專題14衛星的發射及運行一、高考題1.（·四川理綜）今年4月30日，西昌衛星發射中心的中圓軌道衛星，其軌道半徑為2.8×107m。它與另一顆同質量的同步軌道衛星（軌道半徑為4.2×向心力較小B.動能較大C.發射速度都是第一宇宙速度D.角速度較小2．（·福建理綜）一衛星繞某一行星表面附近做勻速圓周運動，其線速度大小為v。假設宇航員在該行星表面上用彈簧測力計測量一質量為m的物體重力，物體靜止時，彈簧測力計的示數為N，已知引力常量為G,，則這顆行星的質量為A．mv2/GNB．mv4/GN．C．Nv2/Gm．D．Nv4/Gm.3.(·天津理綜)一人造地球衛星繞地球做勻速圓周運動，假如該衛星變軌后仍做勻速圓周運動，動能減小為原來的1/4，不考慮衛星質量的變化，則變軌前后衛星的A．向心加速度大小之比為4∶1B．角速度大小之比為2∶1C．周期之比為1∶8D．軌道半徑之比為1∶24.（·北京理綜）關于環繞地球運動的衛星，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星，不可能具有相同的周期B.沿橢圓軌道運行的一顆衛星，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星，.它們的軌道半徑有可能不同D.沿不同軌道經過北京上空的兩顆衛星，它們的軌道平面一定會重合5.（B組）（·上海物理）人造地球衛星做半徑為r，線速度大小為v的勻速圓周運動。當其角速度變為原來的倍后，運動半徑為____________，線速度大小為_______。【答案】：2rv/2【解析】：由G=mω2r，解得ω2=G。當其角速度變為原來的倍后，運動半徑變為原來的2倍，即運動半徑為2r。由v=ωr，可得線速度大小為v’=ω·2r=v/2。【考點定位】此題考查萬有引力定律、角速度公式及其相關知識。6.（·海南物理）地球同步衛星到地心的距離r可用地球質量M、地球自轉周期T與引力常量G表示為r=。二、模擬題1．（年3月陜西寶雞第二次質檢）年12月27日，我國正式宣布北斗衛星導航系統試運行啟動，標志著我國自主衛星導航產業發展進入了嶄新的發展階段，發射北斗衛星導航系統中的同步衛星，一般都要采用變軌道發射的方法：衛星首先進入停泊軌道（圓形軌道），當衛星穿過赤道平面A時點火，衛星進入轉移軌道（橢圓軌道），當衛星達到遠地點B時再次點火，進入靜止軌道（同步軌道）．則下列說法正確的是 A．變軌前后衛星的機械能相等 B．衛星在同步軌道運行的周期比地球的自轉周期小 C．衛星在同步軌道運行的速度比在圓形軌道時大 D．同步衛星的角速度與靜止在赤道上物體的角速度大小相同2.（年3月山東煙臺一模）年2月25日0時12分,西昌衛星發射中心用“長征三號丙”運載火箭，成功將第11顆北斗導航衛星送入了太空預定軌道.這是一顆地球同步衛星,若衛星離地心距離為r，運行速率為v1，加速度為a1，地球赤道上的物體隨地球自轉的向心加速度為a2，第一宇宙速度為v2,，地球半徑為R，則A．＝B．=C．=D．＝3．（年3月東北四校一模）北斗衛星導航系統是中國正在實施的自主研發、獨立運行的全球衛星導航系統，我國預計在年建成由30多顆衛星組成的“北斗二號”衛星導航定位系統，此系統由中軌道（離地最近）、高軌道和同步軌道（離地最遠）衛星等組成。現在正在服役的“北斗一號”衛星定位系統的三顆衛星都定位在距地面36000km的地球同步軌道上，而美國的GPS由24顆衛星組成，這些衛星距地面的高度均為0km。設衛星繞地球都做勻速圓周運動，則下列說法中正確的是 A．“北斗一號”系統中的三顆衛星的質量一定相等 B．“北斗二號”中的低軌道衛星的線速度大于高軌道衛星的線速度 C．“北斗一號”的衛星比GPS的衛星周期長 D．若周期為8h的中軌道衛星某時刻在某同步衛星的正下方，則經過24h仍在該同步衛星的正下方中軌道衛星剛好運行3周，同步衛星運行一周，仍在該同步衛星的正下方，選項D正確。4．（年3月山東濰坊模擬）a是放在地球赤道上的物體，b是近地衛星，c是地球同步衛星，a、b、c在同一平面內繞地心做逆時針方向的圓周運動，某時刻，它們運行通過地心的同一直線上，如圖甲所示．一段時間后．它們的位置可能是圖乙中的5．（年3月安徽省“江南十校”高三聯考）“嫦娥一號”和“嫦娥二號”繞月飛行器的運行軌道可近似為圓形軌道，距月球表面高度分別為和，運動周期分別為和。已知月球半徑為，則和的比值為 （） A． B． C． D．6．（年3月江蘇三校聯考）已知地球質量為M，半徑為R，自轉周期為T，地球同步衛星質量為m，引力常量為G。有關同步衛星，下列表述正確的是A．衛星距離地面的高度為B．衛星的運行速度小于第一宇宙速度C．衛星運行時受到的向心力大小為D．衛星運行的向心加速度小于地球表面的重力加速度7．（年3月江西南昌一模）神舟八號飛船繞地球做勻速圓周運動時，飛行軌道在地球表面的投影如圖所示，圖中標明了飛船相繼飛臨赤道上空所對應的地面的經度。設神舟八號飛船繞地球飛行的軌道半徑為r1，地球同步衛星飛行軌道半徑為r2.則req\o\al(3,1)∶req\o\al(3,2)等于A．1∶24B．1∶156C．1∶256D．1∶2108.（年3月山東威海一模）假設月亮和同步衛星都是繞地心做勻速圓周運動的，下列說法正確的是A.同步衛星的線速度大于月亮的線速度B.同步衛星的角速度大于月亮的角速度C.同步衛星的向心加速度大于月亮的向心加速度D.同步衛星的軌道半徑大于月亮的軌道半徑.答案：ABC解析：同步衛星的線速度大于月亮的線速度，選項A正確，同步衛星的角速度大于月亮的角速度，選項B正確；同步衛星的向心加速度大于月亮的向心加速度，選項C正確；同步衛星的軌道半徑小于月亮的軌道半徑，選項D錯誤。9．(年5月山東省濟寧市二模)年2月25日，我國成功地將第十一顆北斗導航衛星送入太空預定軌道一地球靜止軌道，使之成為地球同步衛星。關于該衛星，下列說法正確的是A．相對于地面靜止，離地面高度為在R～4R(R為地球半徑)之間的任意值B．運行速度大于7.9km/sC．角速度大于靜止在地球赤道上物體的角速度D．向心加速度大于靜止在地球赤道上物體的向心加速度10.（年5月江蘇省蘇北四市聯考）我國正在建設中的“北斗”衛星導航系統將由5顆地球同步衛星和20可非同步衛星組成。已知兩顆同步軌道衛星A、B分別定點于赤道上東經80°和140°的上空，軌道半徑為r。則關于A、B兩顆衛星，下列說法正確的是A．兩衛星內的物體都處于平衡狀態B．兩衛星運行的線速度相同C．這兩顆衛星的信號可覆蓋整個地球表面D．兩衛星的間距是固定的，大小為r11．（年5月湖北黃岡三模）年4月30日4時50分，我國在西昌衛星發射中心用“長征三號乙”運載火箭，成功發射兩顆北斗導航衛星。這是我國首次采用“一箭雙星”方式發射兩顆地球中高軌道衛星。北斗衛星導航系統由靜止軌道衛星（同步衛星）和中軌道衛星組成，中軌道衛星平均分布在傾角55°的三個平面上，軌道高度約21500km，靜止軌道衛星的高度約為36000km。下列說法中正確的是（） A．在靜止軌道上，衛星的質量越大其運行周期越小 B．靜止軌道衛星的線速度小于中軌道衛星的線速度 C．中軌道衛星的周期一定大于24h D．中軌道衛星的線速度可能大于7.12．（年5月湖北武漢沖刺訓練）假設有一載人宇宙飛船在距地面高度為4200km的赤道上空繞地球做勻速圓周運動，地球半徑約為6400km，地球同步衛星距地面高度為36000km，宇宙飛船和地球同步衛星繞地球同向運動。每當二者相距最近時，宇宙飛船就向同步衛星發射信號，然后再由同步衛星將信號發送到地面接收站。某時刻二者相距最遠，從此刻開始，在一晝夜的時間內，接收站共接收到信號的次數為 A．4次 B．6次 C．7次 D．8次O13．（上海徐匯期末）如圖所示，兩個衛星繞著同一行星做勻速圓周運動，軌道半徑分別為R1和R2，R1＞R2，兩衛星的線速度分別為v1和v2，角速度分別為1和2，周期分別為T1和T2，則（）O（A）v2＞v1，2＞1，T2＜T1 （B）v2＜v1，2＞1，T2＞T1（C）v2＞v1，2＜1，T2＞T1 （D）v2＜v1，2＜1，T2＜T114．（江蘇四市聯考）美國宇航局年12月5日宣布，他們發現了太陽系外第一顆類似地球的、可適合居住的行星—“開普勒-22b”，它每290天環繞著一顆類似于太陽的恒星運轉一周，距離地球約600光年，體積是地球的2.4倍。已知萬有引力常量和地球表面的重力加速度。根據以上信息，下列推理中正確的是A．若能觀測到該行星的軌道半徑，可求出該行星所受的萬有引力B．若已知該行星的密度和半徑，可求出該行星的軌道半徑C．根據地球的公轉周期與軌道半徑，可求出該行星的軌道半徑D．若該行星的密度與地球的密度相等，可求出該行星表面的重力加速度15．（湖南2月聯考）有密度相同的兩顆行星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（忽略行星自轉的影響），則下列說法正確的是 （） A．兩行星A、B的質量之比為8∶1 B．兩行星A、B的半徑之比為2∶1 C．兩行星A、B的第一宇宙速度之比為1∶2 D．兩行星A、B的第一宇宙速度之比為2∶115．答案：ABD解析：根據兩星密度相同有，根據兩星重力加速度的關系有，得，，AB正確；由第一宇宙速度得，D項正確。16．（浙江省年2月四校聯考）年初，我國宣布北斗導航系統正式商業運行。北斗導航系統又被稱為“雙星定位系統”，具有導航、定位等功能。“北斗”系統中兩顆工作星均繞地心O做勻速圓周運動，軌道半徑為r，某時刻兩顆工作衛星分別位于軌道上的A、B兩位置（如圖所示）．若衛星均順時針運行，地球表面處的重力加速度為g，地球半徑為R，不計衛星間的相互作用力．則以下判斷中正確的是：17．（年2月深圳第一次調研）在地球的圓形同步軌道上有某一衛星正在運行，則下列說法正確的是A．衛星的重力小于在地球表面時受到的重力B．衛星處于完全失重狀態，所受重力為零C．衛星離地面的高度是一個定值D．衛星相對地面靜止，處于平衡狀態18.（年2月福建晉江四校第二次聯考）年2月11日，俄羅斯的“宇宙-2251”衛星和美國的“銥-33”衛星在西伯利亞上空約805km處發生碰撞。這是歷史上首次發生的完整在軌衛星碰撞事件。碰撞過程中產生的大量碎片可能會影響太空環境。假定有質量相等的甲、乙兩塊碎片，繞地球運動的軌道都是圓，甲的運行速率比乙的大，則下列說法中正確的是（）A．甲的運行周期一定比乙的短 B．甲距地面的高度一定比乙的高甲的向心力一定比乙的小 D．甲的角速度一定比乙的小P2119．（年2月洛陽五校聯考）北京時間9月26日凌晨4時03分，神舟七號飛船成功變軌，由入軌時的橢圓軌道1進入距地球表面約343公里的近圓軌道2。如圖所示，若兩軌道相切于P點，在橢圓軌道1上經過P點時，神州七號飛船的速度為，加速度為，周期為；在近圓軌道2上經過P點時，神州七號飛船的速度為，加速度為，周期為，則下列說法正確的是（）P21 A．由軌道1變軌為軌道2，神州七號飛船在經過P時向運動方向噴氣 B． C． D．19．答案：BD解析：考查萬有引力定律及其應用。由橢圓軌道1變軌為近圓軌道2，神州七號飛船在經過遠地點P時需要加速，故需要向運動的反方向噴氣，選項A錯誤，選項B正確。由于經過P點時，由萬有引力提供加速度，20.（年2月山西四校聯考）年11月29日我國在西昌衛星發射中心用“長征三號甲”運載火箭，成功將第9顆北斗導航衛星送入太空軌道．“北斗”衛星導航定位系統將由5顆靜止軌道衛星（同步衛星）和30顆非靜止軌道衛星組成，30顆非靜止軌道衛星中有27顆是中軌道衛星，中軌道衛星平均分布在傾角55度的三個平面上，軌道高度約21500公里，靜止軌道衛星的高度約為36000公里，地球半徑約為6400公里．已≈0.53A．靜止軌道衛星的向心加速度比中軌道衛星向心加速度大B．靜C．中軌道衛星的周期約為12.7hD．地球赤道上隨地球自轉物體的向心加速度比靜止軌道衛星向心加速度小21.（8分）（江西三校聯考）年7月11日23時41分，我國在西昌衛星發射中心用長征三號丙運載火箭，成功將“天鏈一號02星”送入太空.火箭飛行約26分鐘后，西安衛星測控中心傳來的數據表明，星箭分離，衛星成功進入地球同步轉移軌道.“天鏈一號02星”是我國第二顆地球同步軌道數據中繼衛星，又稱跟蹤和數據中繼衛星，由中國航天科技集團公司所屬中國空間技術研究院為主研制.中繼衛星被譽為“衛星的衛星”，是航天器太空運行的數據“中轉站”，用于轉發地球站對中低軌道航天