《高中物理 第三章 萬有引力定律 第4節(jié) 人造衛(wèi)星 宇宙速度3 同步衛(wèi)星的特點及發(fā)射 同步練習 教科版必修2.doc》由會員分享，可在線閱讀，更多相關《高中物理 第三章 萬有引力定律 第4節(jié) 人造衛(wèi)星 宇宙速度3 同步衛(wèi)星的特點及發(fā)射 同步練習 教科版必修2.doc（4頁珍藏版）》請在裝配圖網上搜索。

第4節(jié) 人造衛(wèi)星 宇宙速度3 同步衛(wèi)星的特點及發(fā)射 （答題時間：30分鐘） 1. 在衛(wèi)星軌道中，有兩類比較特殊的軌道，一類是與赤道共面的赤道軌道，另一類是與赤道平面垂直并通過地球兩極的極地軌道，還有與赤道平面成某一角度的其他軌道，如圖所示。下列說法中正確的是（ ） A. 同步衛(wèi)星不可能處在極地軌道，極地軌道上衛(wèi)星的周期不可能與同步衛(wèi)星的周期相同 B. 同步衛(wèi)星不可能處在極地軌道，極地軌道上衛(wèi)星的周期可能與同步衛(wèi)星的周期相同 C. 同步衛(wèi)星可能處在其他軌道，其他軌道上衛(wèi)星的周期不可能與同步衛(wèi)星的周期相同 D. 同步衛(wèi)星可能處在其他軌道，其他軌道上衛(wèi)星的周期可能與同步衛(wèi)星的周期相同 2. 2010年1月17日，我國成功發(fā)射北斗PASS—G1地球同步衛(wèi)星。據了解這已是北斗五星導航系統(tǒng)發(fā)射的第三顆地球同步衛(wèi)星。則對于這三顆已發(fā)射的同步衛(wèi)星，下列說法中正確的是（ ） A. 它們的運行速度大小相等，且都小于7.9 km/s B. 它們運行周期可能不同 C. 它們離地心的距離可能不同 D. 它們的向心加速度與靜止在赤道上物體的向心加速度大小相等 3. 我國于2012年10月25日在西昌成功發(fā)射第16顆北斗導航衛(wèi)星，這是二代北斗導航工程的最后一顆衛(wèi)星。這次發(fā)射的北斗導航衛(wèi)星是一顆地球同步衛(wèi)星，如圖所示，若第16顆北斗導航衛(wèi)星先沿橢圓軌道1飛行，后在遠地點P處點火加速，由橢圓軌道1變成地球同步圓軌道2。下列說法正確的是（ ） A. 衛(wèi)星在軌道2運行時的速度大于7.9km/s B. 衛(wèi)星沿軌道2運動的過程中，衛(wèi)星中的儀器處于失重狀態(tài) C. 衛(wèi)星沿軌道2運動的過程中，有可能經過北京的正上空 D. 衛(wèi)星經過軌道1上的P點和軌道2上的P點的加速度大小相等 4. 我國在軌運行的氣象衛(wèi)星有兩類，一類是極地軌道衛(wèi)星——風云1號，繞地球做勻速圓周運動的周期為12h，另一類是地球同步軌道衛(wèi)星——風云2號，運行周期為24 h。下列說法正確的是（ ） A. 風云1號的線速度大于風云2號的線速度 B. 風云1號的向心加速度大于風云2號的向心加速度 C. 風云1號的發(fā)射速度大于風云2號的發(fā)射速度 D. 風云1號、風云2號相對地面均靜止 5. 關于地球同步通訊衛(wèi)星，下列說法中正確的是（ ） A. 它一定在赤道上空運行 B. 各國發(fā)射的這種衛(wèi)星軌道半徑都一樣 C. 它運行的線速度一定小于第一宇宙速度 D. 它運行的線速度介于第一和第二宇宙速度之間 6. 2014年3月8日，馬來西亞航空公司從吉隆坡飛往北京的航班MH370失聯，MH370失聯后多個國家積極投入搜救行動，在搜救過程中衛(wèi)星發(fā)揮了巨大的作用。其中我國的北斗導航系統(tǒng)和美國的GPS導航系統(tǒng)均參與搜救工作。北斗導航系統(tǒng)包含5顆地球同步衛(wèi)星，而GPS導航系統(tǒng)由運行周期為12小時的圓軌道衛(wèi)星群組成，則下列說法正確的是（ ） A. 發(fā)射人造地球衛(wèi)星時，發(fā)射速度只要大于7.9km/s就可以 B. 衛(wèi)星向地面上同一物體拍照時，GPS衛(wèi)星拍攝視角小于北斗同步衛(wèi)星拍攝視角 C. 北斗同步衛(wèi)星的機械能一定大于GPS衛(wèi)星的機械能 D. 北斗同步衛(wèi)星的線速度與GPS衛(wèi)星的線速度之比為 7. 為了實現除地球極地等少部分地區(qū)外的“全球通信”，理論上須發(fā)射三顆通信衛(wèi)星，使它們均勻地分布在同步衛(wèi)星軌道上。假設地球半徑為R，地球表面的重力加速度為g，同步衛(wèi)星所在軌道處的重力加速度為g′，則三顆衛(wèi)星中任意兩顆衛(wèi)星間直線距離為（ ） A. B. C. D. 8. 月球繞地球運動的軌道半徑約為地球半徑的60倍，運行周期約為27天，地球半徑R地＝6.4103km，萬有引力恒量為G。（計算結果可以保留根號，且只要數量級對就給滿分） 求：（1）地球同步衛(wèi)星離地面的高度約為多少千米？ （2）地球的質量約為多少？ （3）月球繞地球運動的線速度v約為多少？  1. B 解析：同步衛(wèi)星只可能處在赤道軌道；萬有引力提供向心力，得，衛(wèi)星環(huán)繞周期只與半徑有關，故只要半徑相同，極地軌道衛(wèi)星和其他軌道衛(wèi)星的周期均可以與同步衛(wèi)星的周期相同。故B正確。 2. A 解析：7.9km/s是環(huán)繞地球表面的線速度，由線速度公式可知，半徑越大，線速度越小，同步衛(wèi)星的線速度小于7.9km/s，它們的運行速度大小相等，故A正確；由周期公式，可知同步衛(wèi)星的軌道半徑相同，故B、C錯誤；向心加速度，可知它們的向心加速度大于靜止在赤道上物體的向心加速度。 3. BD 解析：根據知，，知軌道半徑越大，線速度越小，第一宇宙速度的軌道半徑為地球的半徑，半徑最小，則線速度最大。故A錯誤；航衛(wèi)星在軌道2運行時完全失重，故B正確；同步衛(wèi)星只能在赤道平面，所以不可能經過北京正上空，故C錯誤；衛(wèi)星在軌道1上的P點和軌道2上的P點所受的萬有引力相等，根據牛頓第二定律，知加速度相等，故D正確。 4. AB 解析：衛(wèi)星繞地球圓周運動有：，可知風云一號衛(wèi)星周期和半徑均小于風云二號衛(wèi)星的周期和半徑。根據萬有引力提供圓周運動向心力＝有衛(wèi)星的線速度，所以風云一號衛(wèi)星的半徑小，線速度大，故A正確；根據萬有引力提供圓周運動向心力有衛(wèi)星的向心加速度，風云一號的半徑小，向心加速度大于風云二號衛(wèi)星的向心加速度，故B正確；向高軌道上發(fā)射衛(wèi)星需要克服地球引力做更多的功，故向高軌道上發(fā)射衛(wèi)星需要更大的發(fā)射速度，故C錯誤；風云2號是同步衛(wèi)星，相對地面靜止，而風云1號不是同步衛(wèi)星，相對地面是運動的，故D錯誤。 5. ABC 解析：同步衛(wèi)星運行軌道為位于地球赤道平面上空的圓形軌道，軌道固定不變，故A正確；因為同步衛(wèi)星要和地球自轉同步，即同步衛(wèi)星周期T為一定值，因為T為一定值，所以r也為一定值，所以同步衛(wèi)星距離地面的高度是一定值，故B正確；第一宇宙速度是近地衛(wèi)星的環(huán)繞速度，也是最大的圓周運動的環(huán)繞速度。而同步衛(wèi)星的軌道半徑要大于近地衛(wèi)星的軌道半徑，根據v的表達式可以發(fā)現，同步衛(wèi)星運行的線速度一定小于第一宇宙速度，故C正確，D錯誤。 6. D 解析：7.9km/s是發(fā)射衛(wèi)星的最小速度，不同的衛(wèi)星發(fā)射速度不同，故A錯誤；北斗導航系統(tǒng)包含5顆地球同步衛(wèi)星，而GPS導航系統(tǒng)由運行周期為12小時的圓軌道衛(wèi)星群組成，所以衛(wèi)星向地面上同一物體拍照時GPS衛(wèi)星拍攝視角大于北斗同步衛(wèi)星拍攝視角，故B錯誤；由于衛(wèi)星的質量關系不清楚，所以無法比較機械能的大小關系，故C錯誤；GPS由運行周期為12小時的衛(wèi)星群組成，同步衛(wèi)星的周期是24小時，所以北斗導航系統(tǒng)中的同步衛(wèi)星和GPS導航衛(wèi)星的周期之比，。根據萬有引力提供向心力得， 所以北斗同步衛(wèi)星的軌道半徑與GPS衛(wèi)星的軌道半徑之比是根據得北斗同步衛(wèi)星的線速度與GPS衛(wèi)星的線速度之比為，故D正確。 7. B 解析：根據萬有引力提供向心力得：，解得： 根據地球表面處萬有引力等于重力得：得：GM＝gR2 根據題意畫出俯視三顆同步通信衛(wèi)星的幾何位置圖像： 根據幾何關系得：。根據同步衛(wèi)星處萬有引力等于重力得：，，由于GM＝gR2，可得 所以，故選B。 8. 解：（1），h＝3.6104km； （2），M＝1015kg； （3）104＝3.2 103m / s