专题10 一般卫星、同步卫星和第一宇宙速度-2021-2022学年高一物理下学期期中考试好题汇编（人教版2019）

专题10 一般卫星、同步卫星和第一宇宙速度 一、不同规定的卫星物理量比较 1．我国成功发射的北斗系统导航卫星中，第53、54颗导航卫星正常运行的轨道半径比值为，二者质量的比值为n，地球半径为R，地球表面的重力加速度为g，两卫星绕地球运动可视为匀速圆周运动，下列说法正确的是（　　） A．若北斗导航卫星在绕地球运动的轨道上减速，卫星飞行高度将会升高 B．第53、54颗北斗导航卫星正常运行，绕地球运动的加速度大小之比为 C．第53、54颗北斗导航卫星正常运行，绕地球运动的速度之比为 D．第53、54颗北斗导航卫星正常运行，绕地球运动的角速度之比为 【答案】B 【解析】A．若北斗导航卫星在绕地球运动的轨道上减速，则卫星将做向心运动，说明飞行高度降低，故A错误； B．由公式得则第53、54颗北斗导航卫星正常运行，绕地球运动的加速度大小之比为 故B正确； C．由公式得则第53、54颗北斗导航卫星正常运行，绕地球运动的速度之比为故C错误； D．由公式得而第53、54颗北斗导航卫星轨道半径比值为m，所以运动的角速度之比不是1:1，故D错误。故选B。 2．如图所示，是在同一轨道平面上的三颗不同的人造地球卫星，关于各物理量的关系，下列说法正确的是（　　） A．根据，线速度大小关系： B．根据万有引力定律可知，所受的万有引力： C．角速度大小关系： D．向心加速度大小关系： 【答案】C 【解析】ACD．根据可得；；因为 可知线速度大小关系角速度大小关系向心加速度大小关系选项AD错误，C正确； B．根据万有引力定律三颗卫星的质量关系不确定，不能比较万有引力关系，选项B错误。 故选C。 3．火星探测任务“天问一号”的标识如图所示。若火星和地球绕太阳的运动均可视为匀速圆周运动，火星公转轨道半径与地球公转轨道半径之比为，火星与地球绕太阳运动的（　　） A．轨道周长之比为 B．周期大小之比为 C．线速度大小之比为 D．向心加速度大小之比为 【答案】B 【解析】A．根据周长因此火星与地球绕太阳运动的周长之比，A错误； B．根据可得，B正确； C．根据可得，C错误； D．根据可得，D错误。故选B。 二、同步卫星 4．2020年7月31日，北斗三号全球卫星导航系统正式开通。北斗三号全球卫星导航系统中有24颗中圆地球轨道卫星、3颗地球静止轨道卫星（同步卫星）、3颗倾斜地球同步轨道卫星，共30颗卫星组成。关于地球静止轨道卫星（同步卫星），下列说法不正确的是（　　） A．它的周期与地球自转周期相同 B．它的周期、高度、速度大小都是一定的 C．我国发射的同步通讯卫星可以定点在北京上空 D．我国发射的同步通讯卫星必须定点在赤道上空 【答案】C 【解析】A．同步卫星的周期与地球自转周期相同，选项A正确，不符合题意； B．根据万有引力提供向心力有其中R为地球半径，h为同步卫星离地面的高度。 由于同步卫星的周期必须与地球自转周期相同，所以T为一定值，根据上面等式得出同步卫星离地面的高度h也为一定值。由于轨道半径一定，则线速度的大小也一定，选项B正确，不符合题意； CD．它若在除赤道所在平面外的任意点，假设实现了“同步”，那它的运动轨道所在平面与受到地球的引力就不在一个平面上，这是不可能的。所以我国发射的同步通讯卫星必须定点在赤道上空，选项C错误，符合题意；D正确，不符合题意。故选C。 5．为了庆祝我国新一代的同步气象卫星“风云四号”的正式交付投入使用，微信启动页面换成由“风云四号”从太空拍摄的高清东半球云图（如图所示）。下列关于“风云四号”气象卫星的说法，正确的是（　　） A．它可能位于丽江的上空 B．它绕地球运行的角速度和静止在赤道上的物体的角速度一样大 C．它运行的线速度介于第一宇宙速度和第二宇宙速度之间 D．它绕地球运行的向心加速度比地球表面的重力加速度大 【答案】B 【解析】A．同步卫星的轨道在赤道的上方，不可能位于丽江的上空，故A错误； B．同步卫星与地球自转同步，则运行的角速度与赤道上物体的角速度大小相等，故B正确； C．第一宇宙速度是卫星绕地球做匀速圆周运动的最大环绕速度，可知“风云四号”气象卫星的运行速度一定小于第一宇宙速度，故C错误； D．“风云四号”气象卫星绕地球做匀速圆周运动，根据万有引力提供向心力，则有解得 在地球表面上的物体，万有引力等于重力，则有解得因，所以故D错误。 故选B。 6．2021年3月12日，我国用“长征七号”改遥二运载火箭将一颗地球同步卫星——“试验九号”卫星顺利送入预定轨道。若地球的半径为R，地球表面的重力加速度大小为g，地球的自转周期为T，引力常量为G，下列说法正确的是（　　） A．该卫星可以定点在清远的正上方 B．该卫星的角速度大小为 C．该卫星距离地面的高度为-R D．地球的质量为 【答案】C 【解析】A．该卫星是同步卫星，而