（06万有引力与航天） 8卫星物理量的比较 卫星变轨

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卫星物理量的比较
1、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．三者的角度关系 B．三者的周期关系为
C．三者的线速度的大小关系为 D． 三 者 的 向 心 加 速 度 的 大 小 关 系 为
【来源】湖南省张家界市 2019-2020 学年高一（下）期末考试物理试题
【答案】B
【解析】
A．地球赤道上的物体与同步卫星具有相同的角速度，即
卫星绕地球做圆周运动，万有引力提供向心力，由牛顿第二定律得
得
由于 ，则
所以
故A错误；
B．地球赤道上的物体与同步卫星具有相同的角速度和周期，即
卫星绕地球做圆周运动，万有引力提供向心力，由牛顿第二定律得
得
由于 ，则
所以
故B正确；
C．地球赤道上的物体与同步卫星具有相同的角速度，即
由于 ，根据 可知
卫星绕地球做圆周运动，万有引力提供向心力，由牛顿第二定律得
得
由于 ，则
所以
故C错误；
D．地球赤道上的物体与同步卫星具有相同的角速度，即
由于 ，根据 可知
卫星绕地球做圆周运动，万有引力提供向心力，由牛顿第二定律得
得
由于 ，则
所以
故D错误。
故选 B。
2、如图所示，是地球赤道上空的近地卫星 A和地球的同步卫星 B的运动示意图。若它们的
运动均可视为匀速圆周运动，比较这两个卫星的运动情况，以下判断正确的是（　　）
A．两卫星线速度的大小关系为
B．两者向心加速度大小关系为
C．两卫星的运行速度均大于第一宇宙速度
D．同步卫星的周期和地球自转周期相同，但高度和速度可以选择，高度增大，速度减小
【来源】河南省郑州市 2019-2020 学年高一（下）期末考试物理试题
【答案】B
【解析】
ABC．根据
可得
因为 rB>rA>R，则
且两卫星的运行速度均小于第一宇宙速度，选项 AC 错误，B正确；
D．同步卫星的周期和地球自转周期相同，根据
可知，高度和速度都是固定的值，选项 D错误。
故选 B。
3、如图所示是北斗导航系统中部分卫星的轨道示意图，已知 a、b、c三颗卫星均做圆周运
动，a是地球同步卫星，则（　　）
A．卫星 a的角速度小于 c的角速度 B．卫星 a的加速度大于 b的加速度
C．卫星 a的运行速度大于第一宇宙速度 D．卫星 b的周期大于 24 h
【来源】河南省郑州市中牟县第一高级中学 2019-2020 学年高一（下）期中模拟（二）物
理试题
【答案】A
【解析】
AB．根据万有引力提供向心力有
解得
， ， ，
由角速度、加速度的表达式可得出：半径大的角速度小，加速度小，选项 A正确，B错误；
C．由线速度的表达式可得出轨道半径大的线速度小，则卫星 a的运行速度小于第一宇宙速
度，选项 C错误；
D．卫星 b与卫星 a的轨道半径相同，a是地球同步卫星，则周期相同为 24h，选项 D错误
故选 A。
4、如图所示是北斗导航系统中部分卫星的轨道示意图，已知 P、Q、M三颗卫星均做匀速
圆周运动，其中 P是地球同步卫星，则（　　）
A．卫星 P、M的角速瘦 B．卫星 Q、M的加速度
C．卫星 P、Q的机械能一定相等 D．卫星 P和Q均可相对地面静止
【来源】山东省菏泽市第一中学 2019-2020 学年高一（下）7 月期末模拟物理试题
【答案】A
【解析】
A．由万有引力提供向心力
G=mω2r
得
则半径大的角速度小，则 ωP<ωM，故 A正确；
B．由万有引力提供向心力
G=ma
得
a=G
卫星 Q、M的加速度 aQ<aM．故 B错误；
C．卫星 P、Q的质量关系不确定，则机械能不一定相等，选项 C错误；
D．卫星 Q的轨道平面不与赤道重合，则不可能相对地面静止，选项 D错误。
故选 A。
5、如果所示，高度不同的三颗人造卫星，某一瞬间的位置恰好与地心在同一条直线上，如
图 所 示 ， 若 此 时 它 们 的 飞 行 方 向 相 同 ， 角 速 度 分 别 为 ω1、ω2、ω3， 线 速 度 分 别 为
v1、v2、v3周期分别为 T1、T2、T3，向心加速度分别为 al、a2、a3，则（　　）
A．ω1>ω2>ω3B．v1<v2<v3C．T1=T2=T3D．al>a2>a3
【来源】广东省华南师大附中 2019-2020 学年高一（下）期末考试物理试题
【答案】B
【解析】
卫星绕地球做匀速圆周运动，万有引力提供圆周运动向心力，则有
A．解得
半径 r越大角速度 ω越小，则有
ω1<ω2<ω3
故选项 A；
B．解得
摘要：

卫星物理量的比较1、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．三者的角度关系B．三者的周期关系为C．三者的线速度的大小关系为D．三者的向心加速度的大小关系为【来源】湖南省张家界市2019-2020学年高一（下）期末考试物理试题【答案】B【解析】A．地球赤道上的物体与同步卫星具有相同的角速度，即卫星绕地球做圆周运动，万有引力提供向心力，由牛顿第二定律得得由于，则所以故A错误；B．地球赤道上的物体与同步卫星具有相同的角速度和周期，即卫星绕地球做圆周运动，万有引力提供向心力，由牛顿第二定律得得...

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