2018-2019学年教科版必修2 第三章 第4节 人造卫星 宇宙速度3 同步卫星的特点及发射 作业.docx

1、（答题时间：30分钟）1. 在卫星轨道中，有两类比较特殊的轨道，一类是与赤道共面的赤道轨道，另一类是与赤道平面垂直并通过地球两极的极地轨道，还有与赤道平面成某一角度的其他轨道，如图所示。下列说法中正确的是（ ）A. 同步卫星不可能处在极地轨道，极地轨道上卫星的周期不可能与同步卫星的周期相同B. 同步卫星不可能处在极地轨道，极地轨道上卫星的周期可能与同步卫星的周期相同C. 同步卫星可能处在其他轨道，其他轨道上卫星的周期不可能与同步卫星的周期相同D. 同步卫星可能处在其他轨道，其他轨道上卫星的周期可能与同步卫星的周期相同2. 2010 年 1 月 17 日，我国成功发射北斗 COMPASSG1 地

2、球同步卫星。据了解这已是北斗五星导航系统发射的第三颗地球同步卫星。则对于这三颗已发射的同步卫星，下列说法中正确的是（ ）A. 它们的运行速度大小相等，且都小于 7.9 km/sB. 它们运行周期可能不同C. 它们离地心的距离可能不同D. 它们的向心加速度与静止在赤道上物体的向心加速度大小相等3. 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

3、（ ）A. 卫星在轨道 2 运行时的速度大于 7.9km/sB. 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4. 我国在轨运行的气象卫星有两类，一类是极地轨道卫星风云 1 号，绕地球做匀速圆周运动的周期为 12h，另一类是地球同步轨道卫星风云 2 号，运行周期为 24 h。下列说法正确的是（ ）A. 风云 1 号的线速度大于风云 2 号的线速度B. 风云 1 号的向心加速度大于风云 2 号的向心加速度C. 风云 1 号的发射速度大于风云 2 号的发射

4、速度D. 风云 1 号、风云 2 号相对地面均静止5. 关于地球同步通讯卫星，下列说法中正确的是（ ）A. 它一定在赤道上空运行 B. 各国发射的这种卫星轨道半径都一样C. 它运行的线速度一定小于第一宇宙速度 D. 它运行的线速度介于第一和第二宇宙速度之间6. 2014 年 3 月 8 日，马来西亚航空公司从吉隆坡飞往北京的航班 MH370 失联，MH370失联后多个国家积极投入搜救行动，在搜救过程中卫星发挥了巨大的作用。其中我国的北斗导航系统和美国的 GPS 导航系统均参与搜救工作。北斗导航系统包含 5 颗地球同步卫星，而 GPS 导航系统由运行周期为 12 小时的圆轨道卫星群组成，则下列说

5、法正确的是（ ）A. 发射人造地球卫星时，发射速度只要大于 7.9km/s 就可以B. 卫星向地面上同一物体拍照时，GPS 卫星拍摄视角小于北斗同步卫星拍摄视角C. 北斗同步卫星的机械能一定大于 GPS 卫星的机械能D. 北斗同步卫星的线速度与 GPS 卫星的线速度之比为3217. 为了实现除地球极地等少部分地区外的“全球通信” ，理论上须发射三颗通信卫星，使它们均匀地分布在同步卫星轨道上。假设地球半径为 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，则三颗卫星中任意两颗卫星间直线距离为（ ）A. B. C. D. 32gR3gR23g43g8. 月球绕地球运动的轨道半

6、径约为地球半径的 60 倍，运行周期约为 27 天，地球半径 R地 6.410 3km，万有引力恒量为 G。（计算结果可以保留根号，且只要数量级对就给满分）求：（1）地球同步卫星离地面的高度约为多少千米？（2）地球的质量约为多少？（3）月球绕地球运动的线速度 v 约为多少？ 1. B 解析：同步卫星只可能处在赤道轨道；万有引力提供向心力 ，RTmMG224得 ，卫星环绕周期只与半径有关，故只要半径相同，极地轨道卫星和其他轨GMRT324道卫星的周期均可以与同步卫星的周期相同。故 B 正确。2. A 解析：7.9km/s 是环绕地球表面的线速度，由线速度公式 可知，半径越rv大，线速度越小，同步

7、卫星的线速度小于 7.9km/s，它们的运行速度大小相等，故 A 正确；由周期公式 ，可知同步卫星的轨道半径相同，故 B、C 错误；向心加速度GrT32，可知它们的向心加速度大于静止在赤道上物体的向心加速度。2ra3. BD 解析：根据 知， ，知轨道半径越大，线速度越小，第rmvM22rGM一宇宙速度的轨道半径为地球的半径，半径最小，则线速度最大。故 A 错误；航卫星在轨道 2 运行时完全失重，故 B 正确；同步卫星只能在赤道平面，所以不可能经过北京正上空，故 C 错误；卫星在轨道 1 上的 P 点和轨道 2 上的 P 点所受的万有引力相等，根据牛顿第二定律，知加速度相等，故 D 正确。4.

8、 AB 解析：卫星绕地球圆周运动有： ，可知风云一号卫星周期和半rTmrG224径均小于风云二号卫星的周期和半径。根据万有引力提供圆周运动向心力 2rmMG有卫星的线速度 ，所以风云一号卫星的半径小，线速度大，故 A 正确；rvm2 rMv根据万有引力提供圆周运动向心力 有卫星的向心加速度 ，风云一号maG2 2ra的半径小，向心加速度大于风云二号卫星的向心加速度，故 B 正确；向高轨道上发射卫星需要克服地球引力做更多的功，故向高轨道上发射卫星需要更大的发射速度，故 C 错误；风云 2 号是同步卫星，相对地面静止，而风云 1 号不是同步卫星，相对地面是运动的，故D 错误。5. ABC 解析：同

9、步卫星运行轨道为位于地球赤道平面上空的圆形轨道，轨道固定不变，故 A 正确；因为同步卫星要和地球自转同步，即同步卫星周期 T 为一定值，因为 T 为一定值，所以 r 也为一定值，所以同步卫星距离地面的高度是一定值，故 B 正确；第一宇宙速度是近地卫星的环绕速度，也是最大的圆周运动的环绕速度。而同步卫星的轨道半径要大于近地卫星的轨道半径，根据 v 的表达式可以发现，同步卫星运行的线速度一定小于第一宇宙速度，故 C 正确，D 错误。6. D 解析： 7.9km/s 是发射卫星的最小速度，不同的卫星发射速度不同，故 A 错误；北斗导航系统包含 5 颗地球同步卫星，而 GPS 导航系统由运行周期为 1

10、2 小时的圆轨道卫星群组成，所以卫星向地面上同一物体拍照时 GPS 卫星拍摄视角大于北斗同步卫星拍摄视角，故 B 错误；由于卫星的质量关系不清楚，所以无法比较机械能的大小关系，故 C 错误；GPS 由运行周期为 12 小时的卫星群组成，同步卫星的周期是 24 小时，所以北斗导航系统中的同步卫星和 GPS 导航卫星的周期之比， 。根据万有引力提供向心力得1:2:1T，324GMTr所以北斗同步卫星的轨道半径与 GPS 卫星的轨道半径之比是 根据 得31:4rGMv北斗同步卫星的线速度与 GPS 卫星的线速度之比为 ，故 D 正确。3217. B 解析：根据万有引力提供向心力得： ，解得 ：()MmGrTr=234T=根据地球表面处万有引力等于重力得： 得：GMgR 22gR根据题意画出俯视三颗同步通信卫星的几何位置图像：根据几何关系得： 。根据同步卫星处万有引力等于重力得：3Lr=， ，由于 GMgR 2，可得2MmGgrGr grR=所以 ，故选 B。R8. 解：（1） ，h3.610 4km；23213)60()(Th（2） ，M 1015kg；2124)()(mRGMG（3） 1043.2 10 3m / s960,)60(v