2017高考物理万有引力与航天专题06同步卫星问题含解析.docx

专题06 同步卫星问题1(2017河南部分重点中学联考)研究表明，地球自转在逐渐变慢，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，地球的其他条件都不变，未来人类发射的地球同步卫星与现在的相比（已知以离地球无穷远处为零势能面，在离地心为r处的卫星的引力势能可表示为EP=G，其中G为引力常量，M为地球质量，m为卫星的质量（）A发射同一卫星需要的机械能变大B卫星的向心加速度变大C卫星的线速度变大D卫星角速度变大【参考答案】A2(2017黑龙江大庆一模)如图所示，a为放在地球赤道上随地球表面一起转动的物体，b为处于地面附近近地轨道上的卫星，c是地球同步卫星，d是高空探测卫星，若a、b、c、d的质量相同，地球表面附近的重力加速度为g则下列说法正确的是（）Aa和b的向心加速度都等于重力加速度gBb的角速度最大Cc距离地面的高度不是一确定值Dd是三颗卫星中动能最小，机械能最大的【参考答案】BD【名师解析】同步卫星的周期、角速度与地球自转周期、角速度相等，同步卫星的轨道半径是确定的；卫星做圆周运动万有引力提供向心力，应用万有引力公式与牛顿第二定律求出周期、角速度、向心加速度，然后分析答题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a与c的角速度相同，根据a=2r知，c的向心加速度大由牛顿第二定律得：G=ma，解得：a=，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b的向心加速度，而b的向心加速度约为g，故知a的向心加速度小于重力加速度g，故A错误；万有引力提供向心力，由牛顿第二定律得：G=m2r，解得：=，由于rbrcrd，则bcd，a与c的角速度相等，则b的角速度最大，故B正确；c是同步卫星，同步卫星相对地面静止，c的轨道半径是一定的，c距离地面的是一确定值，故C错误；卫星做圆周运动万有引力提供向心力，由牛顿第二定律得：G=m，卫星的动能：EK=，三颗卫星中d的轨道半径最大，则d的动能最小，机械能：E=EK+EP=，d的轨道半径最大，d的机械能最大，故D正确；3.(2016河南开封高三质检)如图所示，A是地球的同步卫星，B是位于赤道平面内的近地卫星，C为地面赤道上的物体，已知地球半径为R，同步卫星离地面的高度为h，则()AA、B加速度的大小之比为()2BA、C加速度的大小之比为1CA、B、C速度的大小关系为vAvBvCD要将B卫星转移到A卫星的轨道上运行至少需要对B卫星进行两次加速【参考答案】BD4(2016河北石家庄二中一模)有a、b、c、d四颗地球卫星，a还未发射，在赤道表面上随地球一起转动，b是近地轨道卫星，c是地球同步卫星，d是高空探测卫星，它们均做匀速圆周运动，各卫星排列位置如图所示，则()Aa的向心加速度等于重力加速度gB在相同时间内b转过的弧长最长Cc在4小时内转过的圆心角是Dd的运动周期有可能是20小时【参考答案】B【名师解析】a与c的角速度相等，由a向2R知a的向心加速度小于c的，c的向心加速度小于g，所以a的向心加速度小于g， A错误；a、b、c、d四颗卫星中，b的线速度最大，所以在相同时间内b转过的弧长最长，B正确；c的周期为24小时，c在4小时内转过的圆心角t4， C错误；由T知d的周期大于c的周期，大于24小时，D错误。5(2016山东菏泽高三月考)火星探测已成为世界各国航天领域的研究热点。现有人想设计发射一颗火星的同步卫星。若已知火星的质量M，半径R0，火星表面的重力加速度g0，自转的角速度0，引力常量G，则同步卫星离火星表面的高度为()A.R0 B.C.R0 D.【参考答案】A6(2015青岛二模)2015年3月30日21时52分，中国在西昌卫星发射中心用长征三号丙运载火箭，成功将首颗新一代北斗导航卫星发射升空，31日凌晨3时34分顺利进入圆轨道卫星在该轨道上运动的周期与地球自转周期相同，但该轨道平面与赤道平面有一定的夹角，因此该轨道也被称为倾斜同步轨道，根据以上信息请判断下列说法中正确的是 ()A该卫星做匀速圆周运动的圆心一定是地球的球心B该卫星离地面的高度要小于地球同步卫星离地面的高度C地球对该卫星的万有引力一定等于对地球同步卫星的万有引力D只要倾角合适，处于倾斜同步轨道上的卫星可以在每天的固定时间经过青岛上空【参考答案】AD【名师解析】.倾斜同步轨道围绕地球做匀速圆周运动，圆心一定是地球的球心，故A正确；根据万有引力提供向心力Gm，得r ，因为倾斜地球同步轨道卫星的周期与赤道上空的同步卫星的周期相同，故它的轨道高度与位于赤道上空的同步卫星的轨道高度相同，故B错误7(2016济南联考)中国航天局秘书长田玉龙2015年3月6日证实，将在2015年年底发射高分四号卫星，这是中国首颗地球同步轨道高时间分辨率对地观测卫星。如图所示，A是静止在赤道上随地球自转的物体；B、C是同在赤道平面内的两颗人造卫星，B位于离地高度等于地球半径的圆形轨道上，C是高分四号卫星。则下列关系正确的是 ()A物体A随地球自转的角速度大于卫星B的角速度B卫星B的线速度大于卫星C的线速度C物体A随地球自转的加速度大于卫星C的加速度D物体A随地球自转的周期大于卫星C的周期【参考答案】B【名师解析】由T2，得TATB，根据：T，得：AB，故A错误；根据v ，得B的线速度大于C的线速度，vBvC，B正确；由于A是静止在赤道上随地球自转的物体，C是地球同步轨道卫星，所以两者加速度大小相等，周期大小相等，故C、D错误8（2013海南） “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