专题14卫星的发射及运行一、2012高考题1.（2012·四川理综）今年4月30日，西昌卫星发射中心的中圆轨道卫星，其轨道半径为2.8×107m。它与另一颗同质量的同步轨道卫星（轨道半径为4.2×107m）相比A.向心力较小B.动能较大B.C.发射速度都是第一宇宙速度D.角速度较小2．（2012·福建理综）一卫星绕某一行星表面附近做匀速圆周运动，其线速度大小为v。假设宇航员在该行星表面上用弹簧测力计测量一质量为m的物体重力，物体静止时，弹簧测力计的示数为N，已知引力常量为G,，则这颗行星的质量为A．mv2/GNB．mv4/GN．C．Nv2/Gm．D．Nv4/Gm.3.(2012·天津理综)一人造地球卫星绕地球做匀速圆周运动，假如该卫星变轨后仍做匀速圆周运动，动能减小为原来的1/4，不考虑卫星质量的变化，则变轨前后卫星的A．向心加速度大小之比为4∶1B．角速度大小之比为2∶1C．周期之比为1∶8D．轨道半径之比为1∶213\n4.（2012·北京理综）关于环绕地球运动的卫星，下列说法正确的是A.分别沿圆轨道和椭圆轨道运行的两颗卫星，不可能具有相同的周期B.沿椭圆轨道运行的一颗卫星，在轨道不同位置可能具有相同的速率C.在赤道上空运行的两颗地球同步卫星，.它们的轨道半径有可能不同D.沿不同轨道经过北京上空的两颗卫星，它们的轨道平面一定会重合5.（B组）（2012·上海物理）人造地球卫星做半径为r，线速度大小为v的匀速圆周运动。当其角速度变为原来的倍后，运动半径为____________，线速度大小为_______。【答案】：2rv/2【解析】：由G=mω2r，解得ω2=G。当其角速度变为原来的倍后，运动半径变为原来的2倍，即运动半径为2r。由v=ωr，可得线速度大小为v’=ω·2r=v/2。【考点定位】此题考查万有引力定律、角速度公式及其相关知识。13\n6.（2012·海南物理）地球同步卫星到地心的距离r可用地球质量M、地球自转周期T与引力常量G表示为r=。二、2012模拟题1．（2012年3月陕西宝鸡第二次质检）2011年12月27日，我国正式宣布北斗卫星导航系统试运行启动，标志着我国自主卫星导航产业发展进入了崭新的发展阶段，发射北斗卫星导航系统中的同步卫星，一般都要采用变轨道发射的方法：卫星首先进入停泊轨道（圆形轨道），当卫星穿过赤道平面A时点火，卫星进入转移轨道（椭圆轨道），当卫星达到远地点B时再次点火，进入静止轨道（同步轨道）．则下列说法正确的是A．变轨前后卫星的机械能相等B．卫星在同步轨道运行的周期比地球的自转周期小C．卫星在同步轨道运行的速度比在圆形轨道时大D．同步卫星的角速度与静止在赤道上物体的角速度大小相同2.（2012年3月山东烟台一模）2012年2月25日0时12分,西昌卫星发射中心用“长征三号丙”运载火箭，成功将第11颗北斗导航卫星送入了太空预定轨道.这是一颗地球同步卫星,若卫星离地心距离为r，运行速率为v1，加速度为a1，地球赤道上的物体随地球自转的向心加速度为a2，第一宇宙速度为v2,，地球半径为R，则A．＝B．=C．=D．＝13\n3．（2012年3月东北四校一模）北斗卫星导航系统是中国正在实施的自主研发、独立运行的全球卫星导航系统，我国预计在2015年建成由30多颗卫星组成的“北斗二号”卫星导航定位系统，此系统由中轨道（离地最近）、高轨道和同步轨道（离地最远）卫星等组成。现在正在服役的“北斗一号”卫星定位系统的三颗卫星都定位在距地面36000km的地球同步轨道上，而美国的GPS由24颗卫星组成，这些卫星距地面的高度均为20000km。设卫星绕地球都做匀速圆周运动，则下列说法中正确的是A．“北斗一号”系统中的三颗卫星的质量一定相等B．“北斗二号”中的低轨道卫星的线速度大于高轨道卫星的线速度C．“北斗一号”的卫星比GPS的卫星周期长D．若周期为8h的中轨道卫星某时刻在某同步卫星的正下方，则经过24h仍在该同步卫星的正下方中轨道卫星刚好运行3周，同步卫星运行一周，仍在该同步卫星的正下方，选项D正确。4．（2012年3月山东潍坊模拟）a是放在地球赤道上的物体，b是近地卫星，c是地球同步卫星，a、b、c在同一平面内绕地心做逆时针方向的圆周运动，某时刻，它们运行通过地心的同一直线上，如图甲所示．一段时间后．它们的位置可能是图乙中的13\n5．（2012年3月安徽省“江南十校”高三联考）“嫦娥一号”和“嫦娥二号”绕月飞行器的运行轨道可近似为圆形轨道，距月球表面高度分别为和，运动周期分别为和。已知月球半径为，则和的比值为（）A．B．C．D．6．（2012年3月江苏三校联考）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．卫星距离地面的高度为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D．卫星运行的向心加速度小于地球表面的重力加速度13\n7．（2012年3月江西南昌一模）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r∶r等于A．1∶24 B．1∶156 C．1∶256 D．1∶2108.（2012年3月山东威海一模）假设月亮和同步卫星都是绕地心做匀速圆周运动的，下列说法正确的是A.同步卫星的线速度大于月亮的线速度B.同步卫星的角速度大于月亮的角速度C.同步卫星的向心加速度大于月亮的向心加速度D.同步卫星的轨道半径大于月亮的轨道半径.答案：ABC解析：同步卫星的线速度大于月亮的线速度，选项A正确，同步卫星的角速度大于月亮的角速度，选项B正确；同步卫星的向心加速度大于月亮的向心加速度，选项C正确；同步卫星的轨道半径小于月亮的轨道半径，选项D错误。9．(2012年5月山东省济宁市二模)2012年2月25日，我国成功地将第十一颗北斗导航卫星送入太空预定轨道一地球静止轨道，使之成为地球同步卫星。关于该卫星，下列说法正确的是A．相对于地面静止，离地面高度为在R～4R(R为地球半径)之间的任意值B．运行速度大于7.9km/sC．角速度大于静止在地球赤道上物体的角速度D．向心加速度大于静止在地球赤道上物体的向心加速度13\n10.（2012年5月江苏省苏北四市联考）我国正在建设中的“北斗”卫星导航系统将由5颗地球同步卫星和20可非同步卫星组成。已知两颗同步轨道卫星A、B分别定点于赤道上东经80°和140°的上空，轨道半径为r。则关于A、B两颗卫星，下列说法正确的是A．两卫星内的物体都处于平衡状态B．两卫星运行的线速度相同C．这两颗卫星的信号可覆盖整个地球表面D．两卫星的间距是固定的，大小为r11．（2012年5月湖北黄冈三模）2012年4月30日4时50分，我国在西昌卫星发射中心用“长征三号乙”运载火箭，成功发射两颗北斗导航卫星。这是我国首次采用“一箭双星”方式发射两颗地球中高轨道卫星。北斗卫星导航系统由静止轨道卫星（同步卫星）和中轨道卫星组成，中轨道卫星平均分布在倾角55°的三个平面上，轨道高度约21500km，静止轨道卫星的高度约为36000km。下列说法中正确的是（）A．在静止轨道上，卫星的质量越大其运行周期越小B．静止轨道卫星的线速度小于中轨道卫星的线速度C．中轨道卫星的周期一定大于24hD．中轨道卫星的线速度可能大于7.9km/s13\n12．（2012年5月湖北武汉冲刺训练）假设有一载人宇宙飞船在距地面高度为4200km的赤道上空绕地球做匀速圆周运动，地球半径约为6400km，地球同步卫星距地面高度为36000km，宇宙飞船和地球同步卫星绕地球同向运动。每当二者相距最近时，宇宙飞船就向同步卫星发射信号，然后再由同步卫星将信号发送到地面接收站。某时刻二者相距最远，从此刻开始，在一昼夜的时间内，接收站共接收到信号的次数为A．4次B．6次C．7次D．8次O13．（2012上海徐汇期末）如图所示，两个卫星绕着同一行星做匀速圆周运动，轨道半径分别为R1和R2，R1＞R2，两卫星的线速度分别为v1和v2，角速度分别为w1和w2，周期分别为T1和T2，则（）（A）v2＞v1，w2＞w1，T2＜T1（B）v2＜v1，w2＞w1，T2＞T1（C）v2＞v1，w2＜w1，T2＞T1（D）v2＜v1，w2＜w1，T2＜T114．（2012江苏四市联考）美国宇航局2011年12月5日宣布，他们发现了太阳系外第一颗类似地球的、可适合居住的行星—“开普勒-22b”，它每290天环绕着一颗类似于太阳的恒星运转一周，距离地球约600光年，体积是地球的2.4倍。已知万有引力常量和地球表面的重力加速度。根据以上信息，下列推理中正确的是A．若能观测到该行星的轨道半径，可求出该行星所受的万有引力B．若已知该行星的密度和半径，可求出该行星的轨道半径C．根据地球的公转周期与轨道半径，可求出该行星的轨道半径D．若该行星的密度与地球的密度相等，可求出该行星表面的重力加速度13\n15．（2012湖南2月联考）有密度相同的两颗行星A和B，已知A星的表面重力加速度是B星表面重力加速度的2倍（忽略行星自转的影响），则下列说法正确的是（）A．两行星A、B的质量之比为8∶1B．两行星A、B的半径之比为2∶1C．两行星A、B的第一宇宙速度之比为1∶2D．两行星A、B的第一宇宙速度之比为2∶115．答案：ABD解析：根据两星密度相同有，根据两星重力加速度的关系有，得，，AB正确；由第一宇宙速度得，D项正确。16．（浙江省2012年2月四校联考）2012年初，我国宣布北斗导航系统正式商业运行。北斗导航系统又被称为“双星定位系统”，具有导航、定位等功能。“北斗”系统中两颗工作星均绕地心O做匀速圆周运动，轨道半径为r，某时刻两颗工作卫星分别位于轨道上的A、B两位置（如图所示）．若卫星均顺时针运行，地球表面处的重力加速度为g，地球半径为R，不计卫星间的相互作用力．则以下判断中正确的是：13\n17．（2012年2月深圳第一次调研）在地球的圆形同步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18.（2012年2月福建晋江四校第二次联考）2009年2月11日，俄罗斯的“宇宙-2251”卫星和美国的“铱-33”卫星在西伯利亚上空约805km处发生碰撞。这是历史上首次发生的完整在轨卫星碰撞事件。碰撞过程中产生的大量碎片可能会影响太空环境。假定有质量相等的甲、乙两块碎片，绕地球运动的轨道都是圆，甲的运行速率比乙的大，则下列说法中正确的是（）13\nA．甲的运行周期一定比乙的短B．甲距地面的高度一定比乙的高C．甲的向心力一定比乙的小D．D．甲的角速度一定比乙的小P2119．（2012年2月洛阳五校联考）北京时间9月26日凌晨4时03分，神舟七号飞船成功变轨，由入轨时的椭圆轨道1进入距地球表面约343公里的近圆轨道2。如图所示，若两轨道相切于P点，在椭圆轨道1上经过P点时，神州七号飞船的速度为，加速度为，周期为；在近圆轨道2上经过P点时，神州七号飞船的速度为，加速度为，周期为，则下列说法正确的是（）A．由轨道1变轨为轨道2，神州七号飞船在经过P时向运动方向喷气B．C．D．19．答案：BD解析：考查万有引力定律及其应用。由椭圆轨道1变轨为近圆轨道2，神州七号飞船在经过远地点P时需要加速，故需要向运动的反方向喷气，选项A错误，选项B正确。由于经过P点时，由万有引力提供加速度，20.（2012年2月山西四校联考）2011年11月29日我国在西昌卫星发射中心用“长征三号甲”运载火箭，成功将第9颗北斗导航卫星送入太空轨道．“北斗”卫星导航定位系统将由5颗静止轨道卫星（同步卫星）和30颗非静止轨道卫星组成，30颗非静止轨道卫星中有27颗是中轨道卫星，中轨道卫星平均分布在倾角55度的三个平面上，轨道高度约21500公里，静止轨道卫星的高度约为36000公里，地球半径约为6400公里．已知≈0.53，下列关于北斗导航卫星的说法正确的是:13\nA．静止轨道卫星的向心加速度比中轨道卫星向心加速度大B．静止轨道卫星和中轨道卫星的线速度均大于地球的第一宇宙速度C．中轨道卫星的周期约为12.7hD．地球赤道上随地球自转物体的向心加速度比静止轨道卫星向心加速度小21.（8分）（2012江西三校联考）2011年7月11日23时41分，我国在西昌卫星发射中心用长征三号丙运载火箭，成功将“天链一号02星”送入太空.火箭飞行约26分钟后，西安卫星测控中心传来的数据表明，星箭分离，卫星成功进入地球同步转移轨道.“天链一号02星”是我国第二颗地球同步轨道数据中继卫星，又称跟踪和数据中继卫星，由中国航天科技集团公司所属中国空间技术研究院为主研制.中继卫星被誉为“卫星的卫星”，是航天器太空运行的数据“中转站”，用于转发地球站对中低轨道航天器的跟踪测控信号和中继航天器发回地面的信息的地球静止通信卫星.(1)已知地球半径R=6400km，地球表面的重力加速度g=10m/s2，地球自转周期T=24h，=0.7，请你估算“天链一号02星”的轨道半径为多少？（结果保留一位有效数字）(2)某次有一个赤道地面基站发送一个无线电波信号，需要位于赤道地面基站正上方的“天链一号02星”把该信号转发到同轨道的一个航天器，如果航天器与“天链一号02星”处于同轨道最远可通信距离的情况下，航天器接收到赤道地面基站的无线电波信号的时间是多少？已知地球半径为R，地球同步卫星轨道半径为r，无线电波的传播速度为光速c.13\n13
