>a 2B ．v 1>v 3>v 2，a 1>a 2＝a 3C ．T 1>T 2D ．T 1<T 2【答案】BD 【解析】当某次飞船通过N 点时，地面指挥部发出指令，点燃飞船上的发动机，使飞船在短时间内加速后进入离地面340 km 的圆形轨道，所以v 3＞v 2，根据G Mm r 2＝m v 2r，解得v ＝GMr，又因为r 1＜r 3，以r 1为圆轨道的速度v 1大于v 3，而要从椭圆轨道进入圆轨道，需在N 点加速，所以v 1＞v 3＞v 2；根据G Mm r2＝ma ，可知距离地心距离相同的点，加速度大小相同，越远加速度越小，所以a 1>a 2＝a 3，故A 错误，B 正确；根据开普勒第三定律知R 3T 2＝k ，所以T 1<T 2，故C 错误，D 正确．13．如图甲所示，河外星系中两黑洞A 、B 的质量分别为M 1和M 2，它们以两者连线上的某一点为圆心做匀速圆周运动．为研究方便简化为如图乙所示，黑洞A 和黑洞B 均可看成球体，OA ＞OB ，且黑洞A 的半径大于黑洞B 的半径．根据你所学的知识，下列说法正确的是( )A ．两黑洞质量之间的关系一定是M 1＞M 2B ．双星的质量一定，双星之间的距离越大，其转动周期越大C ．黑洞A 的运行角速度小于黑洞B 的运行角速度D ．人类要把宇航器发射到距黑洞A 较近的区域进行探索，发射速度需大于第二宇宙速度小于第三宇宙速度【答案】B 【解析】两黑洞绕O 点旋转的角速度相等，设两黑洞之间距离为L ，有GM 1M 2L 2＝M 1ω2L 1＝M 2ω2L 2，因L 1＞L 2，则有M 1＜M 2，A 、C 错误；根据G M 1M 2L 2＝M 14π2T 2L 1＝M 24π2T2L 2，可得T ＝4π2L3G M 1＋M 2，则双星的质量一定，双星之间的距离越大，其转动周期越大，B 正确；人类要把宇航器发射到距黑洞A 较近的区域进行探索，发射速度应大于第三宇宙速度，D 错误．14．如图所示，王亚平用古筝弹奏了《茉莉花》，从中国空间站为中国人民送上元宵祝福．中国空间站在离地面高度h ＝400 km 的圆周轨道绕地球做匀速圆周运动，一天(24 h)内可以绕地球转动16圈．已知地球半径R ＝6 400 km ，引力常量G ＝×10－11N·m 2/kg 2，π＝，取π2＝10.求：(计算结果保留2位小数)(1)空间站绕地球做匀速圆周运动的周期T 和角速度ω；(2)若古筝的质量m ＝20 kg ，古筝在空间站受到地球对它的万有引力大小F ； (3)地球的质量M .【答案】×103s ×10－3rad/s (2)F ＝×102N (3)M ＝×1024kg 【解析】(1)空间站的周期T ＝t n＝1.5 h ＝×103s ， 空间站的角速度ω＝2πT＝×10－3rad/s.(2)古筝围绕地球做匀速圆周运动，由地球对它的万有引力提供向心力，即F ＝F n ＝mω2(R ＋h )，代入数据解得 F ＝×102 N.(3)设空间站的质量m 1，空间站围绕地球做匀速圆周运动，由地球对空间站的万有引力提供向心力，即GMm 1R ＋h 2＝m 1ω2(R ＋h )，可得M ＝ω2R ＋h3G，代入数据可得M ＝×1024kg.。
人教版(广西专用)高中物理必修第二册第7章万有引力与宇宙航行4宇宙航行练习含答案
4宇宙航行课后·训练提升合格考过关检验一、选择题(第1~5题为单选题,第6~8题为多选题)1.某位同学设想了人造地球卫星轨道(卫星发动机关闭),其中不可能的是()答案:D解析:人造地球卫星靠万有引力提供向心力,做匀速圆周运动,万有引力的方向指向地心,所以圆周运动的圆心是地心。
故选项A、B、C正确,D错误。
2.关于宇宙速度,下列说法正确的是()A.第一宇宙速度是能使人造地球卫星飞行的最小发射速度B.第一宇宙速度是人造地球卫星绕地球飞行的最小速度C.第二宇宙速度是卫星在椭圆轨道上运行时的最大速度D.第三宇宙速度是发射人造地球卫星的最小速度答案:A解析:第一宇宙速度是人造地球卫星的最小发射速度,也是地球卫星绕地球飞行的最大速度,选项A正确,B错误;第二宇宙速度是在地面上发射物体,使之成为绕太阳运动或绕其他行星运动的人造卫星所必需的最小发射速度,选项C错误;第三宇宙速度是在地面上发射物体,使之飞到太阳系以外的宇宙空间所必需的最小发射速度,选项D错误。
3.关于静止卫星的描述正确的是()A.静止卫星的轨道平面与赤道平面成0度角B.静止卫星的轨道高度可以是任意高度C.静止卫星的周期与月球的公转周期相同D.静止卫星转向与地球的转向相反答案:A解析:静止卫星的轨道平面与赤道平面成0度角,选项A正确;静止卫星的周期与可知周期一定,则运动半地球自转周期相等,小于月球的公转周期,根据T=2π√r3Gm0径一定,即静止卫星的轨道高度是一定的,距离地球的高度约为36 000 km,选项B、C错误;静止卫星相对于地球静止,其转向与地球的转向相同,选项D错误。
4.研究表明,地球自转在逐渐变慢,3亿年前地球自转的周期约为22 h 。
假设这种趋势会持续下去,地球的其他条件都不变,未来人类发射的地球同步卫星与现在的相比( )A.距地面的高度变大B.向心加速度变大C.线速度变大D.角速度变大答案:A解析:对同步卫星环绕地球的运动,由向心力公式及万有引力定律有Gm 0m(R+ℎ)2=m (R+h )(2πT )2,由此可知,随着地球自转周期T 的逐渐增大,同步卫星轨道离地面的高度h 将逐渐变大;由Gm 0m(R+ℎ)2=ma ,Gm 0m(R+ℎ)2=m v 2R+ℎ,Gm 0m(R+ℎ)2=m (R+h )ω2可知,卫星的向心加速度、线速度和角速度都将逐渐减小,故选项B 、C 、D 错误,A 正确。
高一物理 必修二(2019)第七章万有引力与宇宙航行第4节宇宙航行基础练习(含答案)
宇宙航行基础练习学校:___________姓名：___________班级：___________考号：___________一、单选题1．如图所示，宇航员在围绕地球做匀速圆周运动的空间站中会完全失重，下列说法中正确的是（）A．宇航员仍受万有引力的作用B．宇航员受力平衡C．宇航员受万有引力和向心力D．宇航员不受任何作用力2．如图，物体在地面附近绕地球做匀速圆周运动的速度叫做第一宇宙速度，则地球的第一宇宙速度的大小是（）A．7.9km/s B．11.2km/s C．16.7km/s D．28.6km/s 3．2013年6月11日，我国载人航天工程再传喜讯，承担为“天宫一号”提供人员和物资天地往返运输服务的“神舟十号”载人飞船成功发射。
“神舟十号”与“天宫一号”对接前的一段时间内，仅在地球引力作用下绕地球做匀速圆周运动，运行轨道半径为r。
已知地球质量为M，引力常量为G，则“神舟十号”在这段时间内运行的速率为（）A B C D4．行星绕着恒星做圆周运动，则它的线速度与（）有关A．行星的质量B．行星的质量与行星的轨道半径C．恒星的质量和行星的轨道半径D．恒星的质量和恒星的半径5．人造卫星在地面附近绕地球做匀速圆周运动所必须具有的速度，称为第一宇宙速度．第一宇宙速度大小是( )A．11.2km/s B．7.9m/s C．16.7km/s D．7.9km/s 6．月球对地球上的潮汐有主要影响。
如图所示，下列说法中正确的是（）A．A、B两点都是高潮点B．C、D两点都是高潮点C．A点为高潮点、B点为低潮点D．C点为高溜点、D点为低潮点二、多选题7．2011年9月29日晚21时16分，我国首个目标飞行器天宫一号发射升空，它将在两年内分别与神舟八号、神舟九号、神舟十号飞船对接，从而建立我国第一个空间实验室．假如神舟八号与天宫一号对接前所处的轨道如图甲所示，图乙是它们在轨道上即将对接时的模拟图．当它们处于图甲所示的轨道运行时，下列说法正确的是（）A．神舟八号的加速度比天宫一号的小B．神舟八号的运行速度比天宫一号的大C．神舟八号的运行周期比天宫一号的长D．神舟八号通过加速后变轨可实现与天宫一号对接8．如图所示，某卫星在轨道1的A点经半椭圆轨道2变轨到轨道3上B点轨道3半径是轨道1半径的2倍，卫星在轨道1上运行时的周期为T，下列说法正确的是A．卫星沿轨道2从A运动到B的过程中，速度在变小B．卫星沿轨道2从A运动到B的过程中，机械能在变小C．卫星在轨道3上运行的周期为2TD．卫星从A点沿轨道2运动到B9．2018年12月8日，肩负着亿万中华儿女探月飞天梦想的嫦娥四号探测器成功发射，实现了人类航天器首次在月球背面巡视探测，率先在月背刻上了中国足迹。
新人教版高中物理必修二第七章《万有引力与宇宙航行》检测(包含答案解析)(4)
一、选择题1．我国的“神舟”系列航天飞船的成功发射和顺利返回，显示了我国航天事业取得的巨大成就。
已知地球的质量为M ，引力常量为G ，飞船的质量为m ，设飞船绕地球做匀速圆周运动的轨道半径为r ，则（ ）A ．飞船在此轨道上的运行速率为Gm rB ．飞船在此圆轨道上运行的向心加速度为r GMC ．飞船在此圆轨道上运行的周期为 32r GMπ D ．飞船在此圆轨道上运行所受的向心力为2Gm r2．一项最新的研究发现，在我们所在星系中央隆起处，多数恒星形成于100亿多年前的一次恒星诞生爆发期。
若最新发现的某恒星自转周期为T ，星体为质量均匀分布的球体，万有引力常量为G ，则以周期T 稳定自转的星体的密度最小值约为（ ）A ．23GT πB ．24GT πC ．26GT πD ．28GTπ3．甲、乙为两颗地球卫星，其中甲为地球同步卫星，乙的运行高度低于甲的运行高度，两卫星轨道均可视为圆轨道。
以下判断正确的是（ ）A ．甲的角速度小于乙的角速度B ．甲的加速度大于乙的加速度C ．乙的速度大于第一宇宙速度D ．甲在运行时能经过北京的正上方 4．如图所示，A 为地球表面赤道上的待发射卫星，B 为轨道在赤道平面内的实验卫星，C 为在赤道上空的地球同步卫星，已知卫星C 和卫星B 的轨道半径之比为2：1，且两卫星的环绕方向相同，下列说法正确的是（ ）A ．卫星B 、C 运行速度之比为2：1B ．卫星B 的向心力大于卫星A 的向心力C ．同一物体在卫星B 中对支持物的压力比在卫星C 中大D ．卫星B 的周期为625．下列说法正确的是（ ）A ．在赤道上随地球一起转动的物体的向心力等于物体受到地球的万有引力B ．地球同步卫星与赤道上物体相对静止，且它跟地面的高度为某一确定的值C ．人造地球卫星的向心加速度大小应等于9.8m/s 2D ．人造地球卫星运行的速度一定大于7.9km/s6．2019年1月3日，“嫦娥四号”成为了全人类第一个在月球背面成功实施软着陆的探测器。
新人教版高中物理必修二第七章《万有引力与宇宙航行》测试(含答案解析)
一、选择题1．2020年10月22日，俄“联盟MS-16”载人飞船已从国际空间站返回地球，在哈萨克斯坦着陆。
若载人飞船绕地球做圆周运动的周期为090min T =，地球半径为R 、表面的重力加速度为g ，则下列说法正确的是（ ）A ．飞船返回地球时受到的万有引力随飞船到地心的距离反比例增加B ．飞船在轨运行速度一定大于7.9km/sC ．飞船离地高度大于地球同步卫星离地高度D ．该飞船所在圆轨道处的重力加速度为423416πR gT 2．若想检验“使月球绕地球运动的力”与“使苹果落地的力”都遵循同样的规律（即“物体受到地球引力的大小与物体到地球中心距离的平方成反比”），在已知地球表面重力加速度、月地距离和地球半径的情况下，还需要知道（ ） A ．地球的质量 B ．月球的质量 C ．月球公转的周期D ．月球的半径3．下列关于万有引力定律的说法中，正确的是（ ）①万有引力定开普勒在实验室发现的②对于相距很远、可以看成质点的两个物体，万有引力定律2MmF G r= 中的r 是两质点间的距离③对于质量分布均匀的球体，公式中的r 是两球心间的距离④质量大的物体对质量小的物体的引力大于质量小的物体对质量大的物体的引力． A ．①③B ．②④C ．②③D ．①④4．2020年12月17日，嫦娥五号成功返回地球，创造了我国到月球取土的伟大历史。
如图所示，嫦娥五号取土后，在P 点处由圆形轨道Ⅰ变轨到椭圆轨道Ⅱ，以便返回地球。
已知嫦娥五号在圆形轨道Ⅰ的运行周期为T 1，轨道半径为R ；椭圆轨道Ⅱ的半长轴为a ，经过P 点的速率为v ，运行周期为T 2。
已知月球的质量为M ，万有引力常量为G ，则（ ）A ．3132T T a R=B ．GMv a =C ．GMv R=D ．23214πR M GT =5．2019年1月3日，“嫦娥四号”成为了全人类第一个在月球背面成功实施软着陆的探测器。
为了减小凹凸不平的月面可能造成的不利影响，“嫦娥四号”采取了近乎垂直的着陆方式，测得“嫦娥四号”近月环绕周期为T ，已知月球半径为R ，引力常量为G ，则下列说法正确的是（ ）A ．“嫦娥四号”着陆前的时间内处于失重状态B ．“嫦城四号”着陆前近月环绕月球做圆周运动的速度为7.9 km/sC ．月球表面重力加速度224πRg T =D ．月球的密度为24πGT ρ=6．“嫦娥三号”是我国第一个月球软着陆无人探测器，当它在距月球表面为100m 的圆形轨道上运行时，周期为18mim 。
2023版新教材高中物理第七章万有引力与宇宙航行4宇宙航行专项4卫星的变轨问题课时作业新人教版必修
专项4 卫星的变轨问题1．发射地球同步卫星时，先将卫星发射至近地圆轨道1，然后经点火使其沿椭圆轨道2运行，最后再次点火将卫星送入同步圆轨道3，轨道1、2相切于Q点，轨道2、3相切于P 点，如图所示，卫星分别在1、2、3轨道上正常运行时，以下说法正确的是( ) A．卫星在轨道3上的运行速率大于在轨道1上的运行速率B．卫星在轨道3上的角速度大于在轨道1上的角速度C．卫星在轨道1上运动一周的时间大于它在轨道2上运动一周的时间D．卫星在轨道2上经过P点时的加速度等于它在轨道3上经过P点时的加速度2．(多选)我国发射的“天问一号”火星探测器到达火星后开展了一系列复杂的变轨操作：2021年2月10日，探测器第一次到达近火点时被火星捕获，成功实现火星环绕，进入周期为10天的大椭圆轨道；2月15日，探测器第一次到达远火点时进行变轨，调整轨道平面与近火点高度，环火轨道变为经过火星南北两极的极轨；2月20日，探测器第二次到达近火点时进行轨道调整，进入周期为4天的调相轨道；2月24日，探测器第三次运行至近火点时顺利实施第三次近火制动，成功进入停泊轨道．极轨、调相轨道、停泊轨道在同一平面内．探测器在这四次变轨过程中( )A．沿大椭圆轨道经过远火点与变轨后在极轨上经过远火点的加速度方向垂直B．沿极轨到达近火点变轨时制动减速才能进入调相轨道C．沿极轨、调相轨道经过近火点时的加速度都相等D ．大椭圆轨道半长轴r 1与调相轨道半长轴r 2的比值为340043．[2022·山东德州高一下期末](多选)我国首次火星探测任务已取得圆满成功．着陆器着陆前的模拟轨迹如图所示，先在轨道Ⅰ上运动，经过P 点启动变轨发动机切换到圆轨道Ⅱ上运动，经过一段时间后，再次经过P 点时启动变轨发动机切换到椭圆轨道Ⅲ上运动．轨道上的P 、Q 、S 三点与火星中心位于同一直线上，火星半径为R 、P 、Q 两点分别是椭圆轨道的远火星点和近火星点，且PQ ＝2QS ＝4R.着陆器在轨道Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ上经过P 点的速度分别为v 1、v 2、v 3，在轨道Ⅱ上的运行周期为T ，万有引力常量为G ，下列说法正确的是( )A ．v 1>v 2>v 3B ．火星的密度为81πGT2 C ．着陆器在轨道Ⅰ上运动时，经过P 点的加速度为v 213RD ．着陆器在轨道Ⅱ上经过S 点的速度大于火星的“第一宇宙速度”4．[2022·山东滕州一中高一下月考](多选)如图所示，在某次发射卫星的过程中，卫星由近地圆形轨道进入椭圆轨道，图中O 点为地心，地球半径为R ，A 点是近地圆形轨道和椭圆轨道的切点，远地点B 离地面高度为6R ，设卫星在近地圆形轨道运行的周期为T.下列说法正确的是( )A ．卫星由近地圆形轨道的A 点进入椭圆轨道需要使卫星减速B ．卫星在椭圆轨道上通过A 点时的速度大于通过B 点时的速度C ．卫星在椭圆轨道上通过A 点时的加速度大小是通过B 点时加速度大小的6倍D ．卫星在椭圆轨道上由A 点经4T 的时间刚好能到达B 点专项4 卫星的变轨问题 [提能力]1．答案：D解析：卫星绕地球做匀速圆周运动，根据万有引力提供向心力，设卫星的质量为m 、轨道半径为r 、地球质量为M ，有G Mm r 2＝m v 2r，解得v ＝GMr，轨道3的半径比轨道1的半径大，则卫星在轨道1上的速率较大，故A 错误；ω＝vr＝GMr 3，轨道3的半径比轨道1的半径大，卫星在轨道3上的角速度较小，故B 错误；由开普勒第三定律可知r 3T2＝k ，由于r 1<r 2，则T 1<T 2，卫星在轨道1上运动一周的时间小于它在轨道2上运动一周的时间，故C 错误；根据牛顿第二定律和万有引力定律得a ＝GMr2，所以卫星在轨道2上经过P 点的加速度等于在轨道3上经过P 点的加速度，故D 正确．2．答案：BCD解析：沿大椭圆轨道经过远火点与变轨后在极轨上经过远火点时，都是火星对探测器的万有引力提供向心力，则加速度方向都是指向火星中心，A 错误；变轨时，由高轨道到低轨道要点火减速，所以沿极轨到达近火点变轨时制动减速才能进入调相轨道，B 正确；根据a ＝GM R2，可知同一点的加速度相同，则沿极轨、调相轨道经过近火点时的加速度都相等，C 正确；根据开普勒第三定律可知r 31 T 21 ＝r 32 T 22 ＝k ，T 1＝10天，T 2＝4天，解得r 1r 2＝3T 21 T 22＝310242＝34004，D 正确． 3．答案：AB解析：着陆器在P 点两次变轨都是做近心运动，所以需要向前喷气减速，所以v 1>v 2>v 3，故A 正确；着陆器在火星的Ⅱ轨道上做圆周运动，由万有引力提供向心力得G Mm （3R ）2＝m 4π2T 23R ，得火星质量为M ＝108π2R 3GT 2，火星体积为V ＝43πR 3，两式代入密度公式ρ＝M V ，得ρ＝81πGT2，故B 正确；着陆器在火星的Ⅱ轨道上做圆周运动，由向心力公式知，其加速度a ＝v 223R，Ⅰ、Ⅱ轨道交于P 点，根据万有引力为合外力，两轨道上合外力相同，加速度相同，故C 错误；由万有引力提供向心力得G Mm R 2＝m v 2R，解得火星的“第一宇宙速度”v ＝G MR，轨道Ⅱ上做圆周运动的半径为3R ，同理得S 点速度v ′＝GM3R，故着陆器在轨道Ⅱ上经过S 点的速度比火星的“第一宇宙速度”小，故D 错误．4．答案：BD解析：卫星在A 点受万有引力作用，在圆形轨道时万有引力等于所需的向心力，卫星做匀速圆周运动，在椭圆轨道近地点万有引力小于所需的向心力，卫星做离心运动，又有向心力F n ＝mv 2R，所以卫星在椭圆轨道上通过A 点时的速度要大于卫星在圆形轨道上通过A 点时的速度，故卫星由近地圆形轨道的A 点进入椭圆轨道需要使卫星加速，故A 错误；由开普勒第二定律可知，卫星在椭圆轨道上通过A 点时的速度大于通过B 点时的速度，故B 正确；卫星在椭圆轨道上只受万有引力作用，又有F 万＝GMm r 2，加速度a ＝GMr2，所以通过A 点时的加速度是通过B 点时加速度的（R ＋6R ）2R 2＝49倍，故C 错误；由开普勒第三定律可知a3T2＝k ，椭圆轨道(半长轴为4R )和圆形轨道(半径为R )围绕的中心天体都是地球，故k 相等，那么椭圆轨道周期T 1与圆形轨道周期T 关系为（4R ）3T 21 ＝k ＝R3T 2，所以T 1＝8T ，卫星在椭圆轨道上由A点经12T 1＝4T 的时间刚好能到达B 点，故D 正确．。
最新人教版高中物理必修二第七章《万有引力与宇宙航行》测试题(含答案解析)(1)
一、选择题1．如图所示，一颗人造卫星原来在椭圆轨道1绕地球E 运行，在P 点变轨后进入轨道2做匀速圆周运动。
下列说法正确的是（ ）A ．不论在轨道1还是轨道2运行，卫星在P 点的速度都相同B ．不论在轨道1还是轨道2运行，卫星在P 点的加速度都相同C ．卫星在轨道1的任何位置都具有相同的加速度D ．卫星在轨道2的任何位置都具有相同的速度2．一宇宙飞船在一个星球表面附近做匀速圆周运动，宇航员要估测星球的密度，只需要测定飞船的（ ）A ．环绕半径B ．环绕速度C ．环绕周期D ．环绕加速度 3．下面说法正确的是（ ）A ．曲线运动一定是变速率运动B ．匀变速曲线运动在任意时间内速度的变化量都相同C ．匀速圆周运动在相等时间的位移相同D ．若地球自转角速度增大，则静止在赤道上的物体所受的支持力将减小4．通过观察冥王星的卫星，可以推算出冥王星的质量。
假设卫星绕冥王星做匀速圆周运动，除了引力常量外，至少还需要两个物理量才能计算出冥王星的质量。
这两个物理量可以是（ ）A ．卫星的质量和线速度B ．卫星的质量和轨道半径C ．卫星的质量和角速度D ．卫星的运行周期和轨道半径5．根据开普勒关于行星运动的规律和圆周运动知识知：太阳对行星的引力F ∝2m ，行星对太阳的引力F ′∝2M r ，其中M 、m 、r 分别为太阳质量、行星质量和太阳与行星间的距离。
下列说法正确的是( )A ．F 和F ′大小相等，是一对作用力与反作用力B ．F 和F ′大小相等，是一对平衡力C ．F 和F ′大小相等，是同一个力D ．由F ∝2m 和F ′∝2M r知F :F ′=m :M 6．美国宇航局2011年12月5日宣布，他们发现了太阳系外第一颗类似地球的、可适合居住的行星——“开普勒—226”，其直径约为地球的2.4倍。
至今其确切质量和表面成分仍不清楚，假设该行星的密度和地球相当，根据以上信息，估算该行星的第一宇宙速度等于（ ）A ．3.3×103m/sB ．7.9×103m/sC ．1.2×104m/sD ．1.9×104m/s 7．2020年3月9日19时55分，中国在西昌卫星发射中心用长征三号乙运载火箭，成功发射北斗系统第54颗导航卫星。
人教版高一物理必修二第七章《万有引力与宇宙航行》分层练习(有答案解析)
第七章万有引力与宇宙航行分层训练1.行星的运动1.地球公转轨道的半径在天文学上常用来作为长度单位，叫作天文单位，用来量度太阳系内天体与太阳的距离。
（这只是个粗略的说法。
在天文学中，“天文单位”有严格的定义，用符号AU表示。
）已知火星公转的轨道半径是，根据开普勒第三定律，火星公转的周期是多少个地球日.2.开普勒行星运动定律不仅适用于行星绕太阳的运动，也适用于卫星绕行星的运动。
如果一颗人造地球卫星沿椭圆轨道运动，它在离地球最近的位置（近地点）和最远的位置（远地点），哪点的速度比较大3.在力学中，有的问题是根据物体的运动探究它受的力，有的问题则是根据物体所受的力推测它的运动。
这一节的讨论属于哪一种情况你能从过去学过的内容或做过的练习中各找出一个例子吗4.对于F＝m υ2r，v＝2πrT,r3T2＝k，这三个等式来说，有的可以在实验室中验证，有的则不能，这个无法在实验室验证的规律是怎么得到的2.万有引力定律1.既然任何物体间都存在着引力，为什么当两个人接近时他们不会吸在一起我们通常分析物体的受力时是否需要考虑物体间的万有引力请你根据实际情况，应用合理的数据，通过计算说明以上两个问题。
：2.你在读书时，与课桌之间有万有引力吗如果有，试估算一下这个力的大小，它的方向如何3.大麦哲伦云和小麦哲伦云是银河系外离地球最近的星系（很遗憾，在北半球看不见）。
大麦哲伦云的质量为太阳质量的1010倍，即×1040kg，小麦哲伦云的质量为太阳质量的109倍，两者相距5×104光年，求它们之间的引力。
4.太阳质量大约是月球质量的×107倍，太阳到地球的距离大约是月球到地球距离的×102倍，试比较太阳和月球对地球的引力。
5.木星有4颗卫星是伽利略发现的，称为伽利略卫星，其中三颗卫星的周期之比为1∶2∶4。
小华同学打算根据万有引力的知识计算木卫二绕木星运动的周期，她收集到了如下一些数据。
木卫二的数据：质量×1022kg、绕木星做匀速圆周运动的轨道半径×108m。
2020_2021学年新教材高中物理第七章万有引力与宇宙航行第四节宇宙航行作业含解析新人教版必修
第四节宇宙航行合格考训练25分钟·满分60分一、选择题(本题共7小题，每题7分，共49分)1．2013年6月20日上午10时，我国首次太空授课在神舟十号飞船中由女航天员王亚平执教，在太空中王亚平演示了一些奇特的物理现象，授课内容主要是使青少年了解微重力环境下物体运动的特点。
如图所示是王亚平在太空舱中演示的悬浮的水滴。
关于悬浮的水滴，下列说法正确的是( D )A．环绕地球运行时的线速度一定大于7.9 km/sB．水滴处于平衡状态C．水滴处于超重状态D．水滴处于失重状态解析：7.9 km/s是卫星环绕地球做匀速圆周运动的最大速度，所以神舟十号飞船的线速度要小于7.9km/s，故A错误；水滴随飞船绕地球做匀速圆周运动，水滴的万有引力完全用来提供向心加速度，所以水滴与飞船一起处于完全的失重状态，故B、C错误，D正确。
2．“奋进”号宇航员斯蒂法尼斯海恩·派帕在一次太空行走时丢失了一个工具包，关于工具包丢失的原因可能是( B )A．宇航员松开了拿工具包的手，在万有引力作用下工具包“掉”了下去B．宇航员不小心碰了一下“浮”在空中的工具包，使其速度发生了变化C．工具包太重，因此宇航员一松手，工具包就“掉”了下去D．由于惯性，工具包做直线运动而离开了圆轨道解析：工具包在太空中，万有引力提供向心力处于完全失重状态，当有其他外力作用于工具包时才会离开宇航员，B选项正确。
3．国务院批复，自2016年起将4月24日设立为“中国航天日”。
1970年4月24日我国首次成功发射的人造卫星东方红一号，目前仍然在椭圆轨道上运行，其轨道近地点高度约为440 km，远地点高度约为2 060 km；1984年4月8日成功发射的东方红二号卫星运行在赤道上空35 786 km的地球同步轨道上。
设东方红一号在远地点的加速度为a1，东方红二号的加速度为a 2，固定在地球赤道上的物体随地球自转的加速度为a 3，则a 1、a 2、a 3的大小关系为( D )A ．a 2＞a 1＞a 3B ．a 3＞a 2＞a 1C ．a 3＞a 1＞a 2D ．a 1＞a 2＞a 3解析：地球赤道上的物体和东方红二号同步卫星做圆周运动的周期相同，两者的角速度相同，即ω3＝ω2，由a ＝ω2R 得半径大的向心加速度大，即得a 3＜a 2；东方红二号和东方红一号的远地点相比，由GMm R 2＝ma 得a ＝GMR2，即离地面越近，加速度越大，即a 2＜a 1，选项D 正确。
新人教版高中物理必修二第七章《万有引力与宇宙航行》检测卷(含答案解析)
一、选择题1．如下图所示，惯性系S中有一边长为l的立方体，从相对S系沿x方向以接近光速匀速飞行的飞行器上观察该立方体的形状是（）A．B．C．D．2．“坦普尔一号”彗星绕太阳运行的轨道是一个椭圆，其运动周期为5.74年，则关于“坦普尔一号”彗星的下列说法中正确的是（）A．彗星绕太阳运动的角速度不变B．彗星在近日点处的线速度大于远日点处的线速度C．彗星在近日点处的加速度小于远日点处的加速度D．彗星在近日点处的机械能小于远日点处的机械能3．2020年11月24日4时30分，长征五号遥五运载火箭在中国海南文昌航天发射场成功发射，飞行约2200s后，顺利将探月工程“嫦娥五号”探测器送入预定轨道，开启中国首次地外天体采样返回之旅。
如图所示为“嫦娥五号”运行的示意图，“嫦娥五号”首先进入近地圆轨道I，在P点进入椭圆轨道Ⅱ，到达远地点Q后进入地月转移轨道，到达月球附近后，经过一系列变轨进入环月轨道。
近地圆轨道I的半径为r1，“嫦娥五号”在该轨道上的运行周期为T1；椭圆轨道Ⅱ的半长轴为a，“嫦娥五号”在该轨道上的运行周期为T2；环月轨道Ⅲ的半径为r3，“嫦娥五号”在该轨道上的运行周期为T3。
地球半径为R，地球表面重力加速度为g。
“嫦娥五号”在轨道I、Ⅱ上运行时月球引力的影响不计，忽略地球自转，忽略太阳引力的影响。
下列说法正确的是（）A ．33331222123r r a T T T ==B ．“嫦娥五号”在轨道I 的运行速度等于1grC ．“嫦娥五号”在轨道Ⅱ上运行时，在Q 点的速度小于在P 点的速度D ．“嫦娥五号”在轨道I 上P 点的加速度小于在轨道Ⅱ上P 点的加速度4．我国即将展开深空探测，计划在2020年通过一次发射，实现火星环绕探测和软着陆巡视探测，已知太阳的质量为M ，地球、火星绕太阳做匀速圆周运动的轨道半径分别为R 1和R 2，速率分别为v 1和v 2，地球绕太阳的周期为T 。
当质量为m 的探测器被发射到以地球轨道上的A 点为近日点，火星轨道上的B 点为远日点的轨道上围绕太阳运行时（如图），只考虑太阳对探测器的作用，则（ ）A ．探测器在A 点加速度的值大于211v RB ．探测器在B 点的加速度小于22GMRC ．探测地在B 点的加速度222v RD ．探测器沿椭圆轨道从A 飞行到B 的时间为312211()2R R T R + 5．2020年诺贝尔物理学奖授予黑洞研究。