2018高考物理总复习专题天体运动的三大难点破解2赤道物体、近地卫星、同步卫星参量比较同步练习

赤道物体、近地卫星、同步卫星参量比较

（答题时间：30分钟）

1. 2010年1月17日，我国成功发射北斗COMPASS—G1地球同步卫星。据了解，这已是北斗五星导航系统发射的第三颗地球同步卫星。则对于这三颗已发射的同步卫星，下列说法中正确的是（）

A. 它们的运行速度大小相等，且都小于7.9 km/s

B. 它们运行周期可能不同

C. 它们离地心的距离可能不同

D. 它们的向心加速度与静止在赤道上物体的向心加速度大小相等

2. 研究表明，地球自转在逐渐改变，3亿年前地球自转的周期约为22小时。假设这种趋势会持续下去，且地球的质量、半径都不变，若干年后（）

A. 近地卫星（以地球半径为轨道半径）的运行速度比现在大

B. 近地卫星（以地球半径为轨道半径）的向心加速度比现在小

C. 同步卫星的运行速度比现在小

D. 同步卫星的向心加速度与现在相同

3. 我国在轨运行的气象卫星有两类，一类是极地轨道卫星——风云1号，绕地球做匀速圆周运动的周期为12h，另一类是地球同步轨道卫星——风云2号，运行周期为24 h。下列说法正确的是（）

A. 风云1号的线速度大于风云2号的线速度

B. 风云1号的向心加速度大于风云2号的向心加速度

C. 风云1号的发射速度大于风云2号的发射速度

D. 风云1号、风云2号相对地面均静止

4. 同步卫星是指相对于地面不动的人造卫星。关于同步卫星，下列说法正确的是（ ）

A. 它可以在地面上任一点的正上方，且离地心的距离可按需要选择不同的值

B. 它只能在赤道的正上方，且离地心的距离是一定的

C. 它的轨道根据需要可以是圆轨道，也可能是椭圆轨道

D. 不同的同步卫星加速度大小也不相同

5. 同步卫星离地球球心距离为r ，加速度为a 1，运行速率为v 1；地球赤道上物体随地球自转的向心加速度为a 2，运行速率为v 2，地球半径为R .。则（ ） A. B. C. D.

6. 同步卫星离地球球心的距离为r ，运行速率为v 1，加速度大小为a 1，地球赤道上的物体随地球自转的向心加速度大小为a 2，第一宇宙速度为v 2，地球半径为R 。则（ ） ① a 1:a 2=r :R ② a 1:a 2=R 2:r 2 ③ v 1：v 2=R 2:r 2 ④

A. ①③

B. ②③

C. ①④

D. ②④ 7. 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，向心加速度为a 1，b 处于地面附近近地轨道上正常运动速度为v 1，c 是地球同步卫星离地心距离为r ，运行速率为v 2，加速度为a 2，d 是高空探测卫星，各卫星排列位置如下图，地球的半径为R ，则有（ ）

A. a 的向心加速度等于重力加速度g

B. d 的运动周期有可能是20小时

C. 2

21⎪⎭⎫ ⎝⎛=R r a a

D. R

r v v =21 8. 已知地球同步卫星离地面的高度约为地球半径的6倍。若某行星的平均密度为地球平均密度的一半，它的同步卫星距其表面的高度是其半径的2.5倍，求：该行星的自转周期。

9. 已知地球半径为R ，地球同步卫星离地面的高度为h ，周期为T 0。另有一颗轨道平面在赤道平面内绕地球自西向东运行的卫星，某时刻该卫星能观察到的赤道弧长最大为赤道周长的三分之一。求：（1）该卫星的周期；（2）该卫星相邻两次经过地球赤道上某点的上空所需的时间。

1. A 解析：7.9km/s 是环绕地球表面的线速度，由线速度公式可知，半径越大，线速度越小，同步卫星的线速度小于7.9km/s ，它们的运行速度大小相等，故A 正确；

由周期公式，可知同步卫星的轨道半径相同，故B 、C 错误；向心加速度

，可知它们的向心加速度大于静止在赤道上物体的向心加速度。

2. C 解析：卫星绕地球圆周运动万有引力提供圆周运动向心力，据此分析地球自转周期的变化对速度和向心加速度的影响。

A. 近地卫星由万有引力提供圆周运动向心力，据2

2mM v G m R R

=知，近地卫

星的运行速度v =地球的质量和半径都不变，故运行速度大小不变，所以A 错误；B. 近地卫星向心力由万有引力提供，据2mM G ma R

=知，卫星的向心加速度a ＝2

GM R ，地球质量和半径都不变，故向心加速度保持不变，所以B 错误；

C. T=由于地球自转周期变慢，故同步卫星的轨道高度r 变大，又据v

＝，轨道半径r 变大，卫星的线速度变小，所以C 正确；D. 据C 分析知，同步卫星的r 变大，据向心加速度a ＝2GM r

知，向心加速度减小，故D 错误。故选C 。

3. AB 解析：卫星绕地球圆周运动有：，可知，风云一号卫星周期和半径均小于风云二号卫星的周期和半径。根据万有引力提供圆周运动向心力有卫星的线速度

，所以风云一号卫星的半径小，线速度大，故A 正确；根据万有引力提供圆周运动向心力有卫星的向心加速度，风云一号的半径小，向心加速度大于风云二号卫星的向心加速度，故B 正确；向高轨道上发射卫星需要克服地球引力做更多的功，故向高轨道上发射卫星需要更大的发射速度，故C 错误；风云2号是同步卫星，相对地面静止，而风云1号不是同步卫星，相对地面是运动的，故D 错误。

4. B 解析：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。所以同步卫星只能在赤道的正上方，故A 错误；因为同步卫星要和地球自转同步，即ω相同，根据22GMm F m r r

ω==，因为ω是一定值，所以r 也是一定值，所以同步卫星离地心的距离是一定的，B 正确；因为同步卫星距离地心的距离一定，所以只能是圆轨道，C 错误；根据公式2a r ω=可得轨道一定，

角速度一定，所以加速度大小一定，D 错误。