2025届高三物理中等生一轮复习考点专题进阶基础篇考点52卫星运行参量的分析

目录 考点52　卫星运行参量与同步卫星 1 【卫星运行参量的计算】 1 【不同轨道卫星运行参量的比较】 2 【地面空间和空间站物理量的比较】 3 【同步卫星的理解】 4 【近地卫星与黄金代换】 5 【近地卫星、同步卫星与地球赤道上物体的比较】 5 考点52　卫星运行参量与同步卫星　 【卫星运行参量的计算】 1.年月日，“天官课堂”第四课正式开讲，这是中国航天员首次在梦天实验舱内进行授课，若梦天实验舱绕地球的运动可视为匀速圆周运动，其轨道离地面的高度约为地球半径的倍。已知地球半径为，地球表面的重力加速度为，引力常量为，忽略地球自转的影响，则(    ) A. 漂浮在实验舱中的宇航员不受地球引力 B. 实验舱绕地球运动的线速度大小约为 C. 实验舱绕地球运动的向心加速度大小约为 D. 地球的密度约为 2.天宫号空间站由中国独立研制并建造，在距地面平均高度约为的轨道上做匀速圆周运动，在此高度上依然有一些稀薄的大气。因空气阻力的影响，空间站每天都会下降一段距离，所以需要进行轨道修正。我国空间站搭载了四台霍尔推进器，每个推进器的推力只有，它们工作一天大约可以产生的速度增量，可对轨道进行周期性修正。假设中国空间站正常运行时的轨道高度为，经过一段时间后，轨道高度下降了，能量损失了。已知引力常量为，地球质量为，地球半径为，空间站质量为，空间站垂直速度方向的有效横截面积为。认为空间站附近空气分子是静止的，与空间站相遇后和空间站共速。忽略下降过程中阻力的大小变化，下列说法正确的是 A. 天宫号空间站正常在轨做圆周运动的周期大于 B. 天宫号空间站正常在轨做圆周运动的线速度大小为 C. 经过一段时间，轨道高度下降了后，空间站的线速度变大 D. 天宫号空间站附近的空气密度约为 【不同轨道卫星运行参量的比较】 3.如图所示，卫星、、沿圆形轨道绕地球运行。是极地轨道卫星，在地球两极上空约处运行；是低轨道卫星，距地球表面高度与相等；是地球同步卫星，则(    ) A. 、的周期比大 B. 、的向心力一定相等 C. 、的速度大小相等 D. 、的向心加速度比小 4.如图所示，飞船从圆轨道变轨至圆轨道，轨道的半径是轨道半径的倍．若飞船在两轨道上都做匀速圆周运动，则飞船在轨道上运行和在轨道上运行相比(    ) A. 线速度变为原来的倍 B. 向心加速度变为原来的 C. 动能变为原来的 D. 运行周期变为原来的倍 5.位于贵州的“中国天眼”是目前世界上口径最大的单天线射电望远镜。如图所示，通过测得水星与太阳的视角为水星、太阳分别与观察者的连线所夹的角，若最大视角的正弦值为，地球和水星绕太阳的运动视为匀速圆周运动，则水星的公转周期为(    ) A. 年 B. 年 C. 年 D. 年 【地面空间和空间站物理量的比较】 6.年月日我国发射了嫦娥五号月球探测器，探测器历经月面着陆、自动采样、月面起飞、月轨交会对接、再入返回等多个难关后，于月日携带月球样品成功返回地面。下列分析正确的是 A. 发射过程中探测器加速上升，探测器处于超重状态 B. 探测器减速返回地球的过程中处于失重状态 C. 探测器在环月轨道做圆周运动时处于超重状态 D. 探测器在月面上的重力比地面上小，故处于失重状态 7.北京时间年月日时分，神舟十五号载人飞船返回舱在东风着陆场成功着陆，航天员费俊龙、邓清明、张陆身体状态良好，神舟十五号载人飞行任务取得圆满成功。返回舱进入大气层后适时打开降落伞，逐渐减速下降。下列说法正确的是(    ) A. 返回舱在空间轨道正常运行时的速度大于 B. 返回舱在空间轨道正常运行时的加速度大于 C. 返回舱从进入大气层到着陆的整个过程，返回舱一直减速运动 D. 返回舱从进入大气层到着陆的整个过程，返回舱先失重后超重 8、2023年5月，世界现役运输能力最大的货运飞船天舟六号，携带约5 800 kg的物资进入距离地面约400 km（小于地球同步卫星与地面的距离）的轨道，顺利对接中国空间站后近似做匀速圆周运动。对接后，这批物资（　　） A.质量比静止在地面上时小 B.所受合力比静止在地面上时小 C.所受地球引力比静止在地面上时大 D.做圆周运动的角速度大小比地球自转角速度大 【同步卫星的理解】 9.地球同步卫星位于地面上方高度约处，周期与地球自转周期相同，其运动可视为绕地球做匀速圆周运动。其中一种轨道平面与赤道平面成度角，运动方向与地球自转方向相同，因其相对地面静止，也称静止卫星。下列说法正确的是(    ) A. 与静止于赤道上的物体相比，静止卫星向心加速度更小 B. 与近地轨道卫星相比，静止卫星的线速度更小 C. 静止卫星内的物体处于平衡状态 D. 所有静止卫星的线速度均相同 10.对于地球同步卫星，下列说法正确的是(    ) A. 它们只能在赤道的正上方，它们的轨道半径可以不同，卫星的加速度为零 B. 它们运行的角速度与地球自转角速度相同，相对地球静止，且处于平衡状态 C. 它们的轨道半径都相同且一定在赤道的正上方，运行速度小于近地卫星环绕速度 D. 它们可在我国北京上空运行 11.年月日，我国在西昌卫星发射中心成功发射北斗系统第颗导航卫星，至此北斗全球卫星导航系统星座部署全面完成．其中北斗导航系统第颗卫星地球同步卫星，离地高度约、第颗卫星倾斜地球同步轨道卫星，轨道半径约为，运行周期都等于地球的自转周期、第、颗卫星中圆地球轨道卫星，离地高度约。下列说法正确的是(    ) A. 中圆地球轨道卫星周期大于小时 B. 地球同步卫星的发射速度小于第一宇宙速度 C. 倾斜地球同步轨道卫星一天次经过赤道正上方同一位置 D. 中圆地球轨道卫星比地球同步卫星线速度小 12、2020年6月23日，我国在西昌卫星发射中心用长征三号乙运载火箭，成功发射北斗系统第五十五颗导航卫星，暨北斗三号最后一颗全球组网卫星，至此北斗三号全球卫星导航系统星座部署比原计划提前半年全面完成。北斗导航卫星工作在三种不同的圆形轨道当中，包括地球静止轨道(GEO)、倾斜地球同步轨道(IGSO)以及中圆地球轨道(MEO)，如图所示。以下关于北斗导航卫星的说法中，正确的是(　　) A．地球静止轨道卫星与倾斜地球同步轨道卫星的运行速度大小相等 B．中圆轨道卫星的加速度小于地球静止轨道卫星的加速度 C．倾斜地球同步轨道卫星总是位于地球地面某地的正上方 D．三种不同轨道的卫星的运行速度均大于第一宇宙速度 【近地卫星与黄金代换】 13.人造地球卫星在地球表面附近绕地心做匀速圆周运动，设地球半径为，地面处的重力加速度为，人造地球卫星(    ) A. 绕行的周期小于 B. 绕行的线速度最大值为 C. 在距地面高为处的绕行速度为 D. 在距地面高为处的周期为 14.假设宇航员乘坐宇宙飞船到某行星科学考擦，当宇宙飞船在靠近该行星表面做匀速圆周运送时，测得环绕周期为，已知该行星的半径为，引力常量为求： 该星球表面重力加速度； 该行星的密度． 15.未来我国将在海南航天发射场试验登月工程，我国宇航员将登上月球。已知万有引力常量为，月球表面的重力加速度为，月球的平均密度为，月球可视为质量分布均匀的球体球体体积计算公式 。求：月球的半径 及质量；探月卫星在靠近月球表面做匀速圆周运动的环绕速度 【近地卫星、同步卫星与地球赤道上物体的比较】 16.如图所示，为地球赤道上的物体，随地球表面一起转动，为近地轨道卫星，为同步轨道卫星，为高空探测卫星。若、、、绕地球转动的方向相同，且均可视为匀速圆周运动。则(    ) A. 、、、中，的加速度最大 B. 、、、中，的线速度最大 C. 、、、中，的周期最大 D. 、、、中，的角速度最大 17.如图所示，为静止在地球赤道上的物体，为近地卫星，为同步卫星，为高空探测卫星．为它们的向心加速度大小，为它们到地心的距离，为周期，、分别为它们在相同时间内转过的弧长和转过的圆心角，为地面重力加速度，则下列图象正确的是(    ) A. B. C. D. 18.、、、四颗地球卫星，还未发射，在地球赤道上随地球表面一起转动，向心加速度为；处于近地轨道上，运行速度为；是地球同步卫星，离地心距离为，运行速度为，加速度为；是高空探测卫星，各卫星排列位置如图所示，已知地球的半径为，则有(    ) A. 的向心加速度等于重力加速度 B. C. D. 的运动周期不可能是小时 学科网（北京）股份有限公司 $$ 目录 考点52　卫星运行参量与同步卫星 1 【卫星运行参量的计算】 1 【不同轨道卫星运行参量的比较】 3 【地面空间和空间站物理量的比较】 5 【同步卫星的理解】 6 【近地卫星与黄金代换】 9 【近地卫星、同步卫星与地球赤道上物体的比较】 11 考点52　卫星运行参量与同步卫星　 【卫星运行参量的计算】 1.年月日，“天官课堂”第四课正式开讲，这是中国航天员首次在梦天实验舱内进行授课，若梦天实验舱绕地球的运动可视为匀速圆周运动，其轨道离地面的高度约为地球半径的倍。已知地球半径为，地球表面的重力加速度为，引力常量为，忽略地球自转的影响，则(    ) A. 漂浮在实验舱中的宇航员不受地球引力 B. 实验舱绕地球运动的线速度大小约为 C. 实验舱绕地球运动的向心加速度大小约为 D. 地球的密度约为 【答案】B  【解答】 A.漂浮在实验舱中的宇航员受到地球引力的作用，所受引力提供圆周运动的向心力，故A错误； B.根据万有引力提供向心力  且 ， 实验舱绕地球运动的线速度大小约为 ， 故B正确； C.根据牛顿第二定律 ， 实验舱绕地球运动的向心加速度大小约为 ，故C错误； D.根据万有引力与重力的关系， 地球的体积为， 地球的密度为，故D错误。 2.天宫号空间站由中国独立研制并建造，在距地面平均高度约为的轨道上做匀速圆周运动，在此高度上依然有一些稀薄的大气。因空气阻力的影响，空间站每天都会下降一段距离，所以需要进行轨道修正。我国空间站搭载了四台霍尔推进器，每个推进器的推力只有，它们工作一天大约可以产生的速度增量，可对轨道进行周期性修正。假设中国空间站正常运行时的轨道高度为，经过一段时间后，轨道高度下降了，能量损失了。已知引力常量为，地球质量为，地球半径为，空间站质量为，空间站垂直速度方向的有效横截面积为。认为空间站附近空气分子是静止的，与空间站相遇后和空间站共速。忽略下降过程中阻力的大小变化，下列说法正确的是 A. 天宫号空间站正常在轨做圆周运动的周期大于 B. 天宫号空间站正常在轨做圆周运动的线速度大小为 C. 经过一段时间，轨道高度下降了后，空间站的线速度变大 D. 天宫号空间站附近的空气密度约为 【答案】C  【解答】 A.天宫号空间站正常在轨做圆周运动的半径小于地球同步卫星的轨道半径，因此周期小于，故A错误； B.空间站在做圆周运动的过程中，万有引力提供向心力，有：；所以线速度，故B错误； C.经过一段时间后，轨道高度下降，由速度公式可知，线速度或变大，故C正确； D.设空间站附近空气的密度为，因为，因此可以认为空间站的运动轨迹近似为圆； 时间内，空间站运动的路程，其中； 设空气给空间站的作用力大小为，根据功能关系有； 设空气分子与空间站作用时间，根据动量定理有，可得，故D错误。 【不同轨道卫星运行参量的比较】 3.如图所示，卫星、、沿圆形轨道绕地球运行。是极地轨道卫星，在地球两极上空约处运行；是低轨道卫星，距地球表面高度与相等；是地球同步卫星，则(    ) A. 、的周期比大 B. 、的向心力一定相等 C. 、的速度大小相等 D. 、的向心加速度比小 【答案】C  【解答】 卫星绕地球做匀速圆周运动，万有引力提供向心力，，解得周期，，。 、卫星的轨道半径相等，则周期相等，线速度大小相等，向心加速度大小相等，卫星的轨道半径大于、卫星的轨道半径，则卫星的向心加速度小于、的向心加速度，周期比、大，故AD错误，C正确。 B.卫星的质量未知，无法比较向心力的大小，故B错误。 故选：。 4.如图所示，飞船从圆轨道变轨至圆轨道，轨道的半径是轨道半径的倍．若飞船在两轨道上都做匀速圆周运动，则飞船在轨道上运行和在轨道上运行相比(    ) A. 线速度变为原来的倍 B. 向心加速度变为原来的 C. 动能变为原来的 D. 运行周期变为原来的倍 【答案】BC  【解答】 根据卫星运动的向心力由万有引力提供，则有： A.线速度，轨道的半径是轨道半径的倍，则飞船在轨道上运行和在轨道上运行相比线速度变为原来的倍，故A错误； B.加速度，轨道的半径是轨道半径的倍，则飞船在轨道上运行和在轨道上运行相比向心加速度变为原来的，故B正确； C.飞船在轨道上运行和在轨道上运行相比线速度变为原来的倍，动能变为原来的，故C正确； D.周期，轨道的半径是轨道半径的倍，则飞船在轨道上运行和在轨道上运行相比运行周期变为原来的倍，故D错误。 故选BC。 5.位于贵州的“中国天眼”是目前世界上口径最大的单天线射电望远镜。如图所示，通过测得水星与太阳的视角为水星、太阳分别与观察者的连线所夹的角，若最大视角的正弦值为，地球和水星绕太阳的运动视为匀速圆周运动，则水星的公转周期为(    ) A. 年 B. 年 C. 年 D. 年 【答案】A  【解答】 最大视角的定义，即此时观察者与水星的连线应与水星轨迹相切，由三角函数可得：，结合题中已知条件，由万有引力提供向心力有：，解得：，故，得，而年，故年，故A正确，BCD错误。 故选A。 【地面空间和空间站物理量的比较】 6.年月日我国发射了嫦娥五号月球探测器，探测器历经月面着陆、自动采样、月面起飞、月轨交会对接、再入返回等多个难关后，于月日携带月球样品成功返回地面。下列分析正确的是 A. 发射过程中探测器加速上升，探测器处于超重状态 B. 探测器减速返回地球的过程中处于失重状态 C. 探测器在环月轨道做圆周运动时处于超重状态 D. 探测器在月面上的重力比地面上小，故处于失重状态 【答案】A  【解答】 A.发射过程中探测器加速上升，有向上的加速度，探测器处于超重状态，故A正确； B.探测器减速返回地球的过程中，有向上的加速度，探测器处于超重状态，故B错误； C.探测器在环月轨道做圆周运动时，处于完全失重状态，故C错误； D.探测器在月面上的重力比地面上小，是因为月球表面的重力加速度小于地球表面的重力加速度，不是失重状态，故D错误。 故选A。 7.北京时间年月日时分，神舟十五号载人飞船返回舱在东风着陆场成功着陆，航天员费俊龙、邓清明、张陆身体状态良好，神舟十五号载人飞行任务取得圆满成功。返回舱进入大气层后适时打开降落伞，逐渐减速下降。下列说法正确的是(    ) A. 返回舱在空间轨道正常运行时的速度大于 B. 返回舱在空间轨道正常运行时的加速度大于 C. 返回舱从进入大气层到着陆的整个过程，返回舱一直减速运动 D. 返回舱从进入大气层到着陆的整个过程，返回舱先失重后超重 【答案】D  【解析】A. 根据可得，即，地面附近圆周运动的环绕速度为，因为返回舱在空间轨道的运动半径大于地球半径，所以返回舱在空间轨道运行的速度小于，故A错误； B.根据可得，即，地面附近圆周运动的加速度为，因为返回舱在空间轨道的运动半径大于地球半径，所以返回舱在空间轨道运行的加速度小于，故B错误； 返回舱进入大气层之后，先做加速运动，打开降落伞后做减速运动，返回舱先失重后超重，故C错误，D正确； 故选D。 8、2023年5月，世界现役运输能力最大的货运飞船天舟六号，携带约5 800 kg的物资进入距离地面约400 km（小于地球同步卫星与地面的距离）的轨道，顺利对接中国空间站后近似做匀速圆周运动。对接后，这批物资（　　） A.质量比静止在地面上时小 B.所受合力比静止在地面上时小 C.所受地球引力比静止在地面上时大 D.做圆周运动的角速度大小比地球自转角速度大 解析：D　质量是物体的一个基本属性，由物体本身决定，与其所处位置、状态均无关，A错误；物资所受地球引力的大小F＝G，物资静止在地面时到地心的距离为地球半径，物资与空间站对接后，到地心的距离大于地球半径，故其所受地球引力比静止在地面上时小，C错误；货运飞船天舟六号轨道半径小于地球同步卫星轨道半径，由万有引力提供向心力可知＝mrω2，化简得ω＝，故物资做圆周运动的角速度大于地球同步卫星的角速度，所以物资做圆周运动的角速度一定大于地球自转角速度，D正确；物资所受合力即为其做圆周运动所需的向心力，由向心力公式F＝mω2r可知，对接后物资所受合力比静止在地面上时的大，B错误。 【同步卫星的理解】 9.地球同步卫星位于地面上方高度约处，周期与地球自转周期相同，其运动可视为绕地球做匀速圆周运动。其中一种轨道平面与赤道平面成度角，运动方向与地球自转方向相同，因其相对地面静止，也称静止卫星。下列说法正确的是(    ) A. 与静止于赤道上的物体相比，静止卫星向心加速度更小 B. 与近地轨道卫星相比，静止卫星的线速度更小 C. 静止卫星内的物体处于平衡状态 D. 所有静止卫星的线速度均相同 【答案】B  【解析】略 10.对于地球同步卫星，下列说法正确的是(    ) A. 它们只能在赤道的正上方，它们的轨道半径可以不同，卫星的加速度为零 B. 它们运行的角速度与地球自转角速度相同，相对地球静止，且处于平衡状态 C. 它们的轨道半径都相同且一定在赤道的正上方，运行速度小于近地卫星环绕速度 D. 它们可在我国北京上空运行 【答案】C  【解答】 A.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。因为同步卫星要和地球自转同步，即相同，根据，因为一定，所以必须确定，加速度指向圆心提供向心加速度，故 A错误。 B.同步卫星要与地球的自转实现同步，就必须要角速度与地球自转角速度相同，相对地球静止，但合力指向圆心，不是处于平衡状态，故B错误。 C.根据万有引力提供向心力，列出等式：，得：。第一宇宙速度是近地卫星的环绕速度，也是最大的圆周运动的环绕速度。而同步卫星的轨道半径要大于近地卫星的轨道半径，根据的表达式可以发现，同步卫星运行的线速度一定小于第一宇宙速度。故C正确。 D.它们只能在赤道的正上方，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，所以不可能定点在北京正上方，故D错误。 故选C。 11.年月日，我国在西昌卫星发射中心成功发射北斗系统第颗导航卫星，至此北斗全球卫星导航系统星座部署全面完成．其中北斗导航系统第颗卫星地球同步卫星，离地高度约、第颗卫星倾斜地球同步轨道卫星，轨道半径约为，运行周期都等于地球的自转周期、第、颗卫星中圆地球轨道卫星，离地高度约。下列说法正确的是(    ) A. 中圆地球轨道卫星周期大于小时 B. 地球同步卫星的发射速度小于第一宇宙速度 C. 倾斜地球同步轨道卫星一天次经过赤道正上方同一位置 D. 中圆地球轨道卫星比地球同步卫星线速度小 【答案】C  【解答】 根据题意可知倾斜地球同步轨道卫星的轨道半径约为，中圆地球轨道卫星离地高度约，则轨道半径约为。 A.根据开普勒第三定律可知，卫星的轨道半径越大，周期越大，中圆地球轨道卫星轨道半径小于地球同步卫星的轨道半径，其周期小于小时，故A错误； B.第一宇宙速度是卫星绕地球圆周运动的最大速度，是卫星发射的最小速度，则地球同步卫星的发射速度大于第一宇宙速度，故B错误； C.倾斜地球同步轨道和同步轨道，一天中相遇两次，地球与同步卫星属于同轴转动，当两轨道相遇时，该卫星经过赤道上同一点，故该卫星在一个周期内有次经过赤道上同一位置，故C正确； D.卫星绕地球做圆周运动，线速度，轨道半径越大，其运行速度越小，所以中圆地球轨道卫星比地球同步卫星线速度大，故D错误。 故选C。 12、2020年6月23日，我国在西昌卫星发射中心用长征三号乙运载火箭，成功发射北斗系统第五十五颗导航卫星，暨北斗三号最后一颗全球组网卫星，至此北斗三号全球卫星导航系统星座部署比原计划提前半年全面完成。北斗导航卫星工作在三种不同的圆形轨道当中，包括地球静止轨道(GEO)、倾斜地球同步轨道(IGSO)以及中圆地球轨道(MEO)，如图所示。以下关于北斗导航卫星的说法中，正确的是(　　) A．地球静止轨道卫星与倾斜地球同步轨道卫星的运行速度大小相等 B．中圆轨道卫星的加速度小于地球静止轨道卫星的加速度 C．倾斜地球同步轨道卫星总是位于地球地面某地的正上方 D．三种不同轨道的卫星的运行速度均大于第一宇宙速度 答案：A 解析：卫星做匀速圆周运动，万有引力提供向心力。设地球质量为M，卫星质量为m，卫星的轨道半径为r，卫星运行的速度大小为v，引力常量为G。根据万有引力定律及物体做圆周运动的规律有G＝m，解得v＝，由于地球静止轨道卫星和倾斜地球同步轨道卫星的运行轨道半径相等，故两卫星的运行速度大小相等，A正确；根据万有引力定律及牛顿第二定律，有G＝ma，解得a＝G，中圆轨道卫星的运行轨道半径小于地球静止轨道卫星的运行轨道半径，故中圆轨道卫星的加速度大于地球静止轨道卫星的加速度，B错误；倾斜地球同步轨道卫星的旋转方向与地球旋转方向不一致，C错误；近地卫星的运行速度为第一宇宙速度，题中三种卫星运行轨道半径均大于近地卫星，由v＝可知，三种卫星的运行速度均小于第一宇宙速度，D错误。 【近地卫星与黄金代换】 13.人造地球卫星在地球表面附近绕地心做匀速圆周运动，设地球半径为，地面处的重力加速度为，人造地球卫星(    ) A. 绕行的周期小于 B. 绕行的线速度最大值为 C. 在距地面高为处的绕行速度为 D. 在距地面高为处的周期为 【答案】BC  【解答】 A.设地球的质量为，静止在地面上的物体质量为，忽略地球的自转时，可得：；根据万有引力提供向心力：，联立解得：，所以越小，周期越小，最小周期为：，绕行的周期大于，故A错误； B.根据万有引力提供向心力：，解得：，越小，速度越大，所以最大速度为，故B正确； C.在距地面高为处，根据万有引力提供向心力：，解得：，故C正确； D.在距地面高为处，根据万有引力提供向心力：，解得：，故D错误。 14.假设宇航员乘坐宇宙飞船到某行星科学考擦，当宇宙飞船在靠近该行星表面做匀速圆周运送时，测得环绕周期为，已知该行星的半径为，引力常量为求： 该星球表面重力加速度； 该行星的密度． 【答案】解：飞船绕行星做圆周运动，万有引力提供向心力，由牛顿第二定律得：， 星球表面的物体受到的重力等于万有引力，即：， 解得：； 飞船绕行星做圆周运动，万有引力提供向心力，由牛顿第二定律得：， 行星的密度：， 解得：； 答：该星球表面重力加速度为； 该行星的密度为．  15.未来我国将在海南航天发射场试验登月工程，我国宇航员将登上月球。已知万有引力常量为，月球表面的重力加速度为，月球的平均密度为，月球可视为质量分布均匀的球体球体体积计算公式 。求：月球的半径 及质量；探月卫星在靠近月球表面做匀速圆周运动的环绕速度 【答案】解：设月球半径为，有：   月球的质量为：   由得：；  万有引力提供向心力：   由得：    由得：  答：月球的半径为，质量为； 嫦娥四号探月卫星在近月球表面做匀速圆周运动的环绕速度为．  【近地卫星、同步卫星与地球赤道上物体的比较】 16.如图所示，为地球赤道上的物体，随地球表面一起转动，为近地轨道卫星，为同步轨道卫星，为高空探测卫星。若、、、绕地球转动的方向相同，且均可视为匀速圆周运动。则(    ) A. 、、、中，的加速度最大 B. 、、、中，的线速度最大 C. 、、、中，的周期最大 D. 、、、中，的角速度最大 【答案】B  【解答】 A.同步卫星的周期必须与地球自转周期相同，角速度相同，则知与的角速度相同，根据知，的向心加速度大。 对，根据万有引力提供向心力有：，得，卫星的轨道半径越大，向心加速度越小，故的加速度最大。故A错误； B.对，由，解得，可知半径小的线速度大，所以的线速度最大，根据可知的线速度大于的线速度，故B正确 对，由开普勒第三定律知，卫星的半径越大，周期越大，所以的运动周期大于的周期，而与的周期都是，所以的周期最大。由于，即角速度与周期成反比，则的角速度小，故CD错误。 故选：。 17.如图所示，为静止在地球赤道上的物体，为近地卫星，为同步卫星，为高空探测卫星．为它们的向心加速度大小，为它们到地心的距离，为周期，、分别为它们在相同时间内转过的弧长和转过的圆心角，为地面重力加速度，则下列图象正确的是(    ) A. B. C. D. 【答案】C  【解答】 A.根据万有引力定律和牛顿第二定律可知加速度与半径的关系：，故赤道处的物体的重力加速度与近地卫星的向心加速度相同，故A错误； B.同步卫星与赤道处的物体的周期和角速度相等，故B错误； C.同步卫星与赤道处的物体的周期和角速度相等，所以相同时间内转过的角度相同，由，因为轨道一定，卫星角速度一定，可知转过的角度与时间成正比，故C正确； D.同步卫星与赤道处的物体的周期和角速度相等，所以相同时间内转过的角度相同，但同步卫星的圆周运动半径大，故相同角度对应的弧长比赤道处的物体运动的弧长要长，故D错误。 故选C。 18.、、、四颗地球卫星，还未发射，在地球赤道上随地球表面一起转动，向心加速度为；处于近地轨道上，运行速度为；是地球同步卫星，离地心距离为，运行速度为，加速度为；是高空探测卫星，各卫星排列位置如图所示，已知地球的半径为，则有(    ) A. 的向心加速度等于重力加速度 B. C. D. 的运动周期不可能是小时 【答案】CD  【解答】 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，则知与的角速度相同，根据知，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，则同步卫星的向心加速度小于的向心加速度，而的向心加速度约为，故知的向心加速度小于重力加速度故A错误； B.根据，解得，则得，故B错误； C.、的角速度相同，由知，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，所以的运动周期大于的周期故D正确。 故选：。 学科网（北京）股份有限公司 $$