解题思路：人造地球卫星的轨道半径增大到原来2倍时，角速度减小，线速度减小，由数学知识分析线速度和向心力的变化．根据公式F=
G
Mm
r
2
，地球提供的向心力将减少到原来的[1/4]．根据上述B和C中给出的公式，推导出卫星线速度公式来分析线速度的变化．
A、人造地球卫星的轨道半径增大到原来2倍时，角速度减小，根据公式v=ωr，则卫星运动的线速度将小于原来的2倍．故A错误．
B、人造地球卫星的轨道半径增大到原来2倍时，线速度减小，根据公式F=m
v2
r，则卫星所需的向心力将小于原来的[1/2]．故B错误．
C、根据公式F=G
Mm
r2，地球质量M，卫星质量m不变，当r变为2r时，向心力F变为原来的[1/4]．故C错误．
D、根据B和C中给出的公式得到：v=
GM
r，r变为2r，则v变为原来的
2
2倍．故D正确．
故选：D
点评：
本题考点： 人造卫星的加速度、周期和轨道的关系．
考点点评： 本题要应用控制变量法来理解物理量之间的关系，要注意卫星的线速度、角速度等描述运动的物理量都会随半径的变化而变化．