高中物理同步卫星试题

目前，有科学家正在进行建造太空梯的研究，以帮助人们能更好地进行太空探索．从理论上讲，太空梯并不神奇，在地球赤道的海面上建造一个平台，用飞船放下一条长达10万千米的高强度细绳（其重力可以忽略），绳索一端系在平台上。在太空中的另一端系在一个平衡锤上，整个系统随着地球自转同步旋转。由于旋转的原因，绳索被拉紧，太空梯就在地球到太空之间竖立起来。用一个由激光提供能量的爬升器就能在绳索上上下移动，运送飞船、建筑材料甚至乘客（已知地球同步卫星距地面的高度大约为3.6万千米），以下关于太空梯的说法正确的是：

A．太空梯和同步卫星具有相同的周期；

B．如果从太空中的平衡锤上脱落一个部件，部件将会继续沿原来的轨道做圆周运动；

C．平衡锤的向心加速度大于同步卫星的向心加速度；

D．平衡锤内的物体处于完全失重状态。

(多选)设地球的质量为，平均半径为，自转角速度为，引力常量为，则有关同步卫星的说法正确的是(   )

A．同步卫星的轨道与地球的赤道在同一平面内

B．同步卫星的离地高度为

C．同步卫星的离地高度为

D．同步卫星的角速度为，线速度大小为

地球的同步卫星距地面高H约为地球半径R的6倍, 同步卫星正下方有一静止在地面上的物体A,则同步卫星与物体A的向心加速度之比是多少?若给物体A以适当的绕行速度,使A成为近地卫星,则同步卫星与近地卫星的向心加速度之比是多少?

我国发射的“北斗系列”卫星中同步卫星到地心距离为r，运行速率为v₁，向心加速度为a₁；在地球赤道上的观测站的向心加速度为a₂，近地卫星做圆周运动的速率v₂，向心加速度为a₃，地球的半径为R，则下列比值正确的是（    ）

A．	B．
C．	D．

同步卫星A的运行速率为v₁，向心加速度为a₁，运转周期为T₁；放在地球赤道上的物体B随地球自转的线速度为v₂，向心加速度为a₂，运转周期为T₂；在赤道平面上空做匀速圆周运动的近地卫星C的速率为v₃，向心加速度为a₃，运转周期为T₃.比较上述各量的大小得 (      )

A．T1=T2>T3	B．v3>v2>v1
C．a1<a2=a3	D．a3>a1>a2

我国于2012年10月25日在西昌成功发射第16颗北斗导航卫星，这是二代北斗导航工程的最后一颗卫星。这次发射的北斗导航卫星是一颗地球同步卫星，如图所示，若第16颗北斗导航卫星先沿椭圆轨道1飞行，后在远地点P处点火加速，由椭圆轨道1变成地球同步圆轨道2．下列说法正确的是

A．卫星在轨道2运行时的速度大于7.9km/s

B．卫星沿轨道2运动的过程中，卫星中的仪器处于失重状态

C．卫星沿轨道2运动的过程中，有可能经过北京的正上空

D．卫星经过轨道1上的P点和轨道2上的P点的加速度大小相等

如图甲所示，a是地球赤道上的一点，某时刻在a的正上方有b、c、d三颗轨道位于赤道平面的卫星，各卫星的运行方向均与地球自转方向（顺时针转动）相同，其中d是地球同步卫星。从此时刻起，经过时间t（已知时间t均小于三颗卫星的运行周期），在乙图中各卫星相对a的位置最接近实际的是

地球同步卫星轨道必须在赤道平面上空，和地球有相同的角速度，才能和地球保持相对静止，关于各国发射的地球同步卫星，下列表述正确的是（ ）

A．所受的万有引力大小一定相等

B．离地面的高度一定相同

C．都位于赤道上空的同一个点

D．运行的速度都小于7.9km/s

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（ ）

A．

1h

B．

4h

C．

8h

D．

16h

神舟八号飞船绕地球做匀速圆周运动时，飞行轨道在地球表面的投影如图所示，图中标明了飞船相继飞临赤道上空所对应的地面的经度。设神舟八号飞船绕地球飞行的轨道半径为r₁，地球同步卫星飞行轨道半径为r₂.则∶等于

A．1∶24	B．1∶156
C．1∶210	D．1∶256

由于卫星的发射场不在赤道上，同步卫星发射后需要从转移轨道经过调整再进入地球同步轨道。当卫星在转移轨道上飞经赤道上空时，发动机点火，给卫星一附加速度，使卫星沿同步轨道运行。已知同步卫星的环绕速度约为3.1×10 ³ $m/s$ ，某次发射卫星飞经赤道上空时的速度为1.55×10 ³ $m/s$ ，此时卫星的高度与同步轨道的高度相同，转移轨道和同步轨道的夹角为30°，如图所示，发动机给卫星的附加速度的方向和大小约为（）

A．	西偏北方向，1.9×10 ^3 $m/s$
B．	东偏南方向，1.9×10 ^3 $m/s$
C．	西偏北方向，2.7×10 ^3 $m/s$
D．	东偏南方向，2.7×10 ^3 $m/s$

气象卫星是用来拍摄云层照片，观测气象资料和测量气象数据的。我国先后自行成功研制和发射了“风云一号”和“风云二号”两颗气象卫星。“风云一号”卫星轨道与赤道平面垂直，通过两极，每12小时巡视地球一周，称为“极地圆轨道”。“风云二号”气象卫星轨道平面在赤道平面内称为“地球同步轨道”，则“风云一号”卫星比“风云二号”卫星

A．运行角速度小	B．运行线速度大
C．覆盖范围广	D．向心加速度小

如图所示，a为地球赤道上的物体，b为沿地球表面附近做匀速圆周运动的人造卫星，c为地球同步卫星．关于a、b、c做匀速圆周运动的说法中正确的是（ ）

A．地球对b、c两星的万有引力提供了向心力，因此只有a受重力，b、c两星不受重力

B．周期关系为Ta = Tc > Tb

C．线速度的大小关系为va < vc < vb

D．向心加速度的大小关系为aa > ab > ac

(15分)如图所示，A是地球的同步卫星，另一卫星B的圆形轨道位于赤道平面内，离地球表面的高度为h，已知地球半径为R，地球自转角速度为ω₀，地球表面的重力加速度为g，O为地球中心．

(1)求卫星B的运行周期．
(2)如果卫星B绕行方向与地球自转方向相同，某时刻A、B两卫星相距最近(O、A、B在同一直线上)，则至少经过多长时间，它们再一次相距最近？

均匀分布在地球赤道平面上空的三颗同步通信卫星能够实现除地球南北极等少数地区外的“全球通信”。已知地球半径为R，地球表面的重力加速度为g，同步卫星所在轨道处的重力加速度为g′，地球自转周期为T，下面列出的是关于三颗卫星中任意两颗卫星间距离s的表达式，其中正确的是（    ）

A．

B．

C．

D．