七年高考（2011-2017）高考物理試題分項精析 專題14 同步衛(wèi)星

1、專題14 同步衛(wèi)星一、單項選擇題1【2011北京卷】由于通訊和廣播等方面的需要，許多國家發(fā)射了地球同步軌道衛(wèi)星，這些衛(wèi)星的（ ）A質(zhì)量可以不同 B軌道半徑可以不同C軌道平面可以不同 D速率可以不同【答案】A【解析】地球同步軌道衛(wèi)星軌道必須在赤道平面內(nèi)，離地球高度相同的同一軌道上，角速度、線速度、周期一定，與衛(wèi)星的質(zhì)量無關(guān)。A正確，B、C、D錯誤。【考點定位】同步衛(wèi)星2【2012北京卷】關(guān)于環(huán)繞地球衛(wèi)星的運動，下列說法正確的是（ ）A分別沿圓軌道和橢圓軌道運行的兩顆衛(wèi)星，不可能具有相同的周期B沿橢圓軌道運行的一顆衛(wèi)星，在軌道不同位置可能具有相同的速率C在赤道上空運行的兩顆地球同步衛(wèi)星，它們的軌道

2、半徑有可能不同D沿不同軌道經(jīng)過北京上空的兩顆衛(wèi)星，它們的軌道平面一定會重合【答案】B【考點定位】萬有引力定律3【2016四川卷】國務(wù)院批復(fù)，自2016年起將4月24日設(shè)立為“中國航天日”。1970年4月24日我國首次成功發(fā)射的人造衛(wèi)星東方紅一號，目前仍然在橢圓軌道上運行，其軌道近地點高度約為440 km，遠地點高度約為2 060 km；1984年4月8日成功發(fā)射的東方紅二號衛(wèi)星運行在赤道上空35 786 km的地球同步軌道上。設(shè)東方紅一號在遠地點的加速度為a1，東方紅二號的加速度為a2，固定在地球赤道上的物體隨地球自轉(zhuǎn)的加速度為a3，則a1、a2、a3的大小關(guān)系為（ ）Aa2a1a3 Ba3a

3、2a1 Ca3a1a2 Da1a2a3【答案】D【名師點睛】此題主要考查同步衛(wèi)星的特點及萬有引力定律的應(yīng)用；要知道同步衛(wèi)星與地球具有相同的角速度和周期；這里放到赤道上的物體和衛(wèi)星兩者受力情況是不同的，要區(qū)別對待，不能混淆. 4【2016全國新課標卷】利用三顆位置適當(dāng)?shù)牡厍蛲叫l(wèi)星，可使地球赤道上任意兩點之間保持無線電通訊，目前，地球同步衛(wèi)星的軌道半徑為地球半徑的6.6倍，假設(shè)地球的自轉(zhuǎn)周期變小，若仍僅用三顆同步衛(wèi)星來實現(xiàn)上述目的，則地球自轉(zhuǎn)周期的最小值約為（ ）A1hB4hC8hD16h【答案】B【解析】設(shè)地球的半徑為R，周期T=24h，地球自轉(zhuǎn)周期的最小值時，三顆同步衛(wèi)星的位置如圖所示，所以

4、此時同步衛(wèi)星的半徑r1=2R，由開普勒第三定律得：，可得，故A、C、D錯誤，B正確。【考點定位】萬有引力定律、開普勒第三定律、同步衛(wèi)星【名師點睛】本題主要考查萬有引力定律、開普勒第三定律、同步衛(wèi)星。重點是掌握同步衛(wèi)星的特點，知道同步衛(wèi)星的周期等于地球的自轉(zhuǎn)周期。本題關(guān)鍵是要知道地球自轉(zhuǎn)周期最小時，三個同步衛(wèi)星的位置。5【2011全國新課標卷】衛(wèi)星電話信號需要通過地球同步衛(wèi)星傳送。如果你與同學(xué)在地面上用衛(wèi)星電話通話，則從你發(fā)出信號至對方接收到信號所需最短時間最接近于（可能用到的數(shù)據(jù)：月球繞地球運動的軌道半徑約為3.8105km）（ ）A0.1s B0.25s C0.5s D1s【答案】B【解析】

5、根據(jù)萬有引力提供向心力，已知月球和同步衛(wèi)星的周期比為27：1，則月球和同步衛(wèi)星的軌道半徑比為9：1同步衛(wèi)星的軌道半徑所以接收到信號的最短時間【考點定位】萬有引力定律6【2012四川卷】今年4月30日，西昌衛(wèi)星發(fā)射中心發(fā)射的中圓軌道衛(wèi)星，其軌道半徑為2.8107m，它與另一顆同質(zhì)量的同步軌道衛(wèi)星（軌道半徑為4.2107m）相比（ ）A向心力較小 B動能較大 C發(fā)射速度都是第一宇宙速度 D角速度較小【答案】B【考點定位】本題考查萬有引力定律的實際應(yīng)用及其相關(guān)知識7【2014天津卷】研究表明，地球自轉(zhuǎn)在逐漸變慢，3億年前地球自轉(zhuǎn)的周期約為22小時。假設(shè)這種趨勢會持續(xù)下去，地球的其他條件都不變，未來人

6、類發(fā)射的地球同步衛(wèi)星與現(xiàn)在的相比（ ）A距地面的高度變大B向心加速度變大C線速度變大D角速度變大【答案】A【解析】同步衛(wèi)星的周期等于地球的自轉(zhuǎn)周期，根據(jù)萬有引力定律和牛頓第二定律可知，衛(wèi)星的周期越大，軌道半徑越大，所以地球自轉(zhuǎn)變慢后，同步衛(wèi)星需要在更高的軌道上運行，選項A正確；而此時萬有引力減小，所以向心加速度減小、線速度減小，角速度減小，故選項B、C、D錯誤。【考點定位】萬有引力定律及應(yīng)用8【2013海南卷】“北斗”衛(wèi)星屏聲息氣定位系統(tǒng)由地球靜止軌道衛(wèi)星（同步衛(wèi)星）、中軌道衛(wèi)星和傾斜同步衛(wèi)星組成。地球靜止軌道衛(wèi)星和中軌道衛(wèi)星都在圓軌道上運行，它們距地面的高度分別約為地球半徑的6倍和3.4倍，

7、下列說法中正確的是（ ）A靜止軌道衛(wèi)星的周期約為中軌道衛(wèi)星的2倍B靜止軌道衛(wèi)星的線速度大小約為中軌道衛(wèi)星的2倍C靜止軌道衛(wèi)星的角速度大小約為中軌道衛(wèi)星的1/7D靜止軌道衛(wèi)星的向心加速度大小約為中軌道衛(wèi)星的1/7【答案】 A【解析】由萬有引力提供向心力可知，整理可得運動周期，線速度，角速度。向心加速度，設(shè)地球的半徑為R，由題意可知，靜止軌道衛(wèi)星的運行半徑為（R為地球半徑）中軌衛(wèi)星的運行半徑，因此，A正確。【考點定位】考查萬有引力定律和衛(wèi)星問題二、多項選擇題9【2011廣東卷】已知地球質(zhì)量為M，半徑為R，自轉(zhuǎn)周期為T，地球同步衛(wèi)星質(zhì)量為m，引力常量為G。有關(guān)同步衛(wèi)星，下列表述正確的是（ ）A衛(wèi)星距

8、離地面的高度為B衛(wèi)星的運行速度小于第一宇宙速度C衛(wèi)星運行時受到的向心力大小為D衛(wèi)星運行的向心加速度小于地球表面的重力加速度【答案】BD【考點定位】萬有引力定律10【2011山東卷】甲、乙為兩顆地球衛(wèi)星，其中甲為地球同步衛(wèi)星，乙的運行高度低于甲的運行高度，兩衛(wèi)星軌道均可視為圓軌道。以下判斷正確的是（ ）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甲在運行時能經(jīng)過北極的正上方【答案】AC【解析】由于衛(wèi)星運行高度越大，周期越大，速度越小，所以甲的周期大于乙的周期，乙的速度小于第一宇宙速度，A正確B錯誤；衛(wèi)星越高，加速度越小，甲的加速度小于乙的加速度，C正確；同步衛(wèi)

9、星只能運行在赤道上方特定軌道上，甲的運行時不能經(jīng)過北極的正上方，D錯誤【考點定位】萬有引力定律11【2013浙江卷】如圖所示，三顆質(zhì)量均為m的地球同步衛(wèi)星等間隔分布在半徑為r的圓軌道上，設(shè)地球質(zhì)量為M，半徑為R。下列說法正確的是（ ）A地球?qū)σ活w衛(wèi)星的引力大小為B一顆衛(wèi)星對地球的引力大小為C兩顆衛(wèi)星之間的引力大小為D三顆衛(wèi)星對地球引力的合力大小為【答案】BC【解析】 根據(jù)萬有引力定律可知：地球?qū)σ粋€衛(wèi)星的引力大小為，A選項錯誤；Lr第18題簡圖【考點定位】萬有引力定律。三、非選擇題12【2012海南卷】地球同步衛(wèi)星到地心的距離r可用地球質(zhì)量M、地球自轉(zhuǎn)周期T與引力常量G表示為r= 。【答案】【解析】設(shè)地球同步衛(wèi)星質(zhì)量為m，由萬有引力定律和牛頓第二定律，G，解得。【考點定位】本題考查萬有引力定律、衛(wèi)星的運動及其相關(guān)知識13【2011海南卷】2011年4月10日，我國成功發(fā)