專題：天體運(yùn)動(dòng)的三大難點(diǎn)破解2 赤道物體、近地衛(wèi)星、同步衛(wèi)星參量比較（同步練習(xí)）

1、.答題時(shí)間：30分鐘1. 2020年1月17日，我國(guó)成功發(fā)射北斗COMPASSG1地球同步衛(wèi)星。據(jù)理解，這已是北斗五星導(dǎo)航系統(tǒng)發(fā)射的第三顆地球同步衛(wèi)星。那么對(duì)于這三顆已發(fā)射的同步衛(wèi)星，以下說法中正確的選項(xiàng)是 A. 它們的運(yùn)行速度大小相等，且都小于7.9 km/sB. 它們運(yùn)行周期可能不同C. 它們離地心的間隔 可能不同D. 它們的向心加速度與靜止在赤道上物體的向心加速度大小相等2. 研究說明，地球自轉(zhuǎn)在逐漸改變，3億年前地球自轉(zhuǎn)的周期約為22小時(shí)。假設(shè)這種趨勢(shì)會(huì)持續(xù)下去，且地球的質(zhì)量、半徑都不變，假設(shè)干年后 A. 近地衛(wèi)星以地球半徑為軌道半徑的運(yùn)行速度比如今大B. 近地衛(wèi)星以地球半徑為軌道半徑

2、的向心加速度比如今小C. 同步衛(wèi)星的運(yùn)行速度比如今小D. 同步衛(wèi)星的向心加速度與如今一樣3. 我國(guó)在軌運(yùn)行的氣象衛(wèi)星有兩類，一類是極地軌道衛(wèi)星風(fēng)云1號(hào)，繞地球做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的周期為12h，另一類是地球同步軌道衛(wèi)星風(fēng)云2號(hào)，運(yùn)行周期為24 h。以下說法正確的選項(xiàng)是 A. 風(fēng)云1號(hào)的線速度大于風(fēng)云2號(hào)的線速度B. 風(fēng)云1號(hào)的向心加速度大于風(fēng)云2號(hào)的向心加速度C. 風(fēng)云1號(hào)的發(fā)射速度大于風(fēng)云2號(hào)的發(fā)射速度D. 風(fēng)云1號(hào)、風(fēng)云2號(hào)相對(duì)地面均靜止4. 同步衛(wèi)星是指相對(duì)于地面不動(dòng)的人造衛(wèi)星。關(guān)于同步衛(wèi)星，以下說法正確的選項(xiàng)是 A. 它可以在地面上任一點(diǎn)的正上方，且離地心的間隔 可按需要選擇不同的值B. 它

3、只能在赤道的正上方，且離地心的間隔 是一定的C. 它的軌道根據(jù)需要可以是圓軌道，也可能是橢圓軌道D. 不同的同步衛(wèi)星加速度大小也不一樣5. 同步衛(wèi)星離地球球心間隔 為r，加速度為a1，運(yùn)行速率為v1；地球赤道上物體隨地球自轉(zhuǎn)的向心加速度為a2，運(yùn)行速率為v2，地球半徑為R.。那么 A. B. C. D. 6. 同步衛(wèi)星離地球球心的間隔 為r，運(yùn)行速率為v1，加速度大小為a1，地球赤道上的物體隨地球自轉(zhuǎn)的向心加速度大小為a2，第一宇宙速度為v2，地球半徑為R。那么 a1:a2=r :R a1:a2=R2:r2 v1：v2=R2:r2A. B. C. D. 7. a、b、c、d四顆地球衛(wèi)星，a還未

4、發(fā)射，在地球赤道上隨地球外表一起轉(zhuǎn)動(dòng)，向心加速度為a1，b處于地面附近近地軌道上正常運(yùn)動(dòng)速度為v1，c是地球同步衛(wèi)星離地心間隔 為r，運(yùn)行速率為v2，加速度為a2，d是高空探測(cè)衛(wèi)星，各衛(wèi)星排列位置如下圖，地球的半徑為R，那么有 A. a的向心加速度等于重力加速度gB. d的運(yùn)動(dòng)周期有可能是20小時(shí)C. D. 8. 地球同步衛(wèi)星離地面的高度約為地球半徑的6倍。假設(shè)某行星的平均密度為地球平均密度的一半，它的同步衛(wèi)星距其外表的高度是其半徑的2.5倍，求：該行星的自轉(zhuǎn)周期。9. 地球半徑為R，地球同步衛(wèi)星離地面的高度為h，周期為T0。另有一顆軌道平面在赤道平面內(nèi)繞地球自西向東運(yùn)行的衛(wèi)星，某時(shí)刻該衛(wèi)星能

5、觀察到的赤道弧長(zhǎng)最大為赤道周長(zhǎng)的三分之一。求：1該衛(wèi)星的周期；2該衛(wèi)星相鄰兩次經(jīng)過地球赤道上某點(diǎn)的上空所需的時(shí)間。1. A 解析：7.9km/s是環(huán)繞地球外表的線速度，由線速度公式可知，半徑越大，線速度越小，同步衛(wèi)星的線速度小于7.9km/s，它們的運(yùn)行速度大小相等，故A正確；由周期公式，可知同步衛(wèi)星的軌道半徑一樣，故B、C錯(cuò)誤；向心加速度，可知它們的向心加速度大于靜止在赤道上物體的向心加速度。2. C 解析：衛(wèi)星繞地球圓周運(yùn)動(dòng)萬有引力提供圓周運(yùn)動(dòng)向心力，據(jù)此分析地球自轉(zhuǎn)周期的變化對(duì)速度和向心加速度的影響。A. 近地衛(wèi)星由萬有引力提供圓周運(yùn)動(dòng)向心力，據(jù)知，近地衛(wèi)星的運(yùn)行速度，地球的質(zhì)量和半徑都

6、不變，故運(yùn)行速度大小不變，所以A錯(cuò)誤；B. 近地衛(wèi)星向心力由萬有引力提供，據(jù)知，衛(wèi)星的向心加速度a，地球質(zhì)量和半徑都不變，故向心加速度保持不變，所以B錯(cuò)誤；C. T=，由于地球自轉(zhuǎn)周期變慢，故同步衛(wèi)星的軌道高度r變大，又據(jù)v知，軌道半徑r變大，衛(wèi)星的線速度變小，所以C正確；D. 據(jù)C分析知，同步衛(wèi)星的r變大，據(jù)向心加速度a知，向心加速度減小，故D錯(cuò)誤。應(yīng)選C。3. AB 解析：衛(wèi)星繞地球圓周運(yùn)動(dòng)有：，可知，風(fēng)云一號(hào)衛(wèi)星周期和半徑均小于風(fēng)云二號(hào)衛(wèi)星的周期和半徑。根據(jù)萬有引力提供圓周運(yùn)動(dòng)向心力有衛(wèi)星的線速度，所以風(fēng)云一號(hào)衛(wèi)星的半徑小，線速度大，故A正確；根據(jù)萬有引力提供圓周運(yùn)動(dòng)向心力有衛(wèi)星的向心加

7、速度，風(fēng)云一號(hào)的半徑小，向心加速度大于風(fēng)云二號(hào)衛(wèi)星的向心加速度，故B正確；向高軌道上發(fā)射衛(wèi)星需要抑制地球引力做更多的功，故向高軌道上發(fā)射衛(wèi)星需要更大的發(fā)射速度，故C錯(cuò)誤；風(fēng)云2號(hào)是同步衛(wèi)星，相對(duì)地面靜止，而風(fēng)云1號(hào)不是同步衛(wèi)星，相對(duì)地面是運(yùn)動(dòng)的，故D錯(cuò)誤。4. B 解析：在除赤道所在平面外的任意點(diǎn)，假設(shè)實(shí)現(xiàn)了“同步，那它的運(yùn)動(dòng)軌道所在平面與受到地球的引力就不在一個(gè)平面上，這是不可能的。所以同步衛(wèi)星只能在赤道的正上方，故A錯(cuò)誤；因?yàn)橥叫l(wèi)星要和地球自轉(zhuǎn)同步，即一樣，根據(jù)，因?yàn)槭且欢ㄖ担砸彩且欢ㄖ?，所以同步衛(wèi)星離地心的間隔 是一定的，B正確；因?yàn)橥叫l(wèi)星間隔 地心的間隔 一定，所以只能是圓軌道

8、，C錯(cuò)誤；根據(jù)公式可得軌道一定，角速度一定，所以加速度大小一定，D錯(cuò)誤。5. AC 解析：由于同步衛(wèi)星和地球自轉(zhuǎn)的周期一樣，角速度相等，那么根據(jù)向心加速度的關(guān)系式：，可得同步衛(wèi)星處的向心加速度與赤道上物體的向心加速度之比等于軌道半徑之比即：，故A正確，B錯(cuò)誤；由于角速度一樣，根據(jù)線速度與角速度的關(guān)系：，可得同步衛(wèi)星的線速度與赤道上物體隨地球自轉(zhuǎn)的線速度之比等于軌道半徑之比即：，故C正確，D錯(cuò)誤。6. C 解析：同步衛(wèi)星的角速度、赤道上的物體的角速度都與地球自轉(zhuǎn)的角速度一樣，那么由a=2r得，故正確，錯(cuò)誤。第一宇宙速度等于近地衛(wèi)星的運(yùn)行速度，人造地球衛(wèi)星繞地球做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，由地球的萬有引力提供

9、向心力，那么得 ，那么有：，M是地球的質(zhì)量，r是衛(wèi)星的軌道半徑，那么得到，。故錯(cuò)誤，正確。故C正確。7. D 解析：同步衛(wèi)星的周期與地球自轉(zhuǎn)周期一樣，角速度一樣，那么知a與c的角速度一樣，根據(jù)a=2r知，c的向心加速度大，衛(wèi)星的軌道半徑越大，向心加速度越小，那么同步衛(wèi)星的向心加速度小于b的向心加速度，而b的向心加速度約為g，故知a的向心加速度小于重力加速度g，故A、C錯(cuò)誤；由開普勒第三定律知，衛(wèi)星的半徑越大，周期越大，所以d的運(yùn)動(dòng)周期大于c的周期24h，故B錯(cuò)誤；由得：；所以，故D正確。8. 解：地球的同步衛(wèi)星的周期為T1=24小時(shí)，軌道半徑為r1=7R1，密度1。某行星的同步衛(wèi)星周期為T2，軌道半徑為r2=3.5R2，密度2。根據(jù)牛頓第二定律和萬有引力定律分別有