同步卫星+卫星习题(1)
高三物理同步卫星试题
高三物理同步卫星试题1.均匀分布在地球赤道平面上空的三颗同步通信卫星能够实现除地球南北极等少数地区外的“全球通信”。
已知地球半径为R，地球表面的重力加速度为g，地球自转周期为T，三颗卫星中任意两颗卫星间距离为S0，下面列出的是同步卫星所在位置处的重力加速度g'，其中正确的是（）A．B．C．D．【答案】A【解析】因为任意两颗同步卫星之间的距离为，则根据几何知识可得同步卫星的轨道半径为，根据万有引力定律可得，再根据公式可得，，A正确，B错误，根据公式可得,CD错误，【考点】考查了天体运动规律点评：在此类型的题目中，涉及的公式比较多，所以一定要注意公式的选取2.随着世界航空事业的发展，深太空探测已逐渐成为各国关注的热点．假设深太空中有一颗外星球，质量是地球质量的2倍，半径是地球半径的1/2．则下列判断正确的是（）A．该外星球的同步卫星周期一定小于地球同步卫星周期B．某物体在该外星球表面上所受重力是在地球表面上所受重力的8倍C．该外星球上第一宇宙速度是地球上第一宇宙速度的2倍D．绕该外星球的人造卫星和以相同轨道半径绕地球的人造卫星运行速度相同【答案】BC【解析】因为同步卫星的轨道半径关系未知，所以确定星球同步卫星和地球同步卫星的周期关系，故A错根据，已知质量是地球质量的2倍，半径是地球半径的1/2．所以物体在该外星球表面上所受重力是在地球表面上所受重力的8倍，故B对根据万有引力提供向心力：，可知第一宇宙速度，星球质量是地球质量的2倍，半径是地球半径的1/2，则该外星球上第一宇宙速度是地球上第一宇宙速度的2倍，故C对因为该星球质量跟地球质量不相等，所以绕该外星球的人造卫星和以相同轨道半径绕地球的人造卫星运行速度不同，故D错所以选BC3.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，则该行星的自转周期约为A．6小时B．12小时C．24小时D．36小时【答案】B【解析】略4.发射地球同步卫星时，先将卫星发射至近地圆轨道1，然后经点火，使其沿椭圆轨道2运行，最后再次点火，将卫星送入同步轨道3。
高中物理必修二卫星部分精选习题
三. 重难点解析：1. 人造地球卫星的发射速度对于人造地球卫星，由，得，这一速度是人造地球卫星在轨道上的运行速度，其大小随轨道半径的增大而减小，但是，由于在人造地球卫星发射过程中火箭要克服地球引力做功，所以将卫星发射到距地球越远的轨道，在地面上所需的发射速度就越大。
2. 人造卫星的运行速度、角速度、周期与半径的关系根据万有引力提供向心力，则有（1）由，得，即人造卫星的运行速度与轨道半径的平方根成反比，所以半径越大（即卫星离地面越高），线速度越小。
（2）由，得，即，故半径越大，角速度越小。
（3）由，得，即，所以半径越大，周期越长，发射人造地球卫星的最小周期约为85分钟。
3. 人造卫星的发射速度和运行速度（环绕速度）（1）发射速度是指被发射物在地面附近离开发射装置时的速度，并且一旦发射后就再也没有补充能量，被发射物仅依靠自身的初动能克服地球引力做功上升一定高度，进入运动轨道（注意：发射速度不是应用多级运载火箭发射时，被发射物离开地面发射装置的初速度）。
要发射一颗人造卫星，发射速度不能小于第一宇宙速度。
因此，第一宇宙速度又是最小的发射速度。
卫星离地面越高，卫星的发射速度越大，贴近地球表面的卫星（近地卫星）的发射速度最小，就是其运行速度即第一宇宙速度。
（2）运行速度是指卫星在进入轨道后绕地球做匀速圆周运动的线速度，根据可知，卫星越高，半径越大，卫星的运行速度（环绕速度）就越小，近地卫星可认为，其他较高卫星的。
4. 人造卫星的超重与失重（1）人造卫星在发射升空时，有一段加速运动：在返回地面时，有一段减速运动，这两个过程加速度方向均向上，因而都是超重状态。
（2）人造卫星在沿圆轨道运行时，由于万有引力提供向心力，所以处于完全失重状态，在这种情况下凡是与重力有关的力学现象都会停止发生。
因此，在卫星上的仪器，凡是制造原理与重力有关的均不能使用，同理，与重力有关的实验也将无法进行。
5. 人造卫星的加速度（1）引力加速度。
2020年高考物理最新考点模拟试题：同步卫星(解析版)
2020年高考物理最新考点模拟试题：同步卫星一．选择题1．（2019江西南昌三模）轨道平面与赤道平面夹角为90°的人造地球卫星被称为极地轨道卫星，它运行时能到达南北极区的上空，需要在全球范围内进行观测和应用的气象卫星、导航卫星等都采用这种轨道。
如图，若某颗极地轨道卫星从北纬45°的正上方按图示方向首次运行到南纬45°的正上方用时45分钟，则（ ）A ．该卫星运行速度一定小于7.9km/sB ．该卫星绕地球运行的周期与同步卫星的周期之比为1：4C ．该卫星轨道半径与同步卫星轨道半径之比为1：4D ．该卫星加速度与同步卫星加速度之比为2：1【参考答案】AC【命题意图】本题以极地轨道卫星为情景，考查万有引力定律和牛顿运动定律、卫星的运动及其相关知识点。
【解题思路】第一宇宙速度是卫星做圆周运动的最大环绕速度，是围绕地球表面（轨道半径等于地球半径）运行卫星的速度，而极地轨道卫星距离地面有一定高度，轨道半径一定大于地球半径，所以卫星的运行速度一定小于7.9km/s ，选项A 正确；极地轨道卫星从北纬45°的正上方按图示方向首次运行到南纬45°的正上方用时45分钟，可知极地卫星的周期T ＝4×45min ＝180min ＝3h ，而同步卫星的周期为24h ，则该卫星与同步卫星的周期之比为1：8，选项B 错误；根据万有引力提供向心力，可得G 2Mm r =mr （2T）2，解得r 3/T 2=GM/4π2，该卫星轨道半径的三次方与同步卫星轨道半径三次方之比为33r r 同=22T T 同=1∶64，该卫星轨道半径与同步卫星轨道半径之比为rr同=1：4，选项C正确；由G2Mmr=ma可得该卫星加速度与同步卫星加速度之比为aa同=22rr同=16：1，选项D错误。
2．（6分）（2019广西桂林、崇左二模）广西壮族自治区处在北纬20°54’～26°24’之间，某极地卫星通过广西最北端与最南端正上方所经历的时间为t，查阅到万有引力常量G及地球质量M，卫星的轨道视为圆形，忽略地球自转，卫星的运动视为匀速圆周运动，根据以上信息可以求出（）A．该卫星周期B．该卫星受到的向心力C．该卫星的线速度大小D．地球的密度【参考答案】AC【命题意图】本题考查万有引力定律、卫星的运动及其相关知识点。
专题14 同步卫星— 分项精析版 含解析
一、单项选择题1．【2019·北京卷】由于通讯和广播等方面的需要，许多国家发射了地球同步轨道卫星，这些卫星的（）A．质量可以不同 B．轨道半径可以不同C．轨道平面可以不同 D．速率可以不同【答案】A【解析】地球同步轨道卫星轨道必须在赤道平面内，离地球高度相同的同一轨道上，角速度、线速度、周期一定，与卫星的质量无关。
A正确，B、C、D错误。
【考点定位】同步卫星2．【2019·北京卷】关于环绕地球卫星的运动，下列说法正确的是（）A．分别沿圆轨道和椭圆轨道运行的两颗卫星，不可能具有相同的周期B．沿椭圆轨道运行的一颗卫星，在轨道不同位置可能具有相同的速率C．在赤道上空运行的两颗地球同步卫星，它们的轨道半径有可能不同D．沿不同轨道经过北京上空的两颗卫星，它们的轨道平面一定会重合【答案】B【考点定位】万有引力定律3．【2019·四川卷】国务院批复，自2019年起将4月24日设立为“中国航天日”。
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【答案】D【名师点睛】此题主要考查同步卫星的特点及万有引力定律的应用；要知道同步卫星与地球具有相同的角速度和周期；这里放到赤道上的物体和卫星两者受力情况是不同的，要区别对待，不能混淆.4．【2019·全国新课标Ⅰ卷】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．1h B．4h C．8h D．16h【答案】B【解析】设地球的半径为R，周期T=24h，地球自转周期的最小值时，三颗同步卫星的位置如图所示，所以此时同步卫星的半径r1=2R，由开普勒第三定律得：32rkT=，可得313(2)4h(6.6)RT TR=≈，故A、C、D错误，B正确。
高中物理必修二卫星部分精选习题
三. 重难点解析：1. 人造地球卫星的发射速度对于人造地球卫星，由，得，这一速度是人造地球卫星在轨道上的运行速度，其大小随轨道半径的增大而减小，但是，由于在人造地球卫星发射过程中火箭要克服地球引力做功，所以将卫星发射到距地球越远的轨道，在地面上所需的发射速度就越大。
2. 人造卫星的运行速度、角速度、周期与半径的关系根据万有引力提供向心力，则有（1）由，得，即人造卫星的运行速度与轨道半径的平方根成反比，所以半径越大（即卫星离地面越高），线速度越小。
（2）由，得，即，故半径越大，角速度越小。
（3）由，得，即，所以半径越大，周期越长，发射人造地球卫星的最小周期约为85分钟。
3. 人造卫星的发射速度和运行速度（环绕速度）（1）发射速度是指被发射物在地面附近离开发射装置时的速度，并且一旦发射后就再也没有补充能量，被发射物仅依靠自身的初动能克服地球引力做功上升一定高度，进入运动轨道（注意：发射速度不是应用多级运载火箭发射时，被发射物离开地面发射装置的初速度）。
要发射一颗人造卫星，发射速度不能小于第一宇宙速度。
因此，第一宇宙速度又是最小的发射速度。
卫星离地面越高，卫星的发射速度越大，贴近地球表面的卫星（近地卫星）的发射速度最小，就是其运行速度即第一宇宙速度。
（2）运行速度是指卫星在进入轨道后绕地球做匀速圆周运动的线速度，根据可知，卫星越高，半径越大，卫星的运行速度（环绕速度）就越小，近地卫星可认为，其他较高卫星的。
4. 人造卫星的超重与失重（1）人造卫星在发射升空时，有一段加速运动：在返回地面时，有一段减速运动，这两个过程加速度方向均向上，因而都是超重状态。
（2）人造卫星在沿圆轨道运行时，由于万有引力提供向心力，所以处于完全失重状态，在这种情况下凡是与重力有关的力学现象都会停止发生。
因此，在卫星上的仪器，凡是制造原理与重力有关的均不能使用，同理，与重力有关的实验也将无法进行。
5. 人造卫星的加速度（1）引力加速度。
同步卫星题
1.环绕地球表面的人造卫星的速度为v 0，此时周期为T 0。
当卫星距地面高度为R 时，其速度为v ，周期为T ，则下述关系中正确的是（R 为地球半径） （ ）A．0v =B．v =C．0T =D ．02T T =2．两颗行星A 和B 各有一颗卫星a 和b ，卫星轨道接近各自行星的表面，如果两行星的质 量之比为M A /M B =P ，两行星半径之比为R A /R B =q ，则两个卫星的周期之比T a /T b 为（ ）A ．PqB ．p qC ．p q P /D ．P q q /3.设想人类开发月球，不断把月球上的矿藏搬运到地球上，假定经过长时间开采后，地球仍可看作是均匀的球体，月球仍沿开采前的圆周轨道运动，则与开采前相比（ ） A ．地球与月球间的万有引力将变大 B ．地球与月球间的万有引力将变小C ．月球绕地球运动的周期将变长D ．月球绕地球运动的周期将变短4、人造卫星绕地球做匀速圆周运动，其轨道半径为R ，线速度为v ，周期为T ，若要使它周期变为2T ，可能的方法是 （ ）A ．R 不变，使线速度变为v /2B ．v 不变，使轨道半径变为2RC ．轨道半径变为R 34D ．无法实现5．如果一个做匀速圆周运动的人造地球卫星的轨道半径增大到原来的2倍后仍做匀速圆周运动，则（ ） A ．根据公式r v ω=，可知卫星运动的线速度将增大到原来的2倍B ．根据公式rv m F 2=，可知卫星所需的向心力将减小到原来的21C ．根据公式2r MmGF =，可知地球提供的向心力将减小到原来的41D ．根据上述B 和C 中给出的公式，可知卫星运动的线速度将减小到原来的226.地球的第一宇宙速度约为8km/s ，某行星的质量是地球质量的6倍，半径是地球半径的1.5倍，则该行星的第一宇宙速度约为（ ）A ．4km/sB ．8km/sC ．16km/sD ．32km/s7.星球上的物体脱离星球引力所需的最小速度称为该星球的第二宇宙速度．星球的第二宇宙速度v 2与其第一宇宙速度v 1的关系是v 2＝2v 1.已知某星球的半径为r ，表面的重力加速度为地球表面重力加速度g 的16，不计其他星球的影响，则该星球的第二宇宙速度为( )A.grB.16gr C.13gr D.13gr 8.设地面附近重力加速度为g 0，地球半径为R 0，人造地球卫星的圆形轨道半径为R ，那么以下说法正确的是（ ）A ．卫星在轨道上向心加速度大小为2002R g R BCD．卫星运行的周期为29.火星是太阳系中唯一的类地行星，可能适合人类居住。
高考考前拔高物理看题——同步卫星
05高考考前拔高物理看题——同步卫星1、关于地球同步通讯卫星，下列说法正确的是（）A 它一定在赤道上空运行B 各国发射的这种卫星轨道半径都一样C 它运行的线速度一定小于第一宇宙速度D 它运行的线速度介于第一和第二宇宙速度之间答案 ABC2、在发射地球同步卫星的过程中，卫星首先进入椭圆轨道Ⅰ，然后在Q点通过改变卫星速度，让卫星进入地球同步轨道Ⅱ。
则（）A．该卫星的发射速度必定大于11.2km/sB．卫星在同步轨道Ⅱ上的运行速度大于7.9km/sC．在轨道Ⅰ上，卫星在P点的速度大于在Q点的速度D．卫星在Q点通过加速实现由轨道Ⅰ进入轨道Ⅱ答案 CD3、关于同步卫星，下列说法正确的是( )A．同步卫星的线速度大于第一宇宙速度B．同步卫星角速度与地球自转角速度相等C．同步卫星可定点在忻州正上方D．同步卫星离地高度可以是任意数值答案 B4、关于地球同步通讯卫星，下列说法中正确的是（）A．它一定在赤道上空运行B．各国发射的这种卫星轨道半径都一样C．它运行的线速度一定小于第一宇宙速度D．它运行的线速度介于第一和第二宇宙速度之间答案 ABC5、同步通信卫星相对于地面静止不动，犹如悬在高空中，下列说法中正确的是（）A．各国的同步通信卫星都在同一圆周上运行B．同步通信卫星的速率是唯一的C．同步通信卫星处于平衡状态D．同步通信卫星加速度大小是唯一的答案 ABD6、关于地球同步卫星，下列说法中正确的是( )A．它运行的线速度大小介于第一宇宙速度和第二宇宙速度之间B．它运行的线速度大小一定小于第一宇宙速度C．各国发射的这种卫星的运行周期都不一样D．各国发射的这种卫星的轨道半径都不一样答案 B7、发射通信卫星的常用方法是，先用火箭将卫星送入一近地椭圆轨道（近地点在地面附近，远地点在地球同步轨道处）运行，然后再适时开动星载火箭，将其送上与地球自转同步运行的轨道，那么( )A．变轨后瞬间与变轨前瞬间相比, 卫星的机械能增大，动能减小B．变轨后瞬间与变轨前瞬间相比, 卫星的机械能增大，动能增大C．变轨后卫星运行速度一定比变轨前卫星在椭圆轨道上运行时的最大速度要大D．变轨后卫星运行速度一定比变轨前卫星在椭圆轨道上运行时的最小速度要小答案 B8、某一时刻，所有的地球同步卫星( )A．向心力相同 B．线速度相同C．向心加速度相同 D．离地心的距离相同答案 D9、同步卫星是指相对于地面不动的人造地球卫星( )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值B．它可以在地面上任一点的正上方，但离地心的距离是一定的C．它只能在赤道的正上方，但离地心的距离可按需要选择不同值D．它只能在赤道的正上方，且离地心的距离是一定的答案 D10、发射地球同步卫星时，先将卫星发射至近地圆轨道1，然后经点火，使其沿椭圆轨道2运行，最后再次点火，将卫星送入同步轨道3。
【配套K12】[学习]2019年高考物理一轮复习 专题5.8 同步卫星千题精练
![【配套K12】[学习]2019年高考物理一轮复习 专题5.8 同步卫星千题精练](https://img.taocdn.com/s3/m/baec19f9b9f3f90f77c61b1d.png)
专题5.8 同步卫星一．选择题1. (2018·汕头模拟)如图所示，圆a和椭圆b是位于地球赤道平面上的卫星轨道，其中圆a是地球同步轨道。
现在有A、B两颗卫星分别在a、b轨道上运行，但运行方向与地球自转方向相反，已知A、B的运行周期分别为T1、T2，地球自转周期为T0，P为轨道b的近地点。
则下列说法正确的是( )A．卫星A是地球同步卫星B．卫星B在P点时动能最大C．T0＝T1D．T1<T2【参考答案】BC2.（2018广州一模）如图，已知现在地球的一颗同步通讯卫星信号最多覆盖地球赤道上的经度范围为2α。
假设地球的自转周期变大，周期变大后的一颗地球同步通讯卫星信号最多覆盖的赤道经度范围为2β，则前后两次同步卫星的运行周期之比为A.B.C. D. 【参考答案】A【命题意图】本题考查万有引力定律、同步卫星的运动及其相关的知识点。
3．(2018·常州一模)如图所示，卫星1为地球同步卫星，卫星2是周期为3小时的极地卫星，只考虑地球引力，不考虑其他作用的影响，卫星1和卫星2均绕地球做匀速圆周运动，两轨道平面相互垂直，运动过程中卫星1和卫星2有时处于地球赤道上某一点的正上方。
下列说法中正确的是( ) A ．卫星1和卫星2的向心加速度之比为1∶16 B ．卫星1和卫星2的线速度之比为2∶1C ．卫星1和卫星2处在地球赤道的某一点正上方的周期为24小时D ．卫星1和卫星2处在地球赤道的某一点正上方的周期为3小时 【参考答案】AC【名师解析】由万有引力提供向心力有G Mm r 2＝m ⎝ ⎛⎭⎪⎫2πT 2r ，得出r ＝ 3GMT 24π2，卫星1和卫星2的周期之比为8∶1，可得轨道半径之比为4∶1，由G Mm r 2＝ma 得出a ＝G M r2，可知向心加速度之比为1∶16，A 项正确；根据G Mm r 2＝m v 2r 得出v ＝ GMr，可知线速度之比为1∶2，B 项错误；从两卫星处于赤道正上方某点开始计时，卫星1转8圈时，卫星2刚好转一圈，两卫星再次在该点相遇，C 项正确，D 项错误。
高三物理同步卫星试题答案及解析
高三物理同步卫星试题答案及解析1.目前在地球同步轨道上运行的同步卫星，下列说法中正确的是（）A．向心力大小相同B．周期相同C．向心加速度相同D．离地心的距离相同【答案】BD【解析】同步卫星绕地球做匀速圆周运动的卫星，它们运动周期与地球自转周期相等，因此根据开普勒定律，则离地心的距离相同，所以B、D正确；但在不同位置，加速度方向不同，则C错，又由于不同卫星质量可能不同，则向心力大小不一定相同，则错。
【考点】本题考查向心加速度、人造卫星、同步卫星、万有引力及其在天体运动中应用。
2.（12分）利用水流和太阳能发电，可以为人类提供清洁能源。
水的密度ρ=1×103kg/m3，太阳光垂直照射到地面上时的辐射功率P=1×103W/m2，地球半径为R=6.4×106m，地球表面的重力加速度取g=10m/s2。
⑴写出太阳光照射到地球表面的总功率P的字母表达式；⑵发射一颗卫星到地球同步轨道上（轨道半径约为地球半径的6.6≈倍）利用太阳能发电，然后通过微波持续不断地将电力输送到地面，这样就建成了太阳能发电站。
求卫星在地球同步轨道上向心加速度的大小（答案保留两位有效数字）；⑶三峡水电站水库面积约为S=1×109m2，平均流量Q=1.5×104m3/s，水库水面与发电机所在位置的平均高度差为h=100m，发电站将水的势能转化为电能的总效率η1=60%。
在地球同步轨道上，太阳光垂直照射时的辐射功率为1.4P0。
太阳能电池板将太阳能转化为电能的效率为η2=20％，将电能输送到地面的过程要损失50%。
若要使⑵中的太阳能发电站在被太阳照射时地面接收到的电功率相当于三峡电站发电的平均功率，卫星上太阳能电池板的面积应为多大？(保留一位有效数字)【答案】⑴πR2P⑵0.23m/s2⑶6×107m2【解析】（1）如图所示，地球表面接受太阳光照射的有效面积是投影面积πR2，太阳光照射到地球表面的总功率P的表达式为：P=πR2P(2)万有引力提供向心力得，地球引力场的重力加速度,所以卫星在地球同步轨道上向心加速度的大小（3）三峡发电每秒提供的重力势能为ρQgh，提供的平均电功率为ρQghη1；太阳能电站每秒接收的太阳能为1.4P0S，输送到地面的平均电功率为1.4PSη250%。
同步卫星专题训练(一)答案
同步卫星专题训练（一）答案1. 由于通信和广播等方面的需要，许多国家发射了地球同步轨道卫星，这些卫星的（）A.速率可能不同B.轨道半径可能不同C.轨道平面可能不同D.质量可能不同【解答】解：A．通过万有引力提供向心力得：GMmr2=m v2r，因为r一定，所以v也一定，故A错误；B．因为同步卫星要与地球自转同步，所以角速度(ω)相等，由GMmr2=mω2r得，r不变，故B错误；C．所有同步卫星都在赤道上方的同一轨道上，故C错误；D．不同的国家发射的同步卫星质量是不同的，故D正确．故选：D．2. 已知地球的一颗同步通信卫星相对于地球赤道的张角为2α，如图所示，假设地球的自转周期变大，则地球同步通信卫星相对于地球赤道的张角2β，则地球的自转周期变化前后地球同步通信卫星的运行周期之比为（）A.√cos3βcos3αB.√sin3βsin3αC.√cos32αcos32βD.√sin32αsin32β【解答】解：设地球半径为R，地球同步卫星轨道半径为r，则有rcosα=R，则r=Rcosα．对地球同步卫星，由万有引力提供向心力，有G Mmr2=mr(2πT)2．假设地球的自转周期变大，则有同步卫星轨道半径r′=R cosβ．对同步卫星，由万有引力提供向心力有，G Mmr2=mr′(2πT′)2．联立可得TT=√cos3βcos3α，选项A正确，BCD错误．故选：A3. 科学界经过论证认定：从太空无法用肉眼看到长城，但遥感卫星可以“看”到长城，已知某遥感卫星在离地面高度约为300km的圆轨道上运行，地球半径约为6400km，地球同步卫星离地面高度约为地球半径的5.6倍，则以下说法正确的是（）A.遥感卫星的发射速度不超过第一字宙速度B.遥感卫星运行速度约为8.1km/sC.地球同步卫星运行速度约为3.1km/sD.遥感卫星只需加速，即可追上同轨道上运行的其他卫星【解答】解：第一宇宙速度等于7.9km/s，是地球卫星最大的环绕速度和最小的发射速度，故AB选项错误；地球同步卫星运行的周期T与地球自转的周期相同，v=2π(R+5.6R)T=3.1km/s，故C选项正确；若遥感卫星想追上同轨道运行的其他卫星，需先减速进入高速运动的低轨道，然后加速冲出低轨道，回到原来的轨道才能追上同轨道上运行的其他卫星，故D选项错误．故选C．4. 关于我国发射的“亚洲一号”地球同步通讯卫星的说法，正确的是（）A.它以第一宇宙速度运行B.它运行的角速度与地球自转的角速度相同C.若其质量加倍，则其轨道半径也要加倍D.它在北京上空运行，故可用于我国的电视广播【解答】A．地球同步卫星在轨道上的绕行速度约为3.1千米/秒，小于7.9km/s，故A错误；B．同步卫星是指与地球相对静止的卫星。
专题强化练近地卫星-同步卫星--赤道上的物体的运动
专题强化练四A对点训练—-练熟基础知识题组一近地卫星、赤道上物体及同步卫星的运动问题1．(多选)将月球、地球同步卫星和静止在地球赤道上的物体三者进行比较,下列说法正确的是(）．A．三者都只受万有引力的作用，万有引力都提供向心力B．月球的向心加速度小于地球同步卫星的向心加速度C．地球同步卫星的角速度与静止在地球赤道上的物体的角速度相同D．地球同步卫星相对地心的线速度与静止在地球赤道上的物体相对地心的线速度大小相等解析静止在地球赤道上的物体不仅受万有引力作用，还受地面的支持力作用，A错误；由错误!＝ma可得a＝错误!，因月球绕地球运转的轨道半径大于地球同步卫星的轨道半径，故月球的向心加速度小于地球同步卫星的向心加速度，B正确；地球同步卫星绕地球运转的周期与静止在地球赤道上物体的周期相同，所以角速度相同，C正确；由v＝ωR可知，D错误．答案BC2．(多选）如图3所示,地球赤道上的山丘e、近地资源卫星p和同步通信卫星q 均在赤道平面上绕地心做匀速圆周运动．设e、p、q的圆周运动速率分别为v1、v2、v3,向心加速度分别为a1、a2、a3,则(）．图3A．v1>v2〉v3B．v1〈v3<v2C．a1〉a2〉a3D．a1〈a3<a2解析由题意可知：山丘与同步卫星角速度、周期相同，由v＝ωr,a＝ω2r可知v1〈v3、a1〈a3；对同步卫星和近地资源卫星来说,满足v＝错误!、a＝错误!，可知v3<v2、a3〈a2，对比各选项可知B、D正确．答案BD3．(多选）某空间站正在地球赤道平面内的圆周轨道上运行，其离地高度为同步卫星离地高度的十分之一，且运行方向与地球自转方向一致．关于该空间站说法正确的有（）．A．其运行的加速度一定等于其所在高度处的重力加速度B．其运行的速度等于同步卫星运行速度的错误!倍C．站在地球赤道上的人观察到它向东运动D．在空间站工作的宇航员因受力平衡而在空间站内悬浮或静止解析空间站运行的加速度和其所在位置的重力加速度均由其所受万有引力提供，故A正确；由G错误!＝m错误!⇒v＝错误!,运行速度与轨道半径的平方根成反比，并非与离地高度的平方根成反比，故B错误；由G错误!＝m错误!2R⇒T＝2πR错误!，所以空间站运行周期小于地球自转的周期，故C正确；空间站内的宇航员所受万有引力完全提供向心力，处于完全失重状态，D错误．答案AC4．(多选）同步卫星离地心距离为r，运行速度为v1，加速度为a1，地球赤道上的物体随地球自转的加速度为a2，第一宇宙速度为v2，地球半径为R，则以下正确的是（)．A。
高三物理同步卫星试题答案及解析
高三物理同步卫星试题答案及解析1.关于同步卫星(它相对于地面静止不动)，下列说法中不正确的是( ).A．它一定在赤道上空B．同步卫星的高度和速率是确定的值C．它运行的线速度一定小于第一宇宙速度D．它运行的线速度一定介于第一宇宙速度和第二宇宙速度之间【答案】D【解析】根据同步卫星与地球自转同步，与地面相对静止，同时卫星受到地球的万有引力提供向心力，指向圆心，万有引力指向地心，故同步卫星只能在赤道上空，故A正确；因为同步卫星要和地球自转同步，即ω相同，根据，因为ω是一定值，所以 r 也是一定值，所以它运行的轨道半径和速率是确定的值．故B正确；卫星的速度公式可知同步卫星的速度小于近地卫星的环绕速度，即小于第一宇宙速度7.9km/s，故C正确；根据C选项分析，故D错误．故选D。
【考点】同步卫星；万有引力定律的应用。
2.目前我国已发射北斗导航地球同步卫星十六颗，大大提高了导航服务质量，这些卫星A．环绕地球运行可以不在同一条轨道上B．运行角速度相同C．运行速度大小相等，且都大于7.9km/sD．向心加速度大于静止在赤道上物体的向心加速度的大小。
【答案】B、D【解析】同步卫星的特点：①周期、角速度一定，与地球自转周期、角速度相同；②轨道平面在赤道平面上；③距离地面的高度一定；④环绕速度一定，环绕方向与地球自转方向相同；⑤向心加速度大小一定。
所以A错误，B正确；第一宇宙速度是最大的环绕速度，所以同步卫星的环绕速度小于7.9km/s，C错误；由向心加速度可知角速度相同，向心加速度随轨道半径的增大而增大，所以D正确。
【考点】本题主要考查同步卫星的特点运动规律。
3.关于地球同步卫星，下列说法中正确的是A．它运行的线速度大小介于第一宇宙速度和第二宇宙速度之间B．它运行的线速度大小一定小于第一宇宙速度C．各国发射的这种卫星的运行周期都不一样D．各国发射的这种卫星的轨道半径都不一样【答案】B【解析】第一宇宙速度是地球卫星的最大环绕速度，所以地球同步卫星运行的线速度大小应小于第一宇宙速度，所以A错B对；对于地球同步卫星，存在有“六同”，即：相同的轨道面、相同的周期、相同的角速度、相同的高度、相同的线速度大小、相同的向心加速度大小。
2019年高考物理双基突破 专题23 同步卫星和多星精练
专题二十三 同步卫星和多星（精练）1．（多选）最近我国连续发射了多颗“北斗一号”导航定位卫星，预示着我国通讯技术的不断提高。
该卫星处于地球的同步轨道，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 hB ．该卫星所在处的重力加速度为⎝⎛⎭⎪⎫R R ＋h 2gC ．该卫星周期与近地卫星周期之比为⎝ ⎛⎭⎪⎫1＋h R 23D ．该卫星运动动能为 mgR 2R ＋h【答案】ABD2．已知地球赤道上的物体随地球自转的线速度大小为v 1、向心加速度大小为a 1，近地卫星线速度大小为v 2、向心加速度大小为a 2，地球同步卫星线速度大小为v 3、向心加速度大小为a 3。
设近地卫星距地面高度不计，同步卫星距地面高度约为地球半径的6倍。
则以下结论正确的是A ．v 2v 3＝61B ．v 2v 3＝17C ．a 1a 3＝17D ．a 1a 3＝491【答案】 C【解析】地球赤道上的物体与地球同步卫星是相对静止的，有相同的角速度和周期，比较速度用v ＝ωr ，比较加速度用a ＝ω2r ，同步卫星距地心距离约为地球半径的7倍，则C 正确，D 错误；近地卫星与地球同步卫星都是卫星，都绕地球做圆周运动，比较速度用v ＝GMr，则速度比v 2∶v 3＝ 7∶1，故A 、B 错误。
3．（多选）如图所示，发射升空的卫星在转移椭圆轨道Ⅰ上A 点处经变轨后进入运行圆轨道Ⅱ，A 、B 分别为轨道Ⅰ的远地点和近地点。
则卫星在轨道Ⅰ上A ．经过A 点的速度小于经过B 点的速度2B ．经过A 点的动能大于在轨道Ⅱ上经过A 点的动能C ．运动的周期大于在轨道Ⅱ上运动的周期D ．经过A 点的加速度等于在轨道Ⅱ上经过A 点的加速度 【答案】AD4．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 hB ．4 hC ．8 hD ．16 h 【答案】B【解析】万有引力提供向心力，对同步卫星有：G Mm r 2＝m 4π2T2r ，整理得GM ＝4π2r3T2当r ＝6.6R 地时，T ＝24 h 若地球的自转周期变小，轨道半径最小为2R 地三颗同步卫星A 、B 、C 如图所示分布。
专题29 不同轨道卫星参量、同步卫星、卫星变轨问题(解析版)
2023届高三物理一轮复习重点热点难点专题特训专题29 不同轨道卫星参量、同步卫星、卫星变轨问题特训目标特训内容目标1 不同轨道卫星的参量（1T—5T）目标2 同步卫星（6T—10T）目标3 卫星变轨问题（11T—15T）一、不同轨道卫星的参量1．“北斗”系统中两颗工作卫星1和2在同一轨道上绕地心O沿顺时针方向做匀速圆周运动，轨道半径为r，某时刻它们分别位于轨道上的A，B两位置，如图所示，已知地球表面处的重力加速度为g，地球半径为R，不计卫星间的相互作用力，以下判断正确的是（）A．这两颗卫星的向心加速度大小为22ra gR =B．这两颗卫星的角速度大小为grω=C．卫星1由位置A运动至位置B所需时间为3r r R gπD．如果使卫星1 加速，它就一定能追上卫星2【答案】C【详解】A ．卫星绕地球做匀速圆周运动，万有引力充当向心力，即2GMmma r =由万有引力与重力关系2GMm mg R =联立解得22R ga r=故A 错误； B ．由2a r ω=可得：23gR r ω=B 错误；C ．卫星1由位置A 运动到位置B 所需时间为卫星周期的 16T ，由2T πω=可得 33T r r t R g π==故C 正确；D ．卫星1加速后做离心运动，进入高轨道运动，不能追上卫星2，故D 错误。
故选C 。
2．从中国科学院微小卫星创新研究院获悉，北斗卫星导航系统（BDS ），预计今年将发射18颗卫星。
这就意味着：北斗将全覆盖亚洲地区，尤其是一带一路沿线国家。
如图所示是北斗导航系统中部分卫星的轨道示意图，已知a 、b 、c 三颗卫星均做圆周运动，a 是地球同步卫星，a 和b 的轨道半径相同，且均为c 的k 倍，已知地球自转周期为T 。
则（ ）A ．a 、b 的角速度相同，且a 、b 受的万有引力大小相等，故a 、b 为双星。
B ．卫星b 也是地球同步卫星，卫星a 的向心加速度是卫星c 的向心加速度的2k 倍C ．卫星c 31T k D ．a 、b 、c 三颗卫星的运行速度大小关系为a b c v v kv == 【答案】C【详解】A ．“双星”是指由两颗星组成，可认为只受对方的万有引力，二者在相互的万有引力作用下，以相同的角速度绕其连线上的某一点做匀速圆周运动，a 、b 虽然角速度相等，但它们是受到地球万有引力作用而做匀速圆周运动，它们不是双星，而且a 、b 的质量关系不确定，所以a 、b 受的万有引力大小关系不能确定，A 错误；B ．地球同步卫星必须定点于赤道正上方，所以卫星b 不是同步卫星，根据万有引力提供向心力可得2GMm ma r =解得221GM a r r=∝可得2221a c c a a r a r k ==，B 错误；C ．根据万有引力提供向心力可得2224GMm m r r T π=解得2334r T r GMπ=3331c c a a T r T r k == 3311c a T T T k k ==，C 正确； D ．根据万有引力提供向心力可得22GMm v m r r =解得1GM v r r =1a c c a v r v r k =1a b c v v v k==D 错误。
不同轨道卫星参量、同步卫星、卫星变轨问题--2024年高考物理一轮复习热点重点难点含答案
不同轨道卫星参量、同步卫星、卫星变轨问题特训目标特训内容目标1不同轨道卫星的参量(1T -5T)目标2同步卫星(6T -10T )目标3卫星变轨问题(11T -15T )【特训典例】一、不同轨道卫星的参量1格林童话《杰克与豌豆》中的神奇豌豆一直向天空生长，长得很高很高。
如果长在地球赤道上的这棵豆秧上有与赤道共面且随地球一起自转的三颗果实，其中果实2在地球同步轨道上。
下列说法正确的是()A.果实3的向心加速度最大B.果实2成熟自然脱离豆秧后仍与果实1和果实3保持相对静止在原轨道运行C.果实2的运动周期大于果3的运动周期D.果实1成熟自然脱离豆秧后，将做近心运动2据统计，我国发射的卫星已近600颗，位居世界第二位，这些卫星以导航、遥感、通信为主要类别，尤其是北斗导航卫星的发射使我国具备了全球精确导航定位、授时和短报文通信等能力。
如图，A 、B 、C 为我国发射的3颗卫星，其轨道皆为圆形，其中卫星A 、B 的轨道在赤道平面内，卫星C 的轨道为极地轨道，轨道半径r C <r A <r B ，下列说法正确的是()A.卫星B 一定与地球自转同步B.卫星A 的动能比卫星B 的动能大C.卫星C 的线速度大小可能为8.0km /sD.卫星A 的加速度比卫星B 的加速度大3如图，有甲、乙两颗卫星分别在不同的轨道围绕一个半径为R 、表面重力加速度为g 的行星运动；卫星甲、卫星乙各自所在的轨道平面相互垂直，卫星甲的轨道为圆，距离行星表面的高度为R ，卫星乙的轨道为椭圆，M 、N 两点的连线为其椭圆轨道的长轴且M 、N 两点间的距离为4R ，则以下说法正确的是()不同轨道卫星参量、同步卫星、卫星变轨问题--2024年高考物理一轮复习热点重点难点A.卫星甲的线速度大小为2gRB.卫星乙运行的周期为4π2R gC.卫星乙沿椭圆轨道运行经过M点时的速度小于卫星甲沿圆轨道运行的速度D.卫星乙沿椭圆轨道运行经过N点时的加速度大于卫星甲运行的加速度42021年1月“天通一号”03星发射成功，其轨道调整过程如图所示。
2020-2021学年人教版高一物理必修二期末复习：天体运动—同步卫星
同步卫星1.（北京市八一中学2019-2020学年高一（下）期中物理试题）15. 2019年11月5日，我国成功发射了“北斗三号卫星导航系统”的第3颗倾斜地球同步轨道卫星。
“北斗三号卫星导航系统”由静止地球同步轨道卫星、倾斜地球同步轨道卫星、中圆地球轨道卫星组成。
“同步轨道”卫星的轨道周期等于地球自转周期，卫星运行轨道面与地球赤道面的夹角叫做轨道倾角。
根据轨道倾角的不同，可将“同步轨道”分为静止轨道（倾角为零）、倾斜轨道（倾角不为零）和极地轨道。
根据以上信息，下列说法中正确的是 A. 倾斜地球同步轨道卫星的高度大于静止地球同步轨道卫星的高度 B. 倾斜地球同步轨道卫星的线速度小于静止地球同步轨道卫星的线速度 C. 可以发射一颗倾斜地球同步轨道卫星，静止在北京上空D. 可以发射一颗倾斜地球同步轨道卫星，每天同一时间经过北京上空2.（北京市北师大二附中2019-2020学年高一（下）期中物理试题）18.“静止”在赤道上空的地球同步气象卫星把广阔视野内的气象数据发回地面，为天气预报 提供准确、全面和及时的气象资料。
设地球同步卫星的轨道半径是地球半径的n 倍，下列说法中正确的是（ ） A. 同步卫星运行速度是第一宇宙速度的1n倍B.C. D. 同步卫星的向心加速度是地球表面重力加速度的21n倍 3.（北京市第五十中学2019-2020学年高一（下）期中物理试题）11.对于地球同步卫星的认识，正确的是（ ） A. 它们只能在赤道的正上方，但不同卫星的轨道半径可以不同 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C. 不同卫星的轨道半径都相同，且一定在赤道的正上方，它们以第一宇宙速度运行D. 它们可在我国北京上空运行，故用于我国的电视广播4.（河北省沧州市献县宏志中学2019-2020学年高一期中物理试题）8. 关于我国的“北斗”卫星导航系统下列说法中正确的是( )A. 该系统中仅含有一颗同步卫星B. 该系统中同步卫星线速度等于第一宇宙速度C. 该系统中同步卫星的高度差是不变的D. 该系统中同步卫星的线速度是一定的5.（河北省邯郸永年县第二中学2019-2020学年高一（下）期中物理试题）12.同步卫星离地心的距离为r ，运行速度为1v ，加速度1a ，地球赤道上的物体随地球自转的向心加速度2a 第一宇宙速度为2v ，地球的半径为R ，则( )A.12a ra R = B.12a R a r=C. 12v v = D. 2122v v R r = 6.（河北省元氏县第一中学2019-2020学年高一（下）期中物理试题）13.图中的甲是地球赤道上的一个物体，乙是“神舟十号”宇宙飞船（周期约90min ），丙是地球的同步卫星，它们运行的轨道示意图如图所示，它们都绕地心做匀速圆周运动。
同步卫星专题训练(一)
同步卫星专题训练（一）1. 由于通信和广播等方面的需要，许多国家发射了地球同步轨道卫星，这些卫星的（）A.速率可能不同B.轨道半径可能不同C.轨道平面可能不同D.质量可能不同2. 已知地球的一颗同步通信卫星相对于地球赤道的张角为2α，如图所示，假设地球的自转周期变大，则地球同步通信卫星相对于地球赤道的张角2β，则地球的自转周期变化前后地球同步通信卫星的运行周期之比为（）A.√cos3βcos3αB.√sin3βsin3αC.√cos32αcos32βD.√sin32αsin32β3. 科学界经过论证认定：从太空无法用肉眼看到长城，但遥感卫星可以“看”到长城，已知某遥感卫星在离地面高度约为300km的圆轨道上运行，地球半径约为6400km，地球同步卫星离地面高度约为地球半径的5.6倍，则以下说法正确的是（）A.遥感卫星的发射速度不超过第一字宙速度B.遥感卫星运行速度约为8.1km/sC.地球同步卫星运行速度约为3.1km/sD.遥感卫星只需加速，即可追上同轨道上运行的其他卫星4. 关于我国发射的“亚洲一号”地球同步通讯卫星的说法，正确的是（）A.它以第一宇宙速度运行B.它运行的角速度与地球自转的角速度相同C.若其质量加倍，则其轨道半径也要加倍D.它在北京上空运行，故可用于我国的电视广播5. 我国自主研发的“北斗”卫星导航系统中含有同步卫星，关于同步卫星下列说法中正确的是（）A.同步卫星处于平衡状态B.同步卫星的线速度是不变的C.同步卫星的高度是一定的D.线速度应大于第一宇宙速度6. 关于近地卫星和同步卫星，下列说法中正确的是（）A.近地卫星一定在赤道上空B.同步卫星不一定在赤道上空C.同步卫星运行的速度小于近地卫星运行的速度D.近地卫星与同步卫星运行的周期相等7. 我国正在建立的北斗导航系统建成后，将有助于减少我国对GPS导航系统的依赖；北斗导航系统中有几颗卫星是地球同步卫星，GPS导航系统是由周期约为12ℎ的卫星群组成；则北斗导航系统的同步卫星与GPS导航卫星相比（）A.同步卫星的角速度大B.同步卫星的轨道半径大C.同步卫星的线速度大D.同步卫星的向心加速度大8. 我国自1984年4月8日发射第一颗地球同步卫星以来，已经陆续发射了多颗这类通信卫星．已知第一宇宙速度为7.9km/s．则关于地球同步卫星，下列说法中正确的是（）A.同步卫星的线速度大于7.9km/sB.同步卫星的轨道半径近似等于地球半径C.同步卫星一定位于赤道平面内D.同步卫星可以定点在北京的正上方，所以我国可以利用它进行电视转播9. 目前我国已经成功发射“北斗”导航卫星十六颗，计划到2020年，将建成由35颗卫星组网而成的全球卫星导航系统，关于卫星网中的地球同步卫星，以下说法中正确的是（）A.运行速度等于第一宇宙速度B.加速度等于赤道上静止物体随地球自转的加速度C.所有同步卫星在同一轨道平面上D.在同步轨道上的宇宙飞船里的航天员可以用天平测出物体的质量10. 同步卫星是相对于地面不动的人造地球卫星，下列关于地球同步卫星的说法中正确的是（）A.它可以在地面上任意点的正上方，且离地心的距离可根据需要进行选择B.它可以在地面上任意点的正上方，但离地心的距离是一定的C.它只能在赤道的正上方，但离地心的距离可根据需要进行选择D.它只能在赤道的正上方，且离地心的距离是一定的11. 2016年10月19日凌晨，我国神舟十一号飞船与天宫二号自动交会对接成功，对接时轨道高度是3.93×102km，地球同步卫星的轨道高度是3.59×104km，则（）A.天宫二号的周期大于地球自转周期B.对接后的它们的线速度介于近地卫星与同步卫星之间C.为了完成对接，神舟飞船要在较高的轨道上减速飞行D.漂浮在天宫二号内的水滴不受地球的吸引12. 关于地球的同步卫星，下列说法错误的是（）A.同步卫星一定在赤道正上方B.所有同步卫星距离地球的高度相同C.低于同步卫星高度的卫星线速度一定大于同步卫星的线速度D.同步卫星可以绕两极运动13. 2018年1月12日，我国以“一箭双星”方式成功发射第26、第27颗北斗导航卫星，拉开2018年将发射16颗北斗卫星的序幕。
高二物理同步卫星试题
高二物理同步卫星试题1.关于所有的地球同步卫星，下列说法正确的是A．向心力相同B．周期相同C．向心加速度相同D．离地心的距离相同【答案】BD【解析】根据同步卫星的特点；①周期、角速度一定，与地球自转周期、角速度相同；②轨道平面在赤道平面上；③距离地心的距离一定，距离地面的高度为3.6×104km；④环绕速度一定，环绕方向与地球自转方向相同；⑤向心加速度大小一定；故可知B、D正确，因不同卫星质量不同，故向心力不同，位置不同，加速度方向不同，所以A、C错误。
【考点】航天同步卫星2.关于地球同步卫星，下列说法中不正确的是（）A．它一定在赤道上空运行B．各国发射的这种卫星轨道半径都一样C．它运行的线速度一定小于第一宇宙速度D．它运行的线速度介于第一宇宙速度和第二宇宙速度之间【答案】D【解析】同步卫星与地球自转同步，肯定发射到赤道上空，由半径公式可知周期一定半径一定，选项B正确；贴近地球表面最大的环绕速度是第一宇宙速度，半径越高线速度越小，由此可知选项C正确；同理选项D错误；故选D【考点】考查同步卫星点评：本题难度较小，同步卫星有6个一定：周期、角速度、线速度、半径、高度、位置都一定3.同步卫星是指相对于地面不动的人造地球卫星 ( )A．它可以在地面上任一点的正上方，且离地心距离可按需要选择不同的值B．它可以在地面上任一点的正上方，但离地心距离是一定的C．它只能在赤道的正上方，且离地心的距离是一定的D．它只能在赤道的正上方，但离地心的距离可按需要选择不同的值【答案】C【解析】了解同步卫星的含义，即同步卫星的周期必须与地球相同．物体做匀速圆周运动，它所受的合力提供向心力，也就是合力要指向轨道平面的中心．通过万有引力提供向心力，列出等式通过已知量确定未知量。
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．所以同步卫星只能在赤道的正上方．因为同步卫星要和地球自转同步，即ω相同，根据，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．故C正确；故选C．【考点】同步卫星．点评：地球质量一定、自转速度一定，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等，这就决定了它的轨道高度和线速度．4.下列关于地球同步卫星的说法正确的是( )A．它的周期与地球自转周期相等，但高度和速度可以选择，高度增大，速度减小B．它的高度和速度是一定的，但周期可以是地球自转周期的整数倍C．我国发射的同步卫星都定点在北京上空D．我国发射的同步卫星定点在赤道上空【答案】D【解析】地球同步卫星的运动周期恰好为24h，相对静止于地球赤道平面，距地球表面处。
专题、地球同步卫星
专题、地球同步卫星【方法归纳】：卫星绕地球的运动，万有引力提供向心力。
卫星绕地球做匀速圆周运动，其轨道平面一定过地心，轨道半径等于卫星与地心的距离。
地球同步卫星的轨道一定与赤道共面，其周期等于地球自转周期。
卫星问题是高考热点，解决地球同步卫星问题的方法是，根据题述条件及物理情景，利用卫星周期等于地球自转周期，应用卫星相关规律列出相应方程联立解得。
例49．（2010全国理综2）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，则该行星的自转周期约为A ．6小时 B. 12小时 C. 24小时 D. 36小时 【解析】设地球半径为R 1，某行星的半径为R 2，则地球的同步卫星的周期为T 1=24小时，轨道半径为r 1=7R 1，密度ρ1。
某行星的同步卫星周期为T 2，轨道半径为r 2=3.5R 2，密度ρ2=ρ1/2。
地球质量M 1=ρ1·34πR 13，某行星的质量M 2=ρ2·34πR 23，根据牛顿第二定律和万有引力定律分别有 1211213111)2(34r T m r R Gm ππρ=⨯， 2222223222)2(34r T m r R Gm ππρ=⨯ 两式化简得T 2= T 1/2=12小时，选项B 正确。
【答案】B【点评】要注意卫星绕地球做匀速圆周运动的轨道半径r=卫星离地面的高度h+地球半径R 。
衍生题1。
地球上空有人造地球同步通讯卫星，它们向地球发射微波。
但无论同步卫星的数目增加到多少个，地球表面总有一部分面积不能直接收到它们发射的微波，求这个面积的大小。
已知地球半径为0R ==6.4⨯610m 半径为R 、高为h 的球冠的表面积为1S =2πRh 球的表面积2S =4π2R ,结果保留一位有效数字. 【解析】如图所示，因为同步卫星总是在赤道上空，其高度一定，由同步卫星所在处画一条到地球表面的切线，可见两极地区周围的区域内就接收不到微波信号。
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G（RMmh)2
m
4 2
T2
(R h)
R=6400km M=5.98×1024kg
一、地球同步卫星
三颗同步卫星作为通讯卫星，则可覆盖全球。
为了卫星之间 不互相干扰，大约 3°左右才能放置1 颗，这样地球的同 步卫星只能有120颗。 可见，空间位置也 是一种资源。
练习
注意：地球同步卫星不是近地卫星！
专题：卫星问题
知识回顾：人造卫星
1.万有引力提供向心力 2. 轨道平面过地心
极地轨道
倾斜轨道
赤道轨道
人造卫星的线速度、角速度、周期、 向心加速度与半径的关系：
一、地球同步卫星
地球同步卫星的特点有哪些？
1.同步卫星的运行方向与地球自转方向一致。 2.同步卫星的运转周期与地球自转周期相同。 （T=24h） 3.同步卫星的运行角速度等于地球自转的角 速度。(ω=ω0) 4.同步卫星的轨道平面均在赤道平面上，即 所有的同步卫星都在赤道的正上方。 5.同步卫星高度固定不变
例题1:如图所示，甲、乙两颗卫星以相同的轨道半径分别绕质量
为M和2M的行星做匀速圆周运动，下列说法正确的是 A
A．甲的向心加速度比乙的小 B．甲的运行周期比乙的小 C．甲的角速度比乙的大 D．甲的线速度比乙的大
求星球的第一宇宙速度问题
例题2：若取地球的第一宇宙速度为8 km/s，某行星
的质量是地球质量的6倍，半径是地球的1.5倍，这个
行星的第一宇宙速度约为（ C ）
A. 2 km/s
B. 4 km/s
C. 16 km/s
D. 32 km/s
G
Mm R2
m
v2 R
v GM R
涉及重力加速度“g”的问题
例题3:地球半径为R, 地球表面重力加速度为g0，则
离地高度为h处的重力加速度是（ B ）
A．B．Biblioteka C．D．G（RM+mh)2 =mg
G
Mm R2
=mg0
练习1:火星的质量和半径分别约为地球的 1 和 1 10 2
, 地球表面的重力加速度为g,则火星表面的重力加
速度约为B( )
A.0.2g B.0.4g C.2.5g D.5g
Mm G R2 =mg
g
GM R2
练习2：一宇宙飞船绕地心做半径为r的匀速圆周运动，飞船 舱内有一质量为m的人站在可称体重的台秤上.用R表示地球 的半径，g表示地球表面处的重力加速度，g′表示宇宙飞船 所在处的重力加速度，FN表示人对台秤的压力，则下列关系
Mm G (R h)2 =man
G Mm =mg R2
二、利用两条思路解决相关问题
知识回顾：解决天体问题的两条思路
1、万有引力提供向心力 环绕天体
G
Mm r2
m v2 r
m2r
m 2
T
2
r
ma
2、重力等于物体所受的万有引力 天体表面
mg
G
Mm R2
GM gR2 黄金代换
比较卫星运动的线速度、角速度、周期及加速度
高度不计，则以下结论正确的是（BD）
A．v1>v2>v3 C．a1>a2>a3
B．v2>v3>v1 v GM r
D．a2>a3>a1
v r
GM a r2 a r2
课堂小结
一、地球同步卫星
二、解决天体问题的两条思路
1、万有引力提供向心力 环绕天体
G
Mm r2
v2 m
r
m 2 r
m 2
T
2
r
一、地球同步卫星
所谓地球同步卫星是指在赤道平面内，相对于地面
静止的人造卫星，它在轨道上做匀速圆周运动，跟地球
自转同步。
1. 周期 T = __2_4_h___
h
2. 轨道平面__赤__道__平__面___
3. 距离地球表面的高度h =__3_6_0_0_0_k_m_ （如何求？）
4. r、v、ω、T、an __“__大__小__固__定__”___
正确的是 BC
A. g′＝0
B.
g
gR2 r2
C. FN＝0
D.
FN
mRg r
地球赤道上的物体、地球同步卫星与近地卫星的比较
例题4：已知地球赤道上的物体随地球自转的线速度 大小为v1、向心加速度大小为a1，近地卫星线速度大 小为v2、向心加速度大小为a2，地球同步卫星线速度 大小为v3、向心加速度大小为a3。设近地卫星距地面
（多选）已知地球质量为M，半径为R，自转周期为T，
地球同步卫星质量为m，引力常量为G，有关同步卫星，
下列表述正确的是（ BD ）
A、卫星距地面的高度为 3 GMT 2
4 2
G
Mm r2
m
4 2
T2
r
B、卫星的运行速度小于第一宇宙速度
C、卫星运行时受到的向心力大小为
G
Mm R2
D、卫星运行的向心加速度小于地球表面的重力加速度
ma
2、重力等于物体所受的万有引力 天体表面
mg
G
Mm R2
GM gR2 黄金代换
作业布置： 1.整理本节课的笔记，拍照上传； 2.预习《经典力学的局限性》