专题9 人造卫星各物理量的分析和求解 2020-2021高一物理下学期期末专题复习训练（人教版必修2）

专题9 人造卫星各物理量的分析和求解 一、单选题 1．如图所示，a是静止在地球赤道上的物体，b是探测卫星，c是地球同步卫星，它们在同一平面内沿不同的轨道绕地球做匀速圆周运动，且均沿逆时针方向绕行．若某一时刻，它们正好运行到过地心的同一条直线上．则再经过6小时，图中关于a、b和c三者位置的图示可能正确的是( ) A． B． C． D． 【答案】D 【解析】同步卫星相对地面静止，所以过6小时，c仍在a的正上方，根据，b卫星半径小与c卫星，所以b卫星线速度大，转的快，b转到a、c的前方，ABC错误D正确 2．我国首颗量子科学实验卫星“墨子”已于酒泉成功发射，将在世界上首次实现卫星和地面之间的量子通信．“墨子”由火箭发射至高度为500千米的预定圆形轨道．此前6月在西昌卫星发射中心成功发射了第二十三颗北斗导航卫星G7．G7属地球静止轨道卫星（高度约为36000千米），它将使北斗系统的可靠性进一步提高．关于卫星以下说法中正确的是（　　） A．这两颗卫星的运行速度可能大于7.9km/s B．量子科学实验卫星“墨子”的周期比北斗G7小 C．通过地面控制可以将北斗G7定点于西昌正上方 D．量子科学实验卫星“墨子”的向心加速度比北斗G7小 【答案】B 【解析】A、7.9km/s是绕地球表面运动的速度，是卫星的最大环绕速度，则这两颗卫星的速度都小于7.9km/s，故A错误； B、根据，解得：，半径越大，周期越大，则半径小的量子科学实验卫星“墨子号”的周期比北斗G7小，故B正确 C、同步卫星的轨道只能在赤道的上方．故C错误； D、由，可得则轨道半径小的加速度大，故D错误． 3．2015年12月，我国暗物质粒子探测卫星“悟空”发射升空进入高为5.0×102km的预定轨道．“悟空”卫星和高度为36000km的地球同步卫星的运动均可视为匀速圆周运动．已知地球半径R=6.4×103km，下列说法正确的是（ ） A．“悟空”卫星的线速度比同步卫星的线速度小 B．“悟空”卫星的角速度比同步卫星的角速度小 C．“悟空”卫星的运行周期比同步卫星的运行周期小 D．“悟空”卫星的向心加速度比同步卫星的向心加速度小 【答案】C 【解析】根据 可知 A.根据可知半径小的速度大，则A错误。 B.根据可知半径小的角速度大，则B错误。 C.根据可和半径小的周期小，则C正确。 D.根据可知半径小的加速度大，则D错误。 4．在地球表面附近绕地运行的卫星，周期为85min，运行速率为7.9km/s．我国发射的第四十四颗北斗导航卫星轨道离地面距离为地球半径的5.6倍，关于该卫星的运行速率v和周期T，下列说法正确的是 A．v<7.9km/s，T<85min B．v<7.9km/s，T>85min C．v>7.9km/s，T<85min D．v>7.9km/s，T>85min 【答案】B 【解析】 根据卫星绕地球做匀速圆周运动，万有引力提供向心力： 风云二号轨道半径大于近地卫星的轨道半径，所以线速度小于7.9km/s 根据周期关系，所以半径越大，周期越大，所以周期大于85min 故答案选B 5．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处于离地很近的近地圆轨道上正常运动；c是地球同步卫星；d是高空探测卫星。各卫星排列位置如图所示，则下列说法正确的是（　　） A．a的向心加速度等于重力加速度g B．c在4h内转过的圆心角为 C．b在相同时间内转过的弧长最长 D．d的运动周期有可能是23h 【答案】C 【解析】A．地球同步卫星的周期必须与地球自转周期相同、角速度相同，可知a与c的角速度相同，根据a=ω2r知，c的向心加速度大，由得 卫星的轨道半径越大，向心加速度越小，则同步卫星c的向心加速度小于b的向心加速度，而b的向心加速度约为g，故知a的向心加速度小于重力加速度g，故A错误； B．c是地球同步卫星，周期是24h，则c在4h内转过的圆心角 故B错误； C．由，解得 可知，卫星的轨道半径越大，速度越小，则 又a和c的角速度相同，由公式可知 所以b的速度最大，在相同时间内转过的弧长最长，故C正确； D．由开普勒第三定律知，卫星的轨道半径越大，周期越大，所以d的运动周期大于c的周期24h，故D错误。 故选C。 6．如图所示为北斗导航系统的部分卫星，每颗卫星的运动可视为匀速圆周运动.下列说法错误的是(　　) A．在轨道运行的两颗卫星a、b的周期相等 B．在轨道运行的两颗卫星a、c的线速度大小va<vc C．在轨道运行的两颗卫星b、c的角速度大小ωb<ωc D．在轨道运行的两颗卫星a、b的向心加速度大小aa<ab 【答案】D 【解析】 根据万有引力提供向心力，根据得，因为a、b的轨道半径相等，故a、b的周期相等，A正确；根据可得，c的轨道半