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题型: 多选题
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多选题

假设人造卫星沿圆周轨道绕地球运动,那么(  )

A若人造卫星的轨道半径增大到原来的2倍,则卫星的线速度也增大到原来的2倍

B若人造卫星的轨道半径增大到原来的2倍,则卫星的线速度减小到原来的

C若人造卫星的线速度增加到原来的2倍,则卫星绕地球运动的周期减小到原来的

D若人造卫星的线速度增大到原来的2倍,则卫星绕地球运动的周期减小到原来的

正确答案

B,D

解析

解:根据万有引力提供向心力==m

知v=人造卫星的轨道半径增大到原来的2倍,线速度变为原来的,故A错误,B正确;

若线速度增大到原来的2倍,轨道半径变为原来的,根据T=知周期变为原来的

故C错误,D正确.

故选:BD.

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题型: 多选题
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多选题

下列关于地球同步卫星的说法错误的是(  )

A它的周期与地球自转同步,但高度和速度可以选择,高度增大,速度减小

B它的周期、高度、速度大小都是一定的

C我国发射的同步通讯卫星可以定点在北京上空

D我国发射的同步通讯卫星也必须定点在赤道上空

正确答案

B,D

解析

解:A、根据万有引力提供向心力,列出等式:,r=(R+h),其中R为地球半径,h为同步卫星离地面的高度.由于同步卫星的周期必须与地球自转周期相同,所以T为一定值,根据上面等式得出:同步卫星离地面的高度h也为一定值.由于轨道半径一定,则线速度的大小也一定,故A错误,B正确.

C、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,因此同步卫星相对地面静止不动,故C错误,D正确.

故选:BD

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题型: 单选题
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单选题

通讯卫星是地球同步卫星,它定位于地球赤道正上方,已知某同步卫星离地面的高度为h,地球自转的角速度为ω,地球半径为R,地球表面附近的重力加速度为g0,该同步卫星运动的加速度的大小为(  )

Ag0

Bg0

Cω2h

Dω2(R+h)

正确答案

D

解析

解:根据万有引力提供向心力,列出向心力公式:=ma

a=

在地球表面有g0=

a== 地球自转的角速度等于同步卫星的角速度,

根据圆周运动的公式得:

a=ω2r=ω2(R+h),故ABC错误,D正确

故选:D.

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题型: 单选题
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单选题

2011年4月10日4时47分,我国成功将第8颗北斗导航卫星送入太空预定转移轨道.该卫星是一颗倾斜地球同步卫星.关于地球同步卫星的说法正确的是(  )

A发射速度大于7.9km/s小于11.2km/s

B离地面高度为定值,可以根据需要定点于地面上任一点的正上方

C相对地面静止,线速度与静止在赤道上的物体大小相等

D地球同步卫星所受向心力一定相同

正确答案

A

解析

解:A、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.同步卫星运行的发射速度大于第一宇宙速度.第二宇宙速度是脱离地球的束缚的速度,同步卫星运行的发射速度小于第二宇宙速度,故A正确.

B、因为同步卫星要和地球自转同步,即ω相同,根据F==mω2r,因为ω一定,所以 r 必须固定,即离地面高度为定值,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.故B错误.

C、同步卫星与赤道上的物体具有相同的周期,根据线速度的公式:v=,同步卫星的轨道半径要大于静止在赤道上的物体的轨道半径,所以同步卫星线速度比静止在赤道上的物体的向心加速度大,故C错误.

D、地球同步卫星所受向心力由万有引力提供,不同的同步卫星质量可能不等,处在不同的位置所受引力方向也不一样,所以所受向心力不一定相同,故D错误.

故选A.

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题型: 单选题
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单选题

地球半径为R,地面重力加速度为g,地球自转周期为T,地球同步卫星高度为h,则此卫星线速度大小为(  )

  ②  ③  ④

A①②

B①②③

C①③

D①③④

正确答案

C

解析

解:地球同步卫星绕地球做圆周运动,万有引力提供向心力故G=m

而r=R+h

在地球表面有:mg=G

联立以上三式可得地球同步卫星的线速度大小为v=,故①正确,而②错误.

由于地球同步卫星的运动周期等于地球自转的周期,故地球同步卫星的运动周期等于T,

所以地球同步卫星的线速度大小为v=.故③正确,④错误.

故选:C.

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题型: 多选题
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多选题

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,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它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

正确答案

B,C

解析

解:A、根据

解得:T=

而不知道同步卫星轨道半径的关系,所以无法比较该外星球的同步卫星周期与地球同步卫星周期关系,故A错误;

B、根据

解得:a=

所以,故B正确;

C、根据,解得:v=,所以,故C正确;

D、根据C分析可知:v=,轨道半径r相同,但质量不同,所以速度也不一样,故D错误.

故选:BC

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题型: 多选题
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多选题

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,这些同步卫星的(  )

A质量可以不同

B运行方向可以不同

C轨道平面可以不同

D运行周期一定相同

正确答案

A,D

解析

解:A、许多国家发射了地球同步轨道卫星,这些卫星的质量可以不同,故A正确.

B、因为同步卫星要和地球自转同步,即这些卫星ω相同,

根据万有引力提供向心力得:=mω2r,因为ω一定,所以 r 必须固定,所以同步卫星是在同一轨道,同一高度,故B错误.

C、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.所以所有的同步卫星都在赤道上方同一轨道上,故C错误;

D、因为同步卫星要和地球自转同步,即这些卫星ω相同,则运行周期一定相同.故D正确.

故选AD

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题型: 单选题
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单选题

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(  )

A向心加速度变大

B角速度变大

C线速度变大

D距地面的高度变大

正确答案

D

解析

解:A、地球同步卫星由万有引力提供圆周运动向心力,据=知,

随着T增大,轨道半径r增大,而由=man得向心加速度变小,故A错误,D正确.

B、据上分析知,同步卫星的周期变大,则,得角速度减小,故B错误;

C、万有引力提供圆周运动向心力,轨道半径r变大,卫星的线速度变小,故C错误.

故选:D.

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题型: 单选题
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单选题

(2012秋•荔湾区校级期末)关于相对地面静止的通讯卫星,下列说法不正确的是(  )

A所有通讯卫星绕地球运动的周期都相同

B所有通讯卫星绕地球运动的线速度都相同

C所有通讯卫星都在地球赤道的上方

D理论上有三颗通信卫星,就几乎可以覆盖整个地球表面

正确答案

B

解析

解:A、地球同步卫星即地球同步轨道卫星,又称对地静止卫星,是运行在地球同步轨道上的人造卫星,同步卫星的周期必须与地球自转周期相同,故A正确;

B、所有通讯卫星绕地球运动的线速度大小相等,但是方向不同,故B错误;

C、所有的同步卫星都在赤道上空,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.所以我国发射的同步通讯卫星必须定点在赤道上空,故C正确;

D、同步卫星已在通信、电视等方面有了广泛的应用.根据计算,从一颗“同步卫星”上发送出去的电视节目,地球上约地区的电视机都能接收到.因此,只要有三颗这样的卫星,就能将电视节目传播到全世界了,故D正确.

本题选错误的

故选:B

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题型: 单选题
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单选题

截止到2014年2月全球定位系统GPS已运行了整整25年,是现代世界的奇迹之一,GPS全球定位系统有24颗卫星在轨运行,每个卫星周期为12小时,GPS系统的卫星与地球同步卫星相比较,下面说法正确的是(  )

AGPS系统的卫星的轨道半径是地球同步卫星的轨道半径的

BGPS系统的卫星的轨道半径是地球同步卫星的轨道半径的

CGPS系统的卫星的线速度是地球同步卫星的线速度的

DGPS系统的卫星的线速度是地球同步卫星的线速度的

正确答案

B

解析

解:AB、根据万有引力提供圆周运动向心力有:

=m

r=

GPS全球定位系统有24颗卫星在轨运行,每个卫星周期为12小时,同步卫星的周期为24h,

所以GPS系统的卫星轨道半径是地球同步卫星半径的倍,故A错误,B正确;

CD、根据=m,则有v=,即线速度大小与半径的二分之一次方成正比,故CD错误;

故选:B.

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题型:简答题
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简答题

如图所示,A是地球的同步卫星.另一卫星B的圆形轨道位于赤道平面内,离地面高度为h.已知地球半径为R,地球自转角速度为ω0,地球表面的重力加速度为g,O为地球中心.

(1)描述A、B卫星有以下物理量:①线速度②受到的地球引力③角速度④动能⑤加速度⑥周期;试将可比较大小关系的物理量列出,并写出比较关系式;

(2)求卫星B的运行周期.

正确答案

解:(1)根据万有引力提供向心力,列出等式:

=m,得:v=

由于rA>rB,vA<vB

F=,由于不清楚A、B质量关系,所以无法比较受到的地球引力.

=mω2r,得:ω=

由于rA>rB,ωA<ωB

由于不清楚A、B质量关系,所以无法比较动能.

=ma,得:a=

由于rA>rB,vA<vB

=m4π2,得:T=2π

由于rA>rB,TvA>TB

可比较大小关系的物理量有①速度③角速度⑤加速度⑥周期

大小关系式分别是:vA<vB,ωA<ωB,aA<aB,TA>TB

(2)对B卫星,做匀速圆周运动,有:

在地表有:

有以上两式,得:T=

答:(1)可比较大小关系的物理量有①速度③角速度⑤加速度⑥周期

大小关系式分别是:vA<vB,ωA<ωB,aA<aB,TA>TB

(2)卫星B的运行周期是

解析

解:(1)根据万有引力提供向心力,列出等式:

=m,得:v=

由于rA>rB,vA<vB

F=,由于不清楚A、B质量关系,所以无法比较受到的地球引力.

=mω2r,得:ω=

由于rA>rB,ωA<ωB

由于不清楚A、B质量关系,所以无法比较动能.

=ma,得:a=

由于rA>rB,vA<vB

=m4π2,得:T=2π

由于rA>rB,TvA>TB

可比较大小关系的物理量有①速度③角速度⑤加速度⑥周期

大小关系式分别是:vA<vB,ωA<ωB,aA<aB,TA>TB

(2)对B卫星,做匀速圆周运动,有:

在地表有:

有以上两式,得:T=

答:(1)可比较大小关系的物理量有①速度③角速度⑤加速度⑥周期

大小关系式分别是:vA<vB,ωA<ωB,aA<aB,TA>TB

(2)卫星B的运行周期是

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题型: 多选题
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多选题

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质量一定相同

B轨道半径一定相同

C轨道平面一定相同

D速率一定相同

正确答案

B,C,D

解析

解:A、许多国家发射了地球同步轨道卫星,这些卫星的质量可以不同,故A错误.

B、因为同步卫星要和地球自转同步,即这些卫星ω相同,根据万有引力提供向心力得:=mω2r,因为ω一定,所以 r 必须固定,故B正确.

C、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.所以所有的同步卫星都在赤道上方同一轨道上,故C正确

D、根据万有引力提供向心力得运转速度为v=,由于同步卫星轨道半径是一定的,所以速率也不变.故D正确.

故选:BCD

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题型: 单选题
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单选题

如题图所示同步卫星离地心距离为r,运行速率为v1,加速度为a1,地球赤道上的物体随地球自转的向心加速度为a2,第一宇宙速度为v2,地球的半径为R,则下列比值中正确的是(  )

=  ②=(2 =   ④=

A①③

B②③

C②④

D①④

正确答案

D

解析

解:因为同步卫星的周期等于地球自转的周期,所以角速度相等,

根据a=rω2,由题意可得,

根据万有引力提供向心力G=m

解得v=

.故①④正确,②③错误.

故选D.

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题型:填空题
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填空题

B.已知地球表面重力加速度为g,地球半径为R,地球同步卫星飞行轨道离地高h,则贴地飞行的极地卫星的周期______地球同步卫星(选填“大于”、“等于”或“小于”),周期之差|△T|为______

正确答案

小于

解析

解:由引力提供向心力,则有:

因此当轨道半径越大时,周期越小,

由上式,可得:T=2π

再根据黄金代换,GM=gR2

那么地球同步卫星与极地卫星的周期之差为:|△T|=

故答案为:小于,

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题型: 单选题
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单选题

关于地球同步卫星,下列说法中正确的是(  )

A它运行的线速度介于第一和第二宇宙速度之间

B它运行的线速度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

正确答案

B

解析

解:A、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v=可以发现,同步卫星运行的线速度一定小于第一宇宙速度,第二宇宙速度是脱离地球的束缚的速度,第二宇宙速度大于第一宇宙速度,故A错误,B正确

C、同步卫星的周期必须与地球自转周期相同.各国发射的这种卫星的运行周期都一样,故C错误

D、根据万有引力提供向心力,列出等式,由于同步卫星的周期必须与地球自转周期相同,所以T为一定值,根据上面等式得出:同步卫星离地面的高度h也为一定值.由于轨道半径一定,故D错误

故选B.

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