7.4 宇宙航行（人造卫星和同步卫星）同步练习2023-2024学年物理人教版（2019）必修第二册

【知识点填空】地球同步卫星【知识点填空】1．人造地球卫星(1)卫星的轨道平面可以在平面内(如静止卫星的轨道)，可以通过两极上空(极地轨道)，也可以和赤道平面成任意角度，如图所示。(2)因为地球对卫星的提供了卫星绕地球做圆周运动的向心力，所以地心必定是卫星圆轨道的圆心。2．近地卫星、同步卫星、极地卫星和月球(1)近地卫星：地球附近的卫星，r≈R；线速度大小v≈7.9km/s、周期T＝eq\f(2πR,v)≈85min，分别是人造地球卫星做匀速圆周运动的最大速度和最小周期。(2)地球同步卫星：位于地面上方高度约km处，周期与地球自转周期。其中一种的轨道平面与平面成0度角，运动方向与地球自转方向，因其相对地面静止，也称卫星。(3)极地卫星：轨道平面与赤道平面夹角为90°的人造地球卫星，运行时能到达南北极上空。(4)月球绕地球的公转周期T＝27.3天，月球和地球间的平均距离约38万千米，大约是地球半径的60倍。【同步练习】【同步练习】一、选择题1．关于我国发射的“亚洲一号”地球同步通讯卫星的说法，正确的是()A．若其质量加倍，则轨道半径也要加倍B．它在北京上空运行，故可用于我国的电视广播C．它以第一宇宙速度运行D．它运行的角速度与地球自转角速度相同2．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．卫星距地面的高度为eq\r(3,\f(GMT2,4π2))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Geq\f(Mm,R2)D．卫星运行的向心加速度小于地球表面的重力加速度3、地球同步卫星是指相对于地面不动的人造地球卫星,它()A.可以在地面上任一点的正上方,且离地心的距离可按需要选择不同的值B.可以在地面上任一点的正上方,但离地心的距离是一定的C.只能在赤道的正上方但离地心的距离可按需要选择不同的值D.只能在赤道的正上方,且离地心的距离是一定的4、在地球的同步卫星轨道上有某一卫星正在运行,则下列说法正确的是()A.卫星的重力小于在地球表面时受到的重力B.卫星处于完全失重状态,所受重力为零C.卫星离地面的高度是一个定值D.卫星相对地面静止,处于平衡状态5、由于通信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6、有a、b、c、d四颗地球卫星,a还未发射,在地球赤道上随地球表面一起转动,b处于地面附近的近地轨道上正常运动,c是地球同步卫星,d是高空探测卫星,各卫星排列位置如图所示,则有()A.a的向心加速度等于重力加速度gB.b在相同时间内转过的弧长最长C.c在4小时内转过的圆心角是π/6D.d的运动周期有可能是20小时7、地球同步卫星到地心的距离r可由r3=求出。已知式中a的单位是m,b的单位是s,c的单位是m/s2,则()A.a是地球半径,b是地球自转的周期,c是地球表面处的重力加速度B.a是地球半径,b是同步卫星绕地心运动的周期,c是同步卫星的加速度C.a是赤道周长,b是地球自转的周期,c是同步卫星的加速度D.a是地球半径,b是同步卫星绕地心运动的周期,c是地球表面处的重力加速度8．关于地球同步卫星，下列说法正确的是（）A．周期相同 B．线速度相同 C．加速度相同 D．受到的万有引力相同9．北斗三号由30颗卫星组成。由24颗较低的中圆地球轨道卫星、3颗较高的地球同步轨道卫星和3颗较高的倾斜地球同步轨道卫星组成，如图所示。关于运动的卫星以下说法正确的是（）A．所有卫星运行速度大于B．同步轨道卫星运动速度比中圆地球轨道卫星速度大C．所有地球同步轨道卫星运动的动能相等D．同步轨道卫星周期比中圆地球轨道卫星周期大10．在两个大物体引力场空间中存在着一些点，在这些点处的小物体可相对于两个大物体基本保持静止，这些点称为拉格朗日点，比如图中的点，，卫星在这些点可以几乎不消耗燃料与月球同步绕地球做圆周运动。则关于处于拉格朗日点和上的两颗卫星，下列说法正确的是（）A．两卫星绕地球做圆周运动的向心力相等B．两卫星绕地球做圆周运动的线速度相等C．处于点的卫星绕地球做圆周运动的角速度较大D．处于点的卫星绕地球做圆周运动的向心加速度较大11．2020年7月31日上午，北斗三号全球卫星导航系统建成暨开通仪式在北京举行。北斗三号星座组网最终形成27颗中轨道地球卫星（离地面高度约为21500km）、5颗地球同步卫星和3颗倾斜地球同步轨道卫星（倾斜地球同步轨道卫星是运转轨道面与地球赤道面有夹角的轨道卫星，它的运转周期是24小时），实现全球覆盖。已知地球半径为6400km，地表重力加速度为g=10m/s2，。下列说法正确的是（）A．地球同步卫星和倾斜地球同步轨道卫星相对静止B．倾斜地球同步轨道卫星相对地面静止C．地球同步卫星的线速度大于7.9km/sD．利用题干中数据可估算出中轨道地球卫星的线速度大小约为3.83km/s二、多选题12．关于地球同步卫星，下列说法正确的是（）A．轨道都在赤道的正上方B．轨道经过南极和北极的正上方C．轨道半径的大小都相等D．受到地球的引力都相等13．相关科研发现，近年地球的自转速率呈现加快趋势。这样的极细微差别，尽管在人们的日常生活中无从体现，但却会在通讯、电力、导航等领域产生重要影响。由于地球自转加快引起的影响，下列描述正确的是（）A．地球同步卫星的高度要略调高一些B．地球的第一宇宙速度不变C．在丰城的物体重力减小，方向不变D．在北京的物体重力减小，方向改变14．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京的正上方15．导航系统是一种利用人造卫星对物体进行定位测速的工具，目前世界上比较完善的导航系统有美国的GPS系统，中国的北斗系统，欧洲的伽利略导航系统以及俄罗斯的GLONASS系统，其中美国的GPS系统采用的是运行周期为12小时的人造卫星，中国的北斗系统一部分采用了同步卫星，现有一颗北斗同步卫星A和一颗赤道平面上方的GPS卫星B，某时刻两者刚好均处在地面某点C的正上方，如图所示，下列说法正确的是（

）A．A的线速度比B的小，B的线速度比C的小B．若两者质量相等，则发射A需要更多的能量C．此时刻B处在A、C连线的中点D．从此时刻起，经过12小时，两者相距最远16．桂海潮是首位执行航天任务的大学教授，出生在云南，靠着自己的努力，入选神舟十六号飞行乘组，并圆满完成了任务。航天员在空间站工作的一天大概能够看到16次日出，若空间站绕地球近似做匀速圆周运动，已知地球自转的周期，地球表面的重力加速度，地球半径，则（

）A．空间站中的航天员不受地球的引力，处于完全失重状态B．空间站运行速度小于静止在赤道上的物体随地球转动的速度C．可计算空间站的在轨高度D．可计算地球同步卫星的轨道半径17．随着科技的发展，在距地面不同高度的太空已经有了许多的飞行器。如图所示，卫星A是2023年10月24日我国成功发射的遥感三十九号卫星，卫星B是地球同步卫星，它们均做匀速圆周运动，卫星P是地球赤道上还未发射的卫星。已知地球自转周期为24h，下列说法正确的是（）A．卫星A、B、P的角速度大小关系为B．卫星A、B、P的线速度大小关系为C．卫星B的向心加速度大于卫星P随地球一起自转的向心加速度D．卫星A在12h内转过的圆心角是π18．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，b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19．北斗卫星导航