高考物理专题力学知识点之万有引力与航天易错题汇编含答案

一、选择题

1．有a、b、c、d四颗地球卫星，a还未发射，在地球赤道上随地球表面一起转动，b处于地面附近近地轨道上正常运动，c是地球同步卫星，d是高空探测卫星，设地球自转周期为24 h，所有卫星均视为匀速圆周运动，各卫星排列位置如图所示，则有()

A．a的向心加速度等于重力加速度g

B．b在相同时间内转过的弧长最长

C．c在4 h内转过的圆心角是

D．d的运动周期有可能是23 h

2．宇宙中两个星球可以组成双星，它们只在相互间的万有引力作用下，绕球心连线的某点做周期相同的匀速圆周运动．根据宇宙大爆炸理论，双星间的距离在不断缓慢增加，设双星仍做匀速圆周运动，则下列说法错误的是（）

A．双星相互间的万有引力减小

B．双星圆周运动的角速度增大

C．双星圆周运动的周期增大

D．双星圆周运动的半径增大

3．一人造地球卫星绕地球做匀速圆周运动，假如该卫星变轨后仍做匀速圆周运动，动能增大为原来的4倍，不考虑卫星质量的变化，则变轨前后卫星的（）

A．向心加速度大小之比为1∶4B．轨道半径之比为4∶1

C．周期之比为4∶1D．角速度大小之比为1∶2

4．关于做匀速圆周运动的人造地球卫星，下列说法中正确的是（）

A．半径越大，周期越大

B．半径越大，周期越小

C．所有卫星的周期都相同，与半径无关

D．所有卫星的周期都不同，与半径无关

5．太空——110轨道康复者”可以对卫星在太空中补充能源，使卫星的寿命延长10年或更长。假设“轨道康复者”正在地球赤道平面内的圆周轨道上运动，且轨道半径为地球同步卫

星的1

，且运行方向与地球自转方向相同。下列说法正确的是

A．“轨道康复者”运行的重力加速度等于其所在轨道处的向心加速度

B．“轨道康复者”运行的速度等于同步卫星运行速度的5倍

C．站在地球赤道上的人观察到“轨道康复者”向西运动

D．“轨道康复者”可以从高轨道加速从而对低轨道上的卫星进行拯救

6．因“光纤之父”高锟的杰出贡献，早在1996年中国科学院紫金山天文台就将一颗于

1981年12月3日发现的国际编号为“3463”的小行星命名为“高锟星”。假设高锟星为

均匀的球体，其质量为地球质量的1

倍，半径为地球半径的

倍，则“高锟星”表面的重

力加速度是地球表面的重力加速度的（）

A．q

倍B．

倍C．

倍D．

倍

7．电影《流浪地球》深受观众喜爱，地球最后找到了新家园，是一颗质量比太阳大一倍的恒星，假设地球绕该恒星作匀速圆周运动，地球到这颗恒星中心的距离是地球到太阳中心的距离的2倍。则现在地球绕新的恒星与原来绕太阳运动相比，说法正确的是（）

A．线速度是原来的1 2

B．万有引力是原来的1 4

C．向心加速度是原来的2倍

D．周期是原来的2倍

8．“太空涂鸦”技术就是使低轨运行的攻击卫星在接近高轨侦查卫星时，准确计算轨道向其发射“漆雾”弹，并在临近侦查卫星时，压爆弹囊，让“漆雾”散开并喷向侦查卫星，喷散后强力吸附在侦查卫星的侦察镜头、太阳能板、电子侦察传感器等关键设备上，使之暂时失效。下列说法正确的是()

A．攻击卫星在轨运行速率大于7.9 km/s

B．攻击卫星进攻前的速度比侦查卫星的速度小

C．攻击卫星完成“太空涂鸦”后应减速才能返回低轨道上

D．若攻击卫星周期已知，结合万有引力常量就可计算出地球质量

9．2019年春节期间上映的国产科幻电影《流浪地球》，获得了口碑和票房双丰收。影片中人类为了防止地球被膨胀后的太阳吞噬，利用巨型发动机使地球公转轨道的半径越来越大，逐渐飞离太阳系，在飞离太阳系的之前，下列说法正确的是（）

A．地球角速度越来越大

B．地球线速度越来越大

C．地球向心加速度越来越大

D．地球公转周期越来越大

10．某人造地球卫星发射时，先进入椭圆轨道Ⅰ，在远地点A加速变轨进入圆轨道Ⅱ。已知轨道Ⅰ的近地点B到地心的距离近似等于地球半径R，远地点A到地心的距离为3R，则下列说法正确的是（）

A ．卫星在

B 点的加速度是在A 点加速度的3倍

B ．卫星在轨道Ⅱ上A 点的机械能大于在轨道Ⅰ上B 点的机械能

C ．卫星在轨道Ⅰ上A 点的机械能大于B 点的机械能

D ．卫星在轨道Ⅱ上A 点的动能大于在轨道Ⅰ上B 点的动能

11．假设地球是一半径为R ，质量分布均匀的球体，一矿井深度为d ，已知质量分布均匀的球壳对壳内物体的引力为零，矿井底部和地面处的重力加速度大小之比为 A ．1d R

+ B ．1d R

- C ．2

(

)R d R - D ．2

(

)R R d

- 12．如图所示，卫星a 和b ，分别在半径相同的轨道上绕金星和地球做匀速圆周运动，已知金星的质量小于地球的质量，则（）

A ．b 的角速度较大

B ．b 的周期较大

C ．a 、b 的线速度大小相等

D ．a 、b 的向心加速度大小相等

13．如图所示，甲是我国暗物质粒子探测卫星“悟空”，运行轨道高度为500km,乙是地球同步卫星．关于甲、乙两卫星的运动,下列说法中正确的是

A ．卫星乙的周期可能是20h

B ．卫星乙可能在泸州正上空

C ．卫星甲的周期大于卫星乙的周期

D ．卫星甲的角速度大于卫星乙的角速度

14．“嫦娥四号”是人类历史上首次在月球背面软着陆和勘测。假定测得月球表面物体自由落体加速度g ，已知月球半径R 和月球绕地球运转周期T ，引力常数为G ．根据万有引力定律，就可以“称量”出月球质量了。月球质量M 为（）

A．

GR M

B．

C．

D．

T R

15．“北斗”卫星导航定位系统由5颗同步卫星和30颗非静止轨道卫星组成。则（）A．5颗同步卫星中质量小的卫星的高度比质量大的卫星的高度要低

B．5颗同步卫星的周期小于轨道在地球表面附近的卫星的周期

C．5颗同步卫星离地面的高度都相同

D．5颗同步卫星运行的线速度介于第一和第二宇宙速度之间

16．如图所示，地球的公转轨道接近圆，哈雷彗星的公转轨迹则是一个非常扁的椭圆。若已知哈雷彗星轨道半长轴约为地球公转轨道半径的18倍，哈雷彗星在近日点与太阳中心的距离为1r，速度大小为1v，在远日点与太阳中心距离为2r，速度大小为2v，根据所学物理知识判断下列说法正确的是

A．哈雷彗星的公转周期约为76年

B．哈雷彗星在近日点速度1v小于远日点速度2v

C．哈雷彗星在近日点加速度1a的大小与远日点加速度2a的大小之比

112

221

a v r

D．哈雷彗星在椭圆轨道上运动的过程中机械能不守恒

17．2017年10与24日，在地球观测组织（GEO）全会期间举办的“中国日”活动上，我国正式向国际社会免费开放共享我国新一代地球同步静止轨道气象卫星“风云四号”和全球第一颗二氧化碳监测科学实验卫星(以下简称“碳卫星”)的数据．“碳卫星”是绕地球极地运行的卫星，在距地700千米的圆形轨道对地球进行扫描，汇集约140天的数据可制作一张无缝隙全球覆盖的二氧化碳监测图，有关这两颗卫星说法正确的是（）

A．“风云四号”卫星的向心加速度大于“碳卫星”的向心加速度

B．“风云四号”卫星的线速度小于“碳卫星”线速度

C．“风云四号”卫星的周期小于“碳卫星”的周期

D．“风云四号”卫星的线速度大于第一宇宙速度

18．人类以发射速度v1发射地球同步卫星，以发射速度v2发射火星探测器，以发射速度v3发射飞出太阳系外的空间探测器，下列说法错误的是（）

A．v1大于第一宇宙速度，小于第二宇宙

B．v2大于第二宇宙速度，小于第三宇宙速度

C．v3大于第三宇宙速度

D．地球同步卫星的环绕速度大于第一宇宙速度，小于第二宇宙速度

19．火星和木星沿各自的椭圆轨道绕太阳运行，根据开普勒行星运动定律可知：

A．太阳位于木星运行轨道的中心

B．火星和木星绕太阳运行速度的大小始终相等

C．火星与木星公转周期之比的平方等于它们轨道半长轴之比的立方

D．相同时间内,火星与太阳连线扫过的面积等于木星与太阳连线扫过的面积

20．2018年5月21日，中国在西昌卫星发射中心用长征四号丙运载火箭，成功将嫦娥四号任务“鹊桥”号中继星发射升空．6月14日，“鹊桥”号中继星进入地月拉格朗日L2点的Halo使命轨道，以解决月球背面的通讯问题．如图所示，地月拉格朗日L2点在地球与月球的连线上．若卫星在地月拉格朗日L2点上，受地球、月球两大天体的引力作用，能保持相对静止．已知地球质量和地月距离，若要计算地月拉格朗日L2点与地球间的距离，只需要知道的物理量是

A．月球的质量

B．“鹊桥”号中继星的质量

C．月球绕地球运行的周期

D．引力常量

21．我国将发射“天宫二号”空间实验室，之后发射“神州十一号”飞船与“天宫二号”对接

.假设“天宫二号”与“神州十一号”都围绕地球做匀速圆周运动，为了实现飞船与空间实验室的对接，下列措施可行的是

A．使飞船与空间实验室在同一轨道上运行，然后飞船加速追上空间实验室实现对接B．使飞船与空间实验室在同一轨道上运行，然后空间实验室减速等待飞船实现对接C．飞船先在比空间实验室半径小的轨道上加速，加速后飞船逐渐靠近空间实验室，两者速度接近时实现对接

D．飞船先在比空间实验室半径小的轨道上减速，减速后飞船逐渐靠近空间实验室，两者速度接近时实现对接

22．关于开普勒行星运动定律，下列说法正确的是

A．所有的行星都绕太阳做圆运动

B．对任意一个行星它与太阳的连线在相等时间内扫过相等的面积

C．在

中，k是与太阳无关的常量

D ．开普勒行星运动定律仅适用于行星绕太阳运动

23．宇航员王亚平在“天宮1号”飞船内进行了我国首次太空授课，演示了一些完全失重状态下的物理现象．若飞船质量为m ，距地面高度为h ，地球质量为M ，半径为R ，引力常量为G ，则飞船所在处的重力加速度大小为（） A ．0

B ．2()GM R h +

C ．2

()GMm R h +

D ．

h 24．德国天文学家们曾于2008年证实，位于银河系中心，与地球相距2.6万光年的“人马座A”其实是一个质量超大的黑洞．假设银河系中心仅此一个黑洞，太阳系绕银河系中心做匀速圆周运动，则根据下列哪组数据可以估算出该黑洞的质量(引力常量已知) A ．太阳系的质量和太阳系绕该黑洞公转的周期 B ．太阳系的质量和太阳系到该黑洞的距离 C ．太阳系的运行速度和该黑洞的半径 D ．太阳系绕该黑洞公转的周期和公转的半径

25．2016年8月16日凌晨，被命名为“墨子号”的中国首颗量子科学实验卫星开启星际之旅，这是我国在世界上首次实现卫星和地面之间的量子通信，构建天地一体化的量子保密通信与科学实验体系．如图所示，“墨子号”卫星的工作高度约为500km ，在轨道上绕地球做匀速圆周运动，经过时间t(t 小于其运动周期)，运动的弧长为s ，与地球中心连线扫过的角度为θ弧度，引力常量为G ，则下列关于“墨子号”的说法正确的是( )

A ．线速度大于第一宇宙速度

B ．质量为3

2s Gt θ

C ．环绕周期为

πθ

D ．向心加速度小于地球同步卫星的向心加速度

【参考答案】***试卷处理标记，请不要删除

一、选择题 1．B 解析：B 【解析】【分析】【详解】

A 项，地球表面的重力加速度为g ，此时有

GMm

mg R = ，但对于a 来说，由于地球自转的作用，万有引力的一部分提供了圆周运动的向心力，所以a 的向心加速度小于重力加速度g ，故A 错误；

B 项，由2

GMm v m r r

= 可得b c d v v v >> ，根据v r ω= 可知c a v v > ，所以线速度b 的最大，则在相同时间内转过的弧长也就最长，故B 正确；

C 项，c 是同步卫星，所以c 的周期是24h ，则c 在4h 内转过的圆心角是42=243

π? ，故C 项错误． D 项，由

2=()GMm m r r T

π 可知，半径越大，周期越长，则d 的运动周期一定大于c 的运动周期，即大于24h ，故D 项错误．故选B

2．B

解析：B 【解析】【分析】【详解】

C ．双星间的距离在不断缓慢增加，根据万有引力定律12

2m m F G L

＝，知万有引力减小．故C 错误．

BD ．根据万有引力提供向心力得

2212

11222

m m G

m r m r L

ωω== 可知

m 1r 1=m 2r 2

知轨道半径比等于质量之反比，双星间的距离变大，则双星的轨道半径都变大，根据万有引力提供向心力，知角速度变小，周期增大．故BD 正确． A ．根据

m 1r 1=m 2r 2 r 1+r 2=L

解得

2112 m L

r m m =+

1212

m L

r m m =

根据万有引力提供向心力

22121212212

m m v v G m m L r r ==

所以

121121112

121222()K Gm m r Gm m E m v L L m m ===+ 22122122

222121222()

K Gm m r Gm m E m v L L m m ===+ 双星间的距离变大，所以双星间动能均减小，故A 正确．故选ABD ．

名师点睛：解决本题的关键知道双星靠相互间的万有引力提供向心力，应用万有引力定律与牛顿第二定律即可正确解题，知道双星的轨道半径比等于质量之反比．

3．B

解析：B 【解析】【分析】【详解】

AB.根据万有引力充当向心力22Mm v G m r r ＝=2

24m r T

π=m 2ωr =ma ，卫星绕地球做匀速圆

周运动的线速度v =GM

，其动能E k =2GMm r ，由题知变轨后动能增大为原来的4倍，则

变轨后轨道半径r 2=

14r 1，变轨前后卫星的轨道半径之比r 1∶r 2=4∶1；向心加速度a =2GM

，变轨前后卫星的向心加速度之比a 1∶a 2=1∶16，故A 错误，B 正确；

C.卫星运动的周期234πr T GM =，变轨前后卫星的周期之比12T T =313

r r =81，故C 错误； D.卫星运动的角速度3

r ω＝，变轨前后卫星的角速度之比

12ωω=3231r r =18，故D 错误．

4．A

解析：A 【解析】【分析】

匀速圆周运动的人造地球卫星受到的万有引力提供向心力，用周期表示向心力，得到周期的表达式，根据公式讨论选择项。【详解】

匀速圆周运动的人造地球卫星受到的万有引力提供向心力，即，因此，周

期为：

∵G 、M 一定，∴卫星的周期与半径有关，半径越大，周期越大，因此，选项B 正确，选项B 、C 、D 错误。故选：A 。【点睛】

解答本题要根据人造地球卫星受到的万有引力提供向心力来找准卫星的周期的决定因素，由控制变量法讨论选择。

5．A

解析：A 【解析】【详解】

A.由万有引力提供向心力，则有：

GmM

ma mg r

'== 可得：2

a g r '==

，可知“轨道康复者”运行的重力加速度等于其所在轨道处的向心加速度，故选项A 符合题意；

B.由万有引力提供向心力，则有：

GmM mv r r

= 可得：GM

v r

，可知 “轨道康复者”5B 不符合题意；

C.由万有引力提供向心力，则有：

GmM m r r

ω= 可得：3GM

ω=

“轨道康复者”运行角速度比人要大，所以站在地球赤道上的人观察到“轨道康复者”向东运动，故选项C 不符合题意；

D.“轨道康复者”可以从高轨道减速从而对低轨道上的卫星进行拯救，故选项D 不符合题意。

6．C

解析：C 【解析】【详解】

根据2Mm G

mg r =，得，2GM g r =，因为高锟星的质量为地球质量的1

，半径为地球半径的1 q ，则“高锟星”表面的重力加速度是地球表面的重力加速度的2 q

，故C 正确，ABD 错误．

7．D

解析：D 【解析】【详解】

A 、根据万有引力充当向心力：G 2Mm r =m 2

v r

，线速度v ，由题知，新恒星的质量

M 是太阳的2倍，地球到这颗恒星中心的距离r 是地球到太阳中心的距离的2倍，则地球绕新恒星的线速度不变，故A 错误。 B 、根据万有引力F = G

2Mm r 可知，万有引力变为原来的12

，故B 错误。 C 、由向心加速度a =2

v r

可知，线速度v 不变，半径r 变为原来的2倍，则向心加速度变为

原来的

，故C 错误。 D 、由周期T =

π可知，线速度v 不变，半径r 变为原来的2倍，则周期变为原来的2倍，故D 正确。

8．C

解析：C 【解析】【详解】

AB .根据万有引力提供向心力2

2Mm v G m r r

＝，得v =，轨道半径越小，速度越

大，当轨道半径最小等于地球半径时，速度最大等于第一宇宙速度7.9/km s ．故攻击卫星在轨运行速率小于7.9/km s ．攻击卫星进攻前的轨道高度低，故攻击卫星进攻前的速度比侦查卫星的速度大，故AB 均错误；

C .攻击卫星完成“太空涂鸦”后应减速做近心运动，才能返回低轨道上，故C 正确；

D .根据万有引力提供向心力2

224Mm G m r r T

π=，只有周期，缺少其它量，解不出地球质

量，故D 错误。

故选C 。

9．D

解析：D

【解析】【详解】

人造卫星绕地球做匀速圆周运动，根据万有引力提供向心力，2

GMm r =m 2v r =m 2

24T

πr ＝

mω2r ＝ma ，角速度ω=

故A 错误；线速度v =B 错误；向心加速度a 2GM

，地球公转轨道的半径越来越大，地球向心加速度越来越

小，故C 错误；公转周期T ＝2，地球公转轨道的半径越来越大，地球公转周期越

来越大，故D 正确；

10．B

解析：B 【解析】【分析】【详解】

A ．根据牛顿第二定律得

GMm

ma r = 解得

a r =

B 点与地心的距离为A 点与地心距离的

，则卫星在B 点的加速度是A 点加速度的9倍，故A 错误；

BC ．在轨道Ⅰ上，卫星运行时，只有万有引力做功，所以机械能守恒，即卫星在轨道Ⅰ上

A 点的机械能等于在轨道Ⅰ上

B 点的机械能；从椭圆轨道Ⅰ到圆轨道Ⅱ，卫星在A 点做逐

渐远离圆心的运动，要实现这个运动必须使卫星所需向心力大于万有引力，所以应给卫星加速，所以卫星在轨道Ⅱ上A 点的机械能大于在轨道Ⅰ上A 点的机械能，即有卫星在轨道Ⅱ上A 点的机械能大于在轨道Ⅰ上B 点的机械能，故B 正确，C 错误； D ．根据万有引力提供向心力可得

GMm mv r r

= 解得动能为

2122k GMm E mv r

所以卫星在轨道Ⅱ上A 点的动能小于在轨道Ⅰ上B 点的动能，故D 错误；故选B 。

11．B

解析：B 【解析】【分析】【详解】

令地球的密度为ρ，则在地球表面，重力和地球的万有引力大小相等，有2

g G R =，由于地球的质量为3

M R ρ=?

π，所以重力加速度的表达式可写成：3

R GM

g G G R R R ρπρπ=

==．根据题意有，质量分布均匀的球壳对壳内物体的引力为零，固在深度为d 的井底，受到地球的万有引力即为半径等于（R-d ）的球体在其表面产生的万有引力，故井底的重力加速度()4

g G R d ρπ'=

-，所以有()4

3 143

G R d g R d d g R R G R ρπρπ-'-===-，故B 正确；

【点睛】

抓住在地球表面重力和万有引力相等，在矿井底部，地球的重力和万有引力相等，要注意在矿井底部所谓的地球的质量不是整个地球的质量而是半径为（R-d ）的球体的质量．

12．A

解析：A 【解析】【详解】

A 、由万有引力充当向心力G

2mM r =m 2ωr 知，角速度ω

，卫星a 和b 的轨道半径相同，而中心天体金星的质量小于地球的质量，b 的角速度较大，故A 正确．

B 、由ω=2T π知，卫星的周期T

=2a 和b 的轨道半径相同，卫星a 绕中心天体金星的质量较小，则卫星a 的周期较大，故B 错误． C 、由线速度v =ωr

a 和

b 的轨道半径相同，中心天体金星的质量小于地球的质量，a 、b 的线速度大小不相等，故C 错误． D 、由向心加速度a =

2GM

知，卫星a 和b 的轨道半径相同，中心天体金星的质量小于地球

的质量，a 、b 的向心加速度大小不相等，故D 错误．

13．D

解析：D 【解析】【详解】

A 、乙为同步卫星，其周期为24h ，A 错误；

B 、同步卫星的轨道只能在赤道上空，B 错误；

CD 、222

224Mm v G m m r m r ma r r T

πω====，解得

22r T v πω===C 错误D 正确．

14．B

解析：B 【解析】【详解】

AB.在月球表面物体受到的万有引力等于重力，根据

GMm

mg R =，知

gR M 2

= 故A 错误，B 正确；

CD.月球绕地球运动的周期为T ，中心天体是地球，所以求不出月球的质量，故CD 错误。

15．C

解析：C 【解析】【分析】【详解】

A ．静止轨道卫星（同步卫星）都有固定的周期、高度和速率以及固定的轨道平面，与卫星的质量无关，故A 错误；

B ．地球静止轨道卫星的轨道半径大于近地卫星的轨道半径，根据开普勒第三定律知，地球静止轨道卫星的周期大于近地卫星的周期，故B 错误；

C ．根据

22Mm G m r r T π??= ???

可知地球静止轨道卫星的轨道半径相同，离地面的高度相同，故C 正确；

D ．第一宇宙速度是近地卫星的环绕速度，也是圆周运动最大的环绕速度，而同步卫星的

轨道半径要大于近地卫星的轨道半径，根据

v =

可以发现，同步卫星运行的线速度一定小于第一宇宙速度，故D 错误。故选C 。

16．A

解析：A 【解析】【详解】

A ．根据开普勒第三定律：

2332

3=18T r T r =哈哈

地地

则

76T ≈哈地年

选项A 正确；

B ．哈雷彗星从近日点到远日点，太阳对哈雷彗星的引力做负功，则速度减小，则在近日点速度1v 大于远日点速度2v ，选项B 错误；

C ．根据2GM

a r

可知哈雷彗星在近日点加速度1a 的大小与远日点加速度2a 的大小之比2

12221

a r a r =，选项C 错误； D ．哈雷彗星在椭圆轨道上运动的过程中只有太阳的引力做功，则机械能守恒，选项D 错误；故选A 。

17．B

解析：B 【解析】 A 、根据2Mm

ma r

=可知运行轨道半径越大向心加速度越小，“风云四号”卫星的运行轨道半径大于“碳卫星”的轨道半径，所以“风云四号”卫星的向心加速度小于“碳卫

星”的向心加速度，故A 错误．B 、根据2

2Mm v G m r r

可得v =，风云四号”卫

星的运行轨道半径大于“碳卫星”的轨道半径，所以“风云四号”卫星的线速度小于“碳

卫星”的线速度，故B 正确．C 、根据222()Mm G m r r T π=

可得T =卫星的运行轨道半径大于“碳卫星”的轨道半径，所以“风云四号”卫星的周期大于“碳卫星”的周期，故C 错误；D 、第一宇宙速度是最大的运行速度，所以“风云四号”卫星的线速度小于第一宇宙速度，故D 错误；故选B ．

【点睛】根据万有引力提供向心力比较“飞云四号”卫星和“碳卫星”的向心加速度和线速度，第一宇宙速度是最大的运行速度，由于地球自转，“碳卫星”的轨道无法和某一经线重合.

18．D

解析：D 【解析】【分析】【详解】

A ．发射地球卫星发射速度v 1应该介于第一宇宙速度和第二宇宙速度之间，A 选项不合题意，故A 错误；

B ．发射火星探测器发射速度v 2应该介于第二宇宙速度和第三宇宙速度之间，B 选项不合题意，故B 错误；

C ．发射飞出太阳系外的空间探测器发射速度v 3要大于第三宇宙速度，C 选项不合题意，故C 错误；

D ．由

22Mm v G m r r

= 解得

v =

近地面卫星环绕速度是第一宇宙速度，也是最大的环绕速度，地球同步卫星的轨道半径大于近地面卫星的轨道半径，则地球同步卫星的环绕速度小于第一宇宙速度，D 选项符合题意，故D 正确。故选D 。

19．C

解析：C 【解析】

太阳位于木星运行轨道的焦点位置，选项A 错误；根据开普勒行星运动第二定律可知，木星和火星绕太阳运行速度的大小不是始终相等，离太阳较近点速度较大，较远点的速度较小，选项B 错误；根据开普勒行星运动第三定律可知，木星与火星公转周期之比的平方等于它们轨道半长轴之比的立方，选项C 正确；根据开普勒行星运动第二定律可知，相同时间内，火星与太阳连线扫过的面积相等，但是不等于木星与太阳连线扫过面积，选项D 错误；故选C.

20．A

解析：A 【解析】【详解】

“鹊桥”号中继星绕地球做圆周运动，其向心力是地球和月球的引力的合力题共的，有万

有引力定律可得：2

4=()(M m M m G

G m r r r r T

π+-月地月地），此方程中“鹊桥”号中继星的质量可以消去，中继星的周期等于月球的周期，所以只要知道月球的质量，就可此计算出地月拉格朗日L 2点与地球间的距离r ．故A 正确，BCD 错误．

21．C

解析：C 【解析】

试题分析：在同一轨道上运行加速做离心运动，减速做向心运动均不可实现对接．则AB 错误；飞船先在比空间实验室半径小的轨道上加速，则其做离心运动可使飞船逐渐靠近空间实验室，两者速度接近时实现对接．则C 正确；飞船先在比空间实验室半径小的轨道上减速，则其做向心运动，不可能与空间实验室相接触．则D 错误．故选C ．考点：人造地球卫星

【名师点睛】此题是关于人造卫星的变轨问题，明确正常运行的卫星加速做离心运动会达到高轨道，若减速则会做向心运动达到低轨道．

22．B

解析：B 【解析】【详解】

A 、所有行星围绕太阳运动的轨道都是椭圆,太阳处在椭圆的一个焦点上;故A 错误.

B 、对任意一个行星它与太阳的连线在相等时间内扫过相等的面积;故B 正确.

C 、在3

2a k T

=中，k 是与太阳质量有关的常量;故C 错误.

D 、开普勒行星运动定律不仅适用于行星绕太阳运动，还适用于宇宙中其他卫星绕行星的运动;故D 错误. 故选B. 【点睛】

行星绕太阳虽然是椭圆运动，但我们可以当作圆来处理，同时值得注意是周期是公转周期．

23．B

解析：B 【解析】

对飞船受力分析知，所受到的万有引力提供匀速圆周运动的向心力，等于飞船所在位置的重力，即2

()Mm

mg R h =+，可得飞船的重力加速度为2=()GM g R h +，故选B ．【考点定位】万有引力定律的应用．

24．D

解析：D 【解析】

【分析】【详解】

设太阳系的质量为m ，黑洞的质量为M ，太阳系绕黑洞做圆周运动的向心力由万有引力提

供，则22224=mM v G m r m r T r π＝，解得黑洞的质量M ：232

4r rv M GT G

π==，则已知太阳系绕该黑洞公转的周期T 和公转的半径r 可求解黑洞的质量；或者已知太阳系的运行速度v 和公转的半径r 可求解黑洞的质量M ，故选项D 正确，ABC 错误.

25．C

解析：C 【解析】【分析】【详解】

第一宇宙速度是卫星绕地球做圆周运动的最大环绕速度，可知“墨子号”的线速度一定小于第一宇宙速度，故A 错误； “墨子号”卫星是环绕天体，根据万有引力提供向心力无法求出“墨子号”的质量，故B 错误；卫星的角速度t

ωβ

=，则周期22t

T π

πω

，故C 正确；根

据2Mm G

ma r =，可得2

M a G r =，“墨子号”卫星的轨道半径小于同步卫星的轨道半径，则“墨子号”卫星的向心加速度大于同步卫星的向心加速度，故D 错误．所以C 正确，ABD 错误．