【高考真題】物理試題分項(xiàng)精析：專題14 同步衛(wèi)星(含解析)

一單選題1【2011·北卷】由于通訊和播等方面的需要，許多國家發(fā)射了地球同步軌道衛(wèi)星，這些衛(wèi)星的（）A．質(zhì)量可以不同．軌道半徑可以不同C．軌道平面可以不同．速率可以不同【答案】【解析】地球同步軌道衛(wèi)星軌道必須在赤道平面內(nèi)，離地球高度相同的同一軌道上，角速度、速度、周期一定，與衛(wèi)星的質(zhì)量無關(guān)A確B、C、D誤?！究键c(diǎn)定位】同步衛(wèi)星2【2012·北卷】關(guān)于環(huán)繞地衛(wèi)星的運(yùn)動(dòng)，下列說法正確的是A．分別沿圓軌道和橢圓軌道運(yùn)的兩顆衛(wèi)星，不可能具有相同的周期B．沿橢圓軌道運(yùn)行的一顆衛(wèi)星在軌道不同位置可能具有相同的速率C．在赤道上空運(yùn)行的兩顆地球步衛(wèi)星，它們的軌道半徑有可能不同D．沿不同軌道經(jīng)過北京上空的顆衛(wèi)星，它們的軌道平面一定會(huì)重合【答案】

（）【考點(diǎn)定位】萬有引力定律3四卷】國務(wù)院批復(fù)2016年起月24日設(shè)立為“中國航天日年月24日我國首次成功發(fā)射的人造衛(wèi)星東方紅一號，目前仍然在橢圓軌道上運(yùn)行，其軌道近地點(diǎn)高度約km，遠(yuǎn)地點(diǎn)高度約為2060；1984年4成功發(fā)射的東方紅二號衛(wèi)星運(yùn)行在赤道上空35786km的地同步軌道上。設(shè)東方紅一號在遠(yuǎn)地點(diǎn)的加速度為，方紅二號的加速度為a，定在地球赤道上的物體隨地球自轉(zhuǎn)的加速度為a，則a、a、的大小關(guān)系為（）11A．＞

B．＞＞

C．＞

D．＞【答案】【名師點(diǎn)睛】此題主要考查同步衛(wèi)星的特點(diǎn)及萬有引力定律的應(yīng)用；要知道同步衛(wèi)星與地球具相同的角速度和周期；這里放到赤道上的物體和衛(wèi)星兩者受力情況是不同的，要區(qū)別對待，不能混4．【2016·全新課標(biāo)Ⅰ卷】利用三顆位置適當(dāng)?shù)牡厍蛲叫l(wèi)星，可使地球赤道上任意兩點(diǎn)之保持無線電通訊，目前，地球同步衛(wèi)星的軌道半徑為地球半徑的倍假設(shè)地球的自轉(zhuǎn)周期變小，若仍僅用三顆同步衛(wèi)星來實(shí)現(xiàn)上述目的，則地球自轉(zhuǎn)周期的最小值約為（）A．1h

B．4hC．8hD．16h【答案】【解析】設(shè)地球的半徑為，周期=24h，球自轉(zhuǎn)周期的最小值時(shí)，三顆同步衛(wèi)星的位置如圖所示，所以此時(shí)同步衛(wèi)星的半徑r=2，開普勒第三律得：

r

(2)3，得T4h)

，故A、C、D錯(cuò)，正確【考點(diǎn)定位】萬有引力定律、開普勒第三定律、同步衛(wèi)星【名師點(diǎn)睛】本題主要考查萬有引力定律、開普勒第三定律、同步衛(wèi)星。重點(diǎn)是掌握同步衛(wèi)星特點(diǎn)，知道同步衛(wèi)星的周期等于地球的自轉(zhuǎn)周期。本題關(guān)鍵是要知道地球自轉(zhuǎn)周期最小時(shí)，三個(gè)同步星的位置。5【2011·全新課標(biāo)卷】衛(wèi)星話信號需要通過地球同步衛(wèi)星傳送。如果你與同學(xué)在地面上用衛(wèi)星電話通話，則從你發(fā)出信號至對方接收到信號所需最短時(shí)間最接近于（可能用到的數(shù)據(jù)：月球地球運(yùn)動(dòng)的軌道半徑約為3.8×10km）A．0.1sB．0.25s．0.5s．1s【答案】

（）【解析據(jù)有引力提供向心

MmGMT＝(2rr3r2

2

已知月球和同步衛(wèi)星的周期比為27則月球和同步衛(wèi)星的軌道半徑比為9步衛(wèi)星的軌道半徑r

所以接收到信號的最短時(shí)間t

2(rv

0.25s【考點(diǎn)定位】萬有引力定律6四卷年月30日昌衛(wèi)星發(fā)射中心發(fā)射的中圓軌道衛(wèi)星軌道半徑為2.8×10，它與另一顆同質(zhì)量的同步軌道衛(wèi)星（軌道半徑為4.2×10m相比A．向心力較小B．動(dòng)能較大．發(fā)射速度都是第一宇宙速度D．角速度較小【答案】

（）【考點(diǎn)定位】本題考查萬有引力定律的實(shí)際應(yīng)用及其相關(guān)知識7【2014·天卷】研究表明，球自轉(zhuǎn)在逐漸變慢3億前地球自轉(zhuǎn)的周期約為22小時(shí)假這種趨勢會(huì)持續(xù)下去，地球的其他條件都不變，未來人類發(fā)射的地球同步衛(wèi)星與現(xiàn)在的相比A．距地面的高度變大B．向心加速度變大C．線速度變大D角速度變大【答案】【解析】同步衛(wèi)星的周期等于地球的自轉(zhuǎn)周期，根據(jù)萬有引力定律和牛頓第二定律

（）G

Mm24mrrrrT2

可知，衛(wèi)星的周期越大，軌道半徑越大，所以地球自轉(zhuǎn)變慢后，同步衛(wèi)星需要在更高的軌道上運(yùn)行，選項(xiàng)A正；而此時(shí)萬有引力減小，所以向心加速度減小、線速度小，角速度減小，故選項(xiàng)B、C、D錯(cuò)誤?！究键c(diǎn)定位】萬有引力定律及應(yīng)用8【2013·海卷斗衛(wèi)屏聲息氣定位系統(tǒng)由地球靜止軌道衛(wèi)星（同步衛(wèi)星道星和傾斜同步衛(wèi)星組成。地球靜止軌道衛(wèi)星和中軌道衛(wèi)星都在圓軌道上運(yùn)行，它們距地面的高度分約為地球半徑的6倍3.4倍下列說法中正確的是（）．靜止軌道衛(wèi)星的周期約為中軌道衛(wèi)星的．靜止軌道衛(wèi)星的線速度大小約為中軌道衛(wèi)星的2倍．靜止軌道衛(wèi)星的角速度大小約為中軌道衛(wèi)星的．靜止軌道衛(wèi)星的向心加速度大小約為中軌道衛(wèi)星的1/7【答案】A【解析】由萬有引力提供向心力可知

G

Mm2rmr()r2rT

2

，整理可得運(yùn)動(dòng)周期T

42rGM

，線速度

，角速度rr

。向心加速度

GMr2

，設(shè)地球的半徑為，由題意可知，靜止軌道衛(wèi)星的運(yùn)行半徑為

r

（地球半徑）中軌衛(wèi)星的運(yùn)行半徑

r4.4

，因此r371r3

，A正?！究键c(diǎn)定位】考查萬有引力定律和衛(wèi)星問題二多選題9【2011·廣卷】已知地球質(zhì)為，半徑為R，自轉(zhuǎn)周期為T，球同步衛(wèi)星質(zhì)量為m，引力量為G。有關(guān)同步衛(wèi)星，下列表述確的是

（）A．衛(wèi)星距離地面的高度為

2

B．衛(wèi)星的運(yùn)行速度小于第一宇速度C．衛(wèi)星運(yùn)行時(shí)受到的向心力大為

G

MmR2D．衛(wèi)星運(yùn)行的向心加速度小于球表面的重力加速度【答案】【考點(diǎn)定位】萬有引力定律10山卷】甲、乙為兩顆地球衛(wèi)星，其中甲為地球同步衛(wèi)星，乙的運(yùn)行高度低于甲的行高度，兩衛(wèi)星軌道均可視為圓軌道。以下判斷正確的是

（）．甲的周期大于乙的周期．乙的速度大于第一宇宙速度．甲的加速度小于乙的加速度．甲在運(yùn)行時(shí)能經(jīng)過北極的正上方【答案】【解析】由于衛(wèi)星運(yùn)行高度越大，周期越大，速度越小，所以甲的周期大于乙的周期，乙的速小于第一宇宙速度，正B錯(cuò)；星越高，加速度越小，甲的加速度小于乙的加速度C正確；同衛(wèi)星只能運(yùn)行在赤道上方特定軌道上，甲的運(yùn)行時(shí)不能經(jīng)過北極的正上方D錯(cuò)誤【考點(diǎn)定位】萬有引力定律11浙卷】如圖所示，三顆質(zhì)量均為m的地球同步衛(wèi)星等間隔分布在半徑為的軌道上，設(shè)地球質(zhì)量為M，半徑為R。下列說法正確的是（）．地球?qū)σ活w衛(wèi)星的引力大小為．一顆衛(wèi)星對地球的引力大小為

GMm(r)r2

GmC．兩顆衛(wèi)星之間的引力大小為r3GMmD．三顆衛(wèi)星對地球引力的合力小為r2【答案】BC【解析】根萬有引力定律可：地球?qū)σ粋€(gè)衛(wèi)星的引力大小為roL第題簡圖

GM2

，A選錯(cuò)誤；【考點(diǎn)定位】萬有引力定律。三非擇12海卷】地球同步衛(wèi)星到地心的距離可地球質(zhì)量、地球自轉(zhuǎn)周期T與力常量G表示為r=?！敬鸢浮?

【解析】設(shè)地球同步衛(wèi)星質(zhì)量為，由萬有引力定律和牛頓第二律，G

G

Mmmrr2

，解得r

2

?！究键c(diǎn)定位】本題考查萬有引力定律、衛(wèi)星的運(yùn)動(dòng)及其相關(guān)知識13海卷2011年4月10日，國成功發(fā)射第8北斗導(dǎo)航衛(wèi)星，建成以后北斗導(dǎo)航衛(wèi)星系統(tǒng)將包含多顆地球同步衛(wèi)星，這有助于減少我國對G