高考物理一轮复习专题：第36讲宇宙航行-同步卫星、近地卫星与赤道上物体的比较

同步卫星、近地卫星与赤道上物体的比较三个卫星具体比较如下：近地卫星(R、ω1、v1、a1)同步卫星(r、ω2、v2、a2)赤道上随地球自转的物体(R、ω、v、a)向心力万有引力万有引力万有引力的一个分力轨道半径r＞R＝R角速度由eq\f(GMm,r2)＝mω2r得ω＝eq\r(\f(GM,r3))，故ω1＞ω2同步卫星的角速度与地球自转角速度相同，故ω2＝ωω1＞ω2＝ω3线速度由eq\f(GMm,r2)＝eq\f(mv2,r)得v＝eq\r(\f(GM,r))，故v1＞v2由v＝rω得v2＞vv1＞v2＞v向心加速度由eq\f(GMm,r2)＝ma得a＝eq\f(GM,r2)，故a1＞a2由a＝ω2r得a2＞aa1＞a2＞a1．2023年2月23日我国首颗超百Gbps容量高通量地球静止轨道通信卫星成功发射，其轨道如图中b所示，图中a为太阳探测卫星“夸父一号”，轨道高度小于地球同步卫星轨道高度，c为赤道上的物体。则下列说法正确的是（）A．a、b的线速度大小关系为B．a、b的角速度大小关系为C．b、c的周期关系为D．b、c的向心加速度大小关系为2．如图所示，a为放在赤道上相对地球静止的物体，随地球自转做匀速圆周运动，b为沿地球表面附近做匀速圆周运动的人造卫星（轨道半径约等于地球半径），c为地球的同步卫星。下列关于a、b、c的说法中正确的是（）

A．b卫星的运行速度大于7.9km/sB．a、b、c做匀速圆周运动的向心加速度大小关系为C．a、b、c做匀速圆周运动的周期关系为D．a物体与地球的万有引力全部提供给a物体随地球自转的向心力3．目前仍然在椭圆轨道上运行的人造卫星东方红一号，其轨道近地点高度约为440km，远地点高度约为2060km；东方红二号卫星运行在赤道上空35786km的地球同步轨道上。设东方红一号在远地点的加速度为，东方红二号的加速度为，固定在地球赤道上的物体随地球自转的加速度为，则、、的大小关系为（）A． B． C． D．4．如图所示，a为放在赤道上相对地球静止的物体，随地球自转做匀速圆周运动，b为沿地球表面附近做匀速圆周运动的人造卫星（轨道半径等于地球半径），c为地球的同步卫星，以下关于a、b、c的说法中正确的是（）A．b卫星转动线速度等于7.9km/sB．a、b、c做匀速圆周运动的向心加速度大小关系为aa>ab>acC．a、b、c做匀速圆周运动的周期关系为Tc>Tb>TaD．在b、c中，b的动能最大，c的机械能最大5．2020年6月23日，第55颗北斗导航卫星发射成功，这标志着我国提前半年完成北斗三号全球卫星导航系统星座部署目标。第55颗卫星也是北斗三号全球卫星导航系统第三颗相对地球静止的同步轨道卫星，关于这颗卫星的说法正确的是（）A．它的工作轨道只能在赤道上空的固定高度B．它的周期与地球公转周期相同C．它的线速度小于赤道上物体随地球自转的线速度D．它的向心加速度小于月球的向心加速度6．如图所示，a为地球赤道上的物体，随地球表面一起转动，b为近地轨道卫星，c为同步轨道卫星，d为高空探测卫星。若a、b、c、d绕地球转动的方向相同，且均可视为匀速圆周运动。则（）A．a、b、c、d中，a的加速度最大B．a、b、c、d中，a的线速度最大C．a、b、c、d中，d的周期最大D．a、b、c、d中，d的角速度最大7．如图所示，a为放在赤道上相对地球静止的物体，随地球自转做匀速圆周运动，b为沿地球表面附近做匀速圆周运动的人造卫星（轨道半径约等于地球半径），c为地球的同步卫星。下列关于a、b、c的说法中正确的是（）A．b卫星转动线速度大于7.9km/sB．a、b、c做匀速圆周运动的向心加速度大小关系为aa>ab>acC．a、b、c做匀速圆周运动的周期关系为Ta=Tc<TbD．在b、c中，b的线速度大8．如图所示，卫星A是2022年8月20日我国成功发射的遥感三十五号04组卫星，卫星B是地球同步卫星，若它们均可视为绕地球做匀速圆周运动，卫星P是地球赤道上还未发射的卫星，已知地球周期为24h，下列说法正确的是（）A．卫星A、B、P的速度大小关系为B．要将卫星A转移到卫星B的轨道上需要对卫星A进行减速C．卫星B在12h内转过的圆心角是D．卫星B的向心加速度大小小于卫星P随地球自转的向心加速度大小9．如图为“高分一号”与北斗导航系统两颗卫星在空中某一平面内运动的示意图。“北斗”系统中两颗卫星“G1”和“G3”以及“高分一号”均可认为绕地心O做匀速圆周运动。卫星“G1”和“G3”的轨道半径为r，某时刻两颗工作卫星分别位于轨道上的A、B两位置，“高分一号”在C位置。若卫星均顺时针运行，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。则下列说法正确的是（）A．卫星“G1”和“G3”的加速度大小相等且为B．如果调动“高分一号”卫星快速到达B位置的下方，必须对其加速C．卫星“G1”由位置A运动到位置B所需的时间为D．“高分一号”所在高度处的加速度大于地面处的重力加速度10．中国航天事业取得了举世瞩目的伟大成就。如图所示，a为地球赤道上的物体，b为近地空间站，c为中轨道极地卫星，d为地球同步轨道卫星，则下列说法中正确的是（）A．a的向心加速度比b的向心加速度大B．b、c、d与地心的连线在相同的时间内扫过的面积都相同C．a、b、c、d线速度大小关系为D．a、b、c、d周期的关系为11．设地球是质量分布均匀的半径为R的球体。已知引力常量G，地球表面的重力加速度g，忽略地球自转。下列说法正确的是（）A．地球质量B．地球第一宇宙速度C．若地球的密度为ρ，地球的同步卫星的周期为T，则有D．由万有引力提供向心力，所以赤道上物体的加速度大于同步卫星的加速度12．中国北斗卫星导航系统是中国自行研制的全球卫星导航系统，也是继GPS、GLONASS之后的第三个成熟的卫星导航系统。同步卫星是北斗卫星导航系统非常重要的组成部分，如图为地球某同步卫星的轨道变化示意图，其中Ⅰ为近地轨道，Ⅱ为转换轨道，Ⅲ为同步轨道，下列说法正确的是（

）

A．在Ⅱ轨道上，从P到Q的过程中机械能减少B．赤道上静止物体加速度为，Ⅰ轨道上卫星的加速度为，Ⅲ轨道上卫星的加速度为，则加速度的大小关系为C．Ⅱ轨道上点加速度大于Ⅰ轨道上P点的加速度D．在P点，Ⅱ轨道的线速度大于Ⅰ轨道的线速度13．在地球赤道某处有一天文观测站，观测站一名观测员一次偶然机会发现一颗人造卫星从观测站的正上方掠过，然后他就对这颗卫星进行跟踪，发现这颗卫星每两天恰好有四次从观测站的正上方掠过。若地球自转周期为T，假设卫星做匀速圆周运动且运行方向与地球自转方向相同，地球半径为，地球表面加速度为，则下列判断正确的是（）A．卫星周期为TB．卫星轨道半径为C．卫星运行速度小于地球同步卫星速度D．卫星加速度小于地球赤道上的物体随地球自转的向心加速度14．量子卫星成功运行后，我国将在世界上首次实现卫星和地面之间的量子通信，构建天地一体化的量子保密通信与科学实验体系。假设量子卫星轨道在赤道平面，如图所示。已知量子卫星的轨道半径是地球半径的m倍，同步卫星的轨道半径是地球半径的n倍，图中P点是地球赤道上一点，由此可知（）A．同步卫星与量子卫星的运行周期之比为B．同步卫星与P点的速度之比为C．量子卫星与同步卫星的速度之比为D．量子卫星与P点的速度之比为15．“夸父一号”卫星是我国首颗综合性太阳探测专用卫星，已知“夸父一号”在离地面高度约720km的轨道上绕地球做匀速圆周运动的周期为、速度为，加速度为，地面赤道处随地球自转的物体圆周运动的周期为、线速度为、加速度为，地球同步卫星在离地约36000km轨道上绕地球匀速圆周运动的周期为、速度为，加速度为，下列正确的是（）A． B． C． D．16．已知地球半径为R，地球同步卫星轨道半径为r。假设地球赤道上的物体随地球自转的向心加速度为a1，第一宇宙速度为v1，地球近地卫星的周期为T1，地球同步卫星的运行速率为v2，加速度为a2，周期为T2，则（

） D．17．2022年中国载人航天创造了多个新记录，天舟五号发射并成功对接空间站，首次实现了两小时自主快速交会对接，创造了世界记录，神十四和神十五两个航天员乘组首次在空间站进行在轨轮换，6名航天员首次在中国的“太空家园”留下这张太空合影。中国空间站距离地面约400km，下列说法正确的是（）A．航天员绕地球运动的加速度大于静止在赤道上物体的向心加速度B．航天员绕地球运动的速度应介于第一宇宙速度和第二宇宙速度之间C．航天员绕地球运动的周期为24小时D．航天员所受地球引力与飞船对其作用力两者的合力近似为零18．我国北斗卫星导航系统定位精度可达米级，如图P是纬度为的地球表面上一点，质量相同的北斗导航卫星A、B均绕地心O做匀速圆周运动，卫星B是地球静止轨道卫星（同步地球卫星）。某时刻P、A、B、O在同一平面内，且O、P、A在一条直线上，OA垂直于，，则（）

A．卫星A、B的动能之比为4∶5 B．卫星A、B的加速度之比为25∶16C．卫星A、B的角速度之比为 D．卫星B与地面P点的线速度之比为5∶419．有、、、四颗地球卫星，还未发射，在地球赤道上随地球表面一起转动，处于地面附近近地轨道上正常运动，是地球同步卫星，是高空探测卫星，各卫星排列位置如图，则有（）A．的向心加速度大于重力加速度 B．线速度关系C．的运动周期有可能是12小时 D．在4个小时内转过的圆心角是20．同步卫星的加速度为a1，速度为v1；地面附近卫星的加速度为a2，速度为v2；合肥市某一楼房随地球自转的向心加速度为a3，速度为v3，则下列关系中在确的是（）A． B． C． D．21．如图所示，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），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。下列有关说法中正确的是（

）A．它们运动的向心加速度大小关系是B．它们运动的线速度大小关系是C．他们运动的周期大小关系是D．卫星乙的运行速度大小大于地球的第一宇宙速度22．一颗在赤道平面内自西向东绕地球做圆周运动的近地卫星P，在某时刻处于地面上一标志性建筑物Q的正上方，P做圆周运动的半径可近似看作地球半径，周期为85min，考虑地球自转，则（）A．P的角速度大小小于Q角速度大小B．P的向心加速度大小等于Q的向心加速度大小C．经过5分钟，P处于Q的东侧D．经过85分钟，P处于Q的正上方23．2023年2月23日19时49分，由航天科技集团一院研制的长征三号乙运载火箭在西昌卫星发射中心点火升空，将中星26号卫星顺利送入预定轨道。中星26号卫星是一颗地球静止轨道高通量宽带通信卫星，标志着我国进入了卫星互联网的全新阶段。已知地球自转周期为T，地球半径为R，地面重力加速度为g，下列说法正确的是（）A．中星26号卫星绕地球运行过程中里面的科学仪器不受重力作用，处于完全失重状态B．中星26号卫星绕地球运行的角速度大于静止于赤道上物体的角速度C．中星26号卫星距离地面的高度为D．中星26号卫星发射速度一定大于第一宇宙速度24．如图所示，卫星A是2022年8月20日我国成功发射的遥感三十五号04组卫星，卫星B是地球同步卫星，若它们均可视为绕地球做匀速圆周运动，卫星P是地球赤道上还未发射的卫星，下列说法正确的是（）

A．卫星A、B、P的速度大小关系为vP>vA>vBB．要将卫星A转移到卫星B的轨道上至少需要对卫星A进行一次加速C．卫星B在6h内转过的圆心角是D．卫星B的向心加速度大小大于卫星P随地球自转的向心加速度大小25．石墨烯是目前世界上已知的强度最高的材料，其发现者由此获得2010年诺贝尔物理学奖，用石墨烯制作的“太空电梯”缆线，使人类进入太空成为可能，假设从赤道上空与地球同步的太空站竖直放下由石墨烯材料做成的太空电梯，固定在赤道上，这样太空电梯随地球一起旋转，如图所示，关于太空电梯仓停在太空电梯中点P时，下列对于太空电梯仓说法正确的是（

）A．电梯对电梯仓的作用力背离地心B．电梯