七年高考（2011-2017）高考物理试题分项精析 专题14 同步卫星

1、专题14 同步卫星一、单项选择题1【2011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【2012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

2、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【2016四川卷】国务院批复，自2016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（ ）Aa2a1a3 Ba3a

3、2a1 Ca3a1a2 Da1a2a3【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【2016全国新课标卷】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（ ）A1hB4hC8hD16h【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

4、此时同步卫星的半径r1=2R，由开普勒第三定律得：，可得，故A、C、D错误，B正确。【考点定位】万有引力定律、开普勒第三定律、同步卫星【名师点睛】本题主要考查万有引力定律、开普勒第三定律、同步卫星。重点是掌握同步卫星的特点，知道同步卫星的周期等于地球的自转周期。本题关键是要知道地球自转周期最小时，三个同步卫星的位置。5【2011全国新课标卷】卫星电话信号需要通过地球同步卫星传送。如果你与同学在地面上用卫星电话通话，则从你发出信号至对方接收到信号所需最短时间最接近于（可能用到的数据：月球绕地球运动的轨道半径约为3.8105km）（ ）A0.1s B0.25s C0.5s D1s【答案】B【解析】

5、根据万有引力提供向心力，已知月球和同步卫星的周期比为27：1，则月球和同步卫星的轨道半径比为9：1同步卫星的轨道半径所以接收到信号的最短时间【考点定位】万有引力定律6【2012四川卷】今年4月30日，西昌卫星发射中心发射的中圆轨道卫星，其轨道半径为2.8107m，它与另一颗同质量的同步轨道卫星（轨道半径为4.2107m）相比（ ）A向心力较小 B动能较大 C发射速度都是第一宇宙速度 D角速度较小【答案】B【考点定位】本题考查万有引力定律的实际应用及其相关知识7【2014天津卷】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

6、类发射的地球同步卫星与现在的相比（ ）A距地面的高度变大B向心加速度变大C线速度变大D角速度变大【答案】A【解析】同步卫星的周期等于地球的自转周期，根据万有引力定律和牛顿第二定律可知，卫星的周期越大，轨道半径越大，所以地球自转变慢后，同步卫星需要在更高的轨道上运行，选项A正确；而此时万有引力减小，所以向心加速度减小、线速度减小，角速度减小，故选项B、C、D错误。【考点定位】万有引力定律及应用8【2013海南卷】“北斗”卫星屏声息气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半径的6倍和3.4倍，

7、下列说法中正确的是（ ）A静止轨道卫星的周期约为中轨道卫星的2倍B静止轨道卫星的线速度大小约为中轨道卫星的2倍C静止轨道卫星的角速度大小约为中轨道卫星的1/7D静止轨道卫星的向心加速度大小约为中轨道卫星的1/7【答案】 A【解析】由万有引力提供向心力可知，整理可得运动周期，线速度，角速度。向心加速度，设地球的半径为R，由题意可知，静止轨道卫星的运行半径为（R为地球半径）中轨卫星的运行半径，因此，A正确。【考点定位】考查万有引力定律和卫星问题二、多项选择题9【2011广东卷】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（ ）A卫星距

8、离地面的高度为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D卫星运行的向心加速度小于地球表面的重力加速度【答案】BD【考点定位】万有引力定律10【2011山东卷】甲、乙为两颗地球卫星，其中甲为地球同步卫星，乙的运行高度低于甲的运行高度，两卫星轨道均可视为圆轨道。以下判断正确的是（ ）A甲的周期大于乙的周期 B乙的速度大于第一宇宙速度C甲的加速度小于乙的加速度 D甲在运行时能经过北极的正上方【答案】AC【解析】由于卫星运行高度越大，周期越大，速度越小，所以甲的周期大于乙的周期，乙的速度小于第一宇宙速度，A正确B错误；卫星越高，加速度越小，甲的加速度小于乙的加速度，C正确；同步卫

9、星只能运行在赤道上方特定轨道上，甲的运行时不能经过北极的正上方，D错误【考点定位】万有引力定律11【2013浙江卷】如图所示，三颗质量均为m的地球同步卫星等间隔分布在半径为r的圆轨道上，设地球质量为M，半径为R。下列说法正确的是（ ）A地球对一颗卫星的引力大小为B一颗卫星对地球的引力大小为C两颗卫星之间的引力大小为D三颗卫星对地球引力的合力大小为【答案】BC【解析】 根据万有引力定律可知：地球对一个卫星的引力大小为，A选项错误；Lr第18题简图【考点定位】万有引力定律。三、非选择题12【2012海南卷】地球同步卫星到地心的距离r可用地球质量M、地球自转周期T与引力常量G表示为r= 。【答案】【解析】设地球同步卫星质量为m，由万有引力定律和牛顿第二定律，G，解得。【考点定位】本题考查万有引力定律、卫星的运动及其相关知识13【2011海南卷】2011年4月10日，我国成功发