第5期：近地卫星、同步卫星及赤道上物体运行规律的比较-备战2023年高考物理解题技巧专题课

第五期：近地卫星、同步卫星及赤道上物体运行规律的比较 1、假定“嫦娥五号”轨道舱绕月飞行时，轨道是贴近月球表面的圆形轨道。已知地球密度为月球密度的k倍，地球同步卫星的轨道半径为地球半径的n倍，则轨道舱绕月飞行的周期与地球同步卫星周期的比值为(　　) A． B． C． D． 2、北斗问天，国之夙愿。我国北斗三号系统的收官之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 3、“北斗”卫星导航定位系统由地球静止轨道卫星(同步卫星)、中轨道卫星和倾斜同步卫星组成．地球静止轨道卫星和中轨道卫星都在圆轨道上运行，它们距地面的高度分别约为地球半径的6倍和3.4倍，下列说法中正确的是(　　) A．静止轨道卫星的周期约为中轨道卫星的2倍 B．静止轨道卫星的线速度大小约为中轨道卫星的2倍 C．静止轨道卫星的角速度大小约为中轨道卫星的 D．静止轨道卫星的向心加速度大小约为中轨道卫星的 4、(多选)可以发射一颗这样的人造地球卫星，使其圆轨道(　　) A.与地球表面上某一纬线(非赤道)是共面同心圆 B.与地球表面上某一经线所决定的圆是共面同心圆 C.与地球表面上的赤道线是共面同心圆，且卫星相对地球表面是静止的 D.与地球表面上的赤道线是共面同心圆，但卫星相对地球表面是运动的 5、(多选)北斗卫星导航系统是我国自行研制开发的区域性三维卫星定位与通信系统(CNSS)，建立后的北斗卫星导航系统包括5颗同步卫星和30颗一般轨道卫星.关于这些卫星，以下说法正确的是(　　) A.5颗同步卫星的轨道半径都相同 B.5颗同步卫星的运行轨道必定在同一平面内 C.导航系统所有卫星的运行速度一定大于第一宇宙速度 D.导航系统所有卫星中，运行轨道半径越大的，周期越小 6、有a、b、c、d四颗卫星，a还未发射，在地球赤道上随地球一起转动，b在地面附近近地轨道上正常运行，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，所有卫星的运动均视为匀速圆周运动，各卫星排列位置如图所示，则下列关于卫星的说法中正确的是(　　) A.a的向心加速度等于重力加速度g B.c在4 h内转过的圆心角为 C.b在相同的时间内转过的弧长最长 D.d的运动周期可能是23 h 7、利用三颗位置适当的地球同步卫星，可使地球赤道上任意两点之间保持无线电通讯.目前，地球同步卫星的轨道半径约为地球半径的6.6倍.假设地球的自转周期变小，若仍仅用三颗同步卫星来实现上述目的，则地球自转周期的最小值约为(　　) A.1 h B.4 h C.8 h D.16 h 8、国务院批复，自2016年起将4月24日设立为“中国航天日”.如图3所示，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a2，固定在地球赤道上的物体随地球自转的加速度为a3，则a1、a2、a3的大小关系为(　　) A.a2＞a1＞a3 B.a3＞a2＞a1 C.a3＞a1＞a2 D.a1＞a2＞a3 9.(多选)最近我国连续发射了多颗北斗导航定位卫星，使我国的导航定位精度不断提高.北斗导航卫星有一种是处于地球同步轨道，假设其离地高度为h，地球半径为R，地面附近重力加速度为g，则有(　　) A.该卫星运行周期为24 h B.该卫星所在处的重力加速度为2g C.该卫星周期与近地卫星周期之比为 D.该卫星运动动能为 答案解析 1、【答案】A 【解析】根据万有引力充当向心力，设地球的半径为R，月球的半径为r，对地球同步卫星G＝m1(nR)，对月球轨道舱G＝m2r，地球质量M1和月球质量M2分别为M1＝ρ1πR3，M2＝ρ2πr3，ρ1＝kρ2，联立可得轨道舱飞行的周期T2与地球同步卫星的周期T1的比值＝，故选A。 2、【答案】A 【解析】近地轨道卫星的轨道半径稍大于地球半径，由万有引力提供向心力，可得G＝m，解得线速度v＝ ，由于地球静止轨道卫星的轨道半径大于近地轨道卫星的轨道半径，所以地球静止轨道卫星的线速度较小，B错误；由万有引力提供向心力，可得G＝mr，解得周期T＝2π，所以地球静止轨道卫星的周期较大，A正确；由ω＝可知地球静止轨道卫星的角速度较小，C错误；由万有引力提供向心力可得G＝ma，解得加速度a＝G，所以地球静止轨道卫星的加速度较小，D错误。 3、【答案】A 【解析】　由万有引力提供向心力可知G＝m＝mrω2＝mr2＝ma，整理可得周期T＝ ，线速度v＝ ，角速度ω