專題15-北斗導(dǎo)航模型-高考物理萬有引力與航天常用模型(解析版)

高考物理《萬有引力與航天》常用模型最新模擬題精練專題15.北斗導(dǎo)航模型一．選擇題1（2022江蘇第二次百校大聯(lián)考）.“北斗”第49顆衛(wèi)星繞地球做圓周運動,該衛(wèi)星的運轉(zhuǎn)周期與地球自轉(zhuǎn)周期相同,軌道平面與赤道平面成一定角度。該衛(wèi)星A.相對地面是靜止的 B.運行速度等于第一宇宙速度C.軌道半徑與地球同步衛(wèi)星相同 D.向心加速度大于地面的重力加速度【參考答案】C【名師解析】衛(wèi)星運轉(zhuǎn)周期與地球自轉(zhuǎn)周期相同,但軌道平面與赤道平面成一定角度,所以衛(wèi)星不是同步衛(wèi)星,但軌道半徑與同步衛(wèi)星相同,A錯誤。運行速度小于第一宇宙速度,B錯誤。向心加速度小于地面重力加速度,D錯誤。所以選C。2.（2022山東棗莊二模）我國北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)由空間段、地面段和用戶段三部分組成?？臻g段由若干地球靜止軌道衛(wèi)星、傾斜地球同步軌道衛(wèi)星和中圓地球軌道衛(wèi)星組成，如圖所示。設(shè)三類衛(wèi)星都繞地球做勻速圓周運動，其軌道半徑關(guān)系為。下列說法正確的是（）A.的線速度比的小B.的角速度比的小C.和的周期之比為D.和的線速度之比為【參考答案】BD【名師解析】根據(jù)萬有引力提供向心力可得解得可得和的線速度之比為由于與的軌道半徑相等，所以與的線速度大小相等，A錯誤，D正確；根據(jù)萬有引力提供向心力可得解得由于的軌道半徑大于的軌道半徑，所以的角速度比的小，B正確；根據(jù)萬有引力提供向心力可得解得可得和的周期之比為，C錯誤。2.（2022河南南陽一中質(zhì)檢）如圖所示，是北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)中的3顆衛(wèi)星，它們的繞行方向相同，周期分別為，下列說法中正確的是（）

A.大于B.b加速可以追上cC.b與c的向心力大小相等D.每隔時間與地球球心三點共線【參考答案】D【名師解析】由開普勒第三定律可知，故A錯誤；b加速后會做離心運動，故B錯誤；因衛(wèi)星質(zhì)量未知，向心力大小無法判斷，故C錯誤；根據(jù)角度關(guān)系有可求出共線周期，故D正確。3．（福建漳州市2021屆高三畢業(yè)班適應(yīng)性測試1）2020年3月9日，中國在西昌衛(wèi)星發(fā)射中心用長征三號乙運載火箭，成功發(fā)射北斗系統(tǒng)第54顆導(dǎo)航衛(wèi)星。北斗導(dǎo)航衛(wèi)星系統(tǒng)共有三種衛(wèi)星：地球同步衛(wèi)星、中圓軌道衛(wèi)星（軌道形狀為圓形，軌道半徑在1000公里和3萬公里之間）、傾斜地球同步軌道衛(wèi)星（周期為24h）。則A．中圓軌道衛(wèi)星的運行周期為24hB．中圓軌道衛(wèi)星的運行線速度大于7.9km/sC．傾斜地球同步軌道衛(wèi)星一定比中圓軌道衛(wèi)星的角速度大D．傾斜地球同步軌道衛(wèi)星與地球同步衛(wèi)星運行的線速度等大【參考答案】D【名師解析】本題考察衛(wèi)星運動，萬有引力定律。根據(jù)萬有引力提供向心力可得，可得，r大，T大，所以中圓軌道衛(wèi)星的軌道半徑小于同步衛(wèi)星的軌道半徑，因此其運行周期小于24h，因此A錯；中圓軌道衛(wèi)星的線速度小于等于第一宇宙速度，因此B錯誤；傾斜地球同步軌道衛(wèi)星比中圓軌道衛(wèi)星的r大，所以ω小，因此C錯；傾斜地球同步軌道衛(wèi)星與地球同步衛(wèi)星運行r一樣，所以線速度大小一樣，因此D正確。4.（2021湖南名校質(zhì)檢）.2020年6月23日，我國在西昌衛(wèi)星發(fā)射中心成功發(fā)射北斗系統(tǒng)第55顆導(dǎo)航衛(wèi)星，至此北斗全球衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)星座部署全面完成.北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)由不同軌道衛(wèi)星構(gòu)成，其中北斗導(dǎo)航系統(tǒng)第4l顆衛(wèi)星為地球同步軌道衛(wèi)星，它的軌道半徑約為4.2×107m.第44顆衛(wèi)星為傾斜地球同步軌道衛(wèi)星，運行周期等于地球的自轉(zhuǎn)周期24h.兩種同步衛(wèi)星的繞行軌道都為圓軌道.傾斜地球同步軌道平面與地球赤道平面成一定夾角，如圖所示.已知引力常量.下列說法中正確的是A.兩種同步衛(wèi)星都可能經(jīng)過北京上空B.傾斜地球同步軌道衛(wèi)星一天2次經(jīng)過赤道正上方同一位置C.根據(jù)題目數(shù)據(jù)可估算出第44顆衛(wèi)星的質(zhì)量D.任意12小時內(nèi)，萬有引力對第41顆衛(wèi)星沖量的大小和對第44顆衛(wèi)星沖量的大小相等【參考答案】B【名師解析】傾斜地球同步軌道衛(wèi)星可能經(jīng)過北京上空，而地球同步軌道衛(wèi)星不能經(jīng)過北京上空，A不符合題意；傾斜地球同步軌道衛(wèi)星周期為24h，如果開始時位于南半球上方，則一天之內(nèi)傾斜地球同步軌道衛(wèi)星會跨過赤道某點上方到達(dá)北半球上方，然后再次跨過赤道上同一點上方回到南半球上方，故2次經(jīng)過赤道正上方同一位置，B符合題意；由于兩種衛(wèi)星的周期相等，都是24h，故根據(jù)，可得質(zhì)量，代入數(shù)據(jù)即只可求出地球質(zhì)量，C不符合題意；兩衛(wèi)星的線速度大小相等，設(shè)為，相等任意12小時內(nèi)，萬有引力使兩顆衛(wèi)星的速度改變180°，速度變化量大小為，根據(jù)動量定理可知，雖然速度變化量大小相等，但兩星質(zhì)量不一定相等，故地球?qū)Φ?1顆衛(wèi)星沖量的大小和對第44顆衛(wèi)星沖量的大小不一定相等，D不符合題意.5.（2020年3月武漢質(zhì)檢）北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)是中國自行研制的全球衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)。為了兼顧高緯度地區(qū)的定位和導(dǎo)航需要，該系統(tǒng)已布置了10余顆傾斜地球同步軌道衛(wèi)星(IGSO)，其軌道是與赤道平面呈一定夾角的圓形，圓心為地心，運行周期與地球自轉(zhuǎn)周期相同。關(guān)于傾斜地球同步軌道衛(wèi)星，下列說法正確的是A．該衛(wèi)星不可能經(jīng)過北京上空B．該衛(wèi)星距地面的高度與同步軌道靜止衛(wèi)星相同C．與赤道平面夾角為30°的傾斜地球同步軌道只有唯一一條D．該衛(wèi)星運行的速度大于第一宇宙速度【參考答案】.B【命題意圖】本題以北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)為情景，考查對傾斜地球同步軌道衛(wèi)星(IGSO)的理解及其相關(guān)知識點，考查的核心素養(yǎng)是“運動和力”的觀點。【解題思路】根據(jù)題述信息，該系統(tǒng)已布置了10余顆傾斜地球同步軌道衛(wèi)星(IGSO)，其軌道是與赤道平面呈一定夾角的圓形，圓心為地心，運行周期與地球自轉(zhuǎn)周期相同，該衛(wèi)星可能經(jīng)過北京上空，選項A錯誤；由于傾斜軌道衛(wèi)星運行周期與地球自轉(zhuǎn)周期相同，根據(jù)開普勒定律，其軌道半徑與同步軌道靜止衛(wèi)星相同，所以該衛(wèi)星距地面的高度與同步軌道靜止衛(wèi)星相同，選項B正確；與赤道平面夾角為30°的傾斜地球同步軌道可以由兩條，選項C錯誤；由于該衛(wèi)星距離地面高度很大，不是近地面衛(wèi)星，其運行的速度小于第一宇宙速度，大約為3.1km/s，選項D錯誤。【易錯警示】解答此題常見錯誤主要有：一是對題述信息不理解；二是對地球同步軌道衛(wèi)星理解掌握不到位。6．（2020年4月浙江稽陽聯(lián)考）2020年3月9日，北斗54號衛(wèi)星“吉星”入軌，離北斗全球組網(wǎng)成功僅一步之遙。在疫情防控期間，北斗導(dǎo)航系統(tǒng)在精準(zhǔn)排查、智慧物流中都發(fā)揮了重要作用。“吉星”為地球同步衛(wèi)星，軌道半徑為地球半徑的6.6倍。另有一顆地球極地軌道衛(wèi)星“小哲”，軌道半徑為地球半徑的3.17倍。已知eq\f(6.63,3.173)=9，則A．公轉(zhuǎn)線速度大小，“小哲”約為“吉星”的2倍B．公轉(zhuǎn)角速度大小，“小哲”約為“吉星”的2倍C．公轉(zhuǎn)向心加速度大小，“小哲”約為“吉星”的3倍D．公轉(zhuǎn)周期，“小哲”約為“吉星”的eq\f(1,3)倍【參考答案】D。【命題意圖】本題考查萬有引力定律和牛頓運動定律、開普勒第三定律及其相關(guān)知識點?！窘忸}思路】設(shè)地球半徑為R，“小哲”的公轉(zhuǎn)軌道半徑約為3.17R，“吉星”的公轉(zhuǎn)軌道半徑約為6.6R，根據(jù)萬有引力提供向心力，G=mv2/r，可得衛(wèi)星的線速度v2∝(1/r)，所以“小哲”的公轉(zhuǎn)線速度大小約為“吉星”線速度eq\r(,2)倍，選項A錯；由G=mω2r，可得衛(wèi)星運動的角速度ω2∝(1/r3)，所以“小哲”的公轉(zhuǎn)角速度大小約為“吉星”角速度3倍，選項B錯誤；由G=ma，可得衛(wèi)星的向心加速度a∝(1/r2)，所以“小哲”的向心加速度大小約為“吉星”向心加速度的4倍，選項C錯誤；由開普勒第三定律，=，可知“小哲”的公轉(zhuǎn)周期約為“吉星”公轉(zhuǎn)周期的1/3倍，選項D正確。【關(guān)鍵點撥】對于衛(wèi)星繞地球的運動，可利用萬有引力提供向心力，選擇合適的向心加速度公式，列方程解答。2020年6月23我在昌星射心成發(fā)北系第55顆航至北斗球星航統(tǒng)座署面北導(dǎo)系第41顆星地同軌衛(wèi)，第49顆衛(wèi)星為傾斜地球同步軌道衛(wèi)星，它們的軌道半徑約為4.2×107m，運行周期都等于地球的自轉(zhuǎn)周期24h。傾斜地球同步軌道平面與地球赤道平面成一定夾角，如圖所示。已知引力常量A．根據(jù)題目數(shù)據(jù)可估算出地球的質(zhì)量B．同步軌道衛(wèi)星可能經(jīng)過北京上空C傾地同軌衛(wèi)一天2經(jīng)赤正方一置D．傾斜地球同步軌道衛(wèi)星的運行速度大于第一宇宙速度【參考答案】AC【名師解析】根據(jù)題述“北導(dǎo)系第41顆星地同軌衛(wèi)，第49顆衛(wèi)星為傾斜地球同步軌道衛(wèi)星，它們的軌道半徑約為4.2×107m，運行周期都等于地球的自轉(zhuǎn)周期24h”，利用洛倫茲力提供向心力可以得出地球質(zhì)量，選項A正確；地同軌衛(wèi)經(jīng)過北京上空，選項B錯誤；傾地同軌衛(wèi)一天2經(jīng)赤正方一置，選項C正確；傾斜地球同步軌道衛(wèi)星的運行速度大約為3.1km/s，小于第一宇宙速度，選項D錯誤。8.（2020年4月浙江衢州、湖州、麗水三地市質(zhì)檢）北斗系統(tǒng)空間段由若干地球靜止軌道衛(wèi)星、傾斜地球同步軌道衛(wèi)AB36000km，中圓C21500km。下列說法正確的是BBCAA．A與B運行的周期相同B．A與B受到的向心力一定相同C．BC運行的線速度大D．BC運行的角速度大【參考答案】.A【命題意圖】本題以北斗導(dǎo)航衛(wèi)星系統(tǒng)為情景，考查萬有引力定律、衛(wèi)星的運動及其相關(guān)知識點，考查的核心素養(yǎng)是運動和力的觀念?！窘忸}思路】根據(jù)題述，AB36000km，兩者軌道半徑大小相等，根據(jù)開普勒定律，可知A與B運行的周期相同，選項A正確；由于題述沒有給出AB的質(zhì)量關(guān)系，由萬有引力定律提供向心力，G=F，可知A與B受到的向心力不一定相同，選項B錯誤；根據(jù)題述，B36000km，中圓C21500km，可知B中圓C由萬有引力定律提供向心力，G=mv2/r，解得：v=，所以BC運行的線速度小，選項C錯誤；由萬有引力定律提供向心力，G=mω2r，解得：ω=，所以BC運行的角速度小，選項D錯誤?！娟P(guān)鍵點撥】對于衛(wèi)星繞地球運動類問題，一般運用萬有引力提供向心力列方程得出關(guān)系式，根據(jù)題述分析得出。9．（2020北京海淀一模）2020年3月9日，我國在西昌衛(wèi)星發(fā)射中心成功發(fā)射北斗系統(tǒng)第54顆導(dǎo)航衛(wèi)星，北斗導(dǎo)航工程實現(xiàn)2020年“開門紅”。北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)由地球同步靜止軌道衛(wèi)星、與同步靜止軌道衛(wèi)星具有相同周期的地球同步傾斜軌道衛(wèi)星，以及比它們軌道低一些的中軌道衛(wèi)星組成。它們均為圓軌道衛(wèi)星，軌道分布情況如圖4所示，則圖圖4A．地球同步傾斜軌道衛(wèi)星可相對靜止在北京上空B．地球同步傾斜軌道衛(wèi)星的軌道高度大于同步靜止軌道衛(wèi)星的軌道高度C．所有同步衛(wèi)星繞地球運動的速率都一定小于中軌道衛(wèi)星繞地球運動的速率D．質(zhì)量相等的中軌道衛(wèi)星與同步軌道衛(wèi)星相比，中軌道衛(wèi)星所具有的機(jī)械能較大【參考答案】C【名師解析】地球同步傾斜軌道衛(wèi)星相對于地球表面是運動的，只是每天同一時間經(jīng)過地球同一地方上空，不可相對靜止在北京上空，選項A錯誤；地球同步傾斜軌道衛(wèi)星的運行周期等于同步靜止軌道衛(wèi)星的運行周期，根據(jù)開普勒定律，兩者的軌道半徑相等，所以地球同步傾斜軌道衛(wèi)星的軌道高度等于同步靜止軌道衛(wèi)星的軌道高度，選項B錯誤；根據(jù)萬有引力提供向心力，G=mv2/r，可得衛(wèi)星運行速率：v=，所以所有同步衛(wèi)星繞地球運動的速率都一定小于中軌道衛(wèi)星繞地球運動的速率，選項C正確；由于質(zhì)量相等的衛(wèi)星越高，其機(jī)械能越大，所以質(zhì)量相等的中軌道衛(wèi)星與同步軌道衛(wèi)星相比，中軌道衛(wèi)星所具有的機(jī)械能較小，選項D錯誤。10.（2020年4月溫州選考適應(yīng)性測試）北斗衛(wèi)星是我國自行研制的全球衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)(BDS)。其中第41顆北斗衛(wèi)星是地球靜止軌道衛(wèi)星，第49顆北斗衛(wèi)星是傾斜地球“同步”衛(wèi)星(軌道傾斜、周期與地球自轉(zhuǎn)周期相同)，第50顆和51顆北斗衛(wèi)星是中圓軌道衛(wèi)星(軌道高度約20000km)，則下列說法正確的是A.第50顆衛(wèi)星的運行周期大于24hB.第51顆衛(wèi)星繞地球運行速度約為7.9km/sC.第41顆、第49顆衛(wèi)星都相對地面靜止D.第41顆、第49顆衛(wèi)星的角速度大小相等【參考答案】D【命題意圖】本題以我國自行研制的全球衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)(BDS)為情景，考查衛(wèi)星運動、對地球“同步”衛(wèi)星理解及其相關(guān)知識點，考查的核心素養(yǎng)是“運動和力”的觀點?！窘忸}思路】根據(jù)題述，第50顆和51顆北斗衛(wèi)星是中圓軌道衛(wèi)星(軌道高度約20000km)，低于地球靜止軌道衛(wèi)星的高度，大于近地面衛(wèi)星的高度，所以第50顆衛(wèi)星的運行周期小于24h，第51顆衛(wèi)星繞地球運行速度小于7.9km/s，選項AB錯誤；第41顆北斗衛(wèi)星是地球靜止軌道衛(wèi)星，相對于地面靜止，而第49顆北斗衛(wèi)星是傾斜地球“同步”衛(wèi)星(軌道傾斜、周期與地球自轉(zhuǎn)周期相同)，相對于地面是運動的，選項C錯誤；由于第41顆、第49顆衛(wèi)星圍繞地球運動的周期與地球自轉(zhuǎn)周期相同，由T=2π/ω，可知角速度大小ω相等，選項D正確。【關(guān)鍵點撥】地球靜止軌道衛(wèi)星，相對于地面靜止，距離地面高度約36000km，圍繞地球運動的線速度v約為3.1km/s，周期24小時。11.（2020廣東六校聯(lián)盟第三次聯(lián)考）2018年3月30日1時56分，我國在西昌衛(wèi)星發(fā)射中心用長征三號乙運載火箭，以“一箭雙星”方式成功發(fā)射第三十、三十一顆北斗導(dǎo)航衛(wèi)星。這兩顆衛(wèi)星屬于中圓地球軌道衛(wèi)星，是我國北斗三號第七、八顆組網(wǎng)衛(wèi)星。北斗導(dǎo)航衛(wèi)星的軌道有三種：地球靜止軌道(高度35809km)、傾斜地球同步軌道(高度35809km)、中圓地球軌道(高度21607km)，如圖所示。已知地球半徑為6370km，下列說法正確的是A．傾斜同步軌道衛(wèi)星的加速度與地球靜止軌道的加速度大小相等B．中圓地球軌道衛(wèi)星受到的萬有引力一定比靜止軌道衛(wèi)星受到的萬有引力大C．傾斜同步軌道衛(wèi)星每天在固定的時間經(jīng)過同一地區(qū)的正上方D．傾斜同步軌道衛(wèi)星的機(jī)械能一定大于中圓地球軌道衛(wèi)星的機(jī)械能【參考答案】AD【名師解析】由于傾斜同步軌道衛(wèi)星與地球靜止軌道衛(wèi)星距離地面高度相同，繞地球運動的軌道半徑相同，由G=ma可知，傾斜同步軌道衛(wèi)星的加速度與地球靜止軌道的加速度大小相等，選項A正確；由于題述沒有給出中圓地球軌道衛(wèi)星與靜止軌道衛(wèi)星的質(zhì)量關(guān)系，根據(jù)萬有引力定律，不能得出中圓地球軌道衛(wèi)星與靜止軌道衛(wèi)星受到的萬有引力關(guān)系，選項B錯誤；由于傾斜同步軌道衛(wèi)星繞地球轉(zhuǎn)動周期等于地球自轉(zhuǎn)周期，所以傾斜同步軌道衛(wèi)星每天在固定的時間經(jīng)過同一地區(qū)的正上方，選項C錯誤；由于題述給出中圓地球軌道衛(wèi)星與靜止軌道衛(wèi)星的質(zhì)量關(guān)系，所以不能得出傾斜同步軌道衛(wèi)星的機(jī)械能一定大于中圓地球軌道衛(wèi)星的機(jī)械能，選項D錯誤。12.（2020江蘇南通泰州一模）2019年12月16日，第52、53顆北斗導(dǎo)航衛(wèi)星成功發(fā)射，北斗導(dǎo)航衛(wèi)星中包括地球同步衛(wèi)星和中圓軌道衛(wèi)星，它們都繞地球做圓周運動，同步衛(wèi)星距地面的高度大于中圓軌道衛(wèi)星距地面的高度．與同步衛(wèi)星相比，下列物理量中中圓軌道衛(wèi)星較小的是()A.周期B.角速度C.線速度D.向心加速度【參考答案】A【名師解析】根據(jù)萬有引力提供向心力可知：

解得：

同步衛(wèi)星的軌道半徑大于中圓軌道衛(wèi)星，則中圓軌道衛(wèi)星的周期小，角速度、線速度和向心加速度均大，故A正確，BCD錯誤。

【關(guān)鍵點撥】衛(wèi)星繞地球球心做圓周運動，由萬有引力提供向心力，由此列式分析各個量的大小。

此題考查了人造衛(wèi)星的相關(guān)知識，解題的關(guān)鍵是根據(jù)萬有引力提供向心力，列出相關(guān)量的表達(dá)式，進(jìn)行判斷。13.（2020江蘇揚(yáng)州一模）2019年11月5日，我國成功發(fā)射了“北斗三號衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)”的第3顆傾斜地球同步軌道衛(wèi)星?！氨倍啡栃l(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)”由靜止地球同步軌道衛(wèi)星、傾斜地球同步軌道衛(wèi)星、中圓地球軌道衛(wèi)星組成。中圓地球軌道衛(wèi)星軌道周期是12個小時左右，“同步軌道”衛(wèi)星的軌道周期等于地球自轉(zhuǎn)周期，衛(wèi)星運行軌道面與地球赤道面的夾角叫做軌道傾角。根據(jù)軌道傾角的不同，可將“同步軌道”分為靜止軌道（傾角為零）、傾斜軌道（傾角不為零）和極地軌道。根據(jù)以上信息，下列說法正確的有（）A.傾斜地球同步軌道衛(wèi)星的高度等于靜止地球同步軌道衛(wèi)星的高度B.中圓地球軌道衛(wèi)星的線速度大于地球同步軌道衛(wèi)星的線速度C.可以發(fā)射一顆傾斜地球同步軌道衛(wèi)星，靜止在揚(yáng)州上空D.可以發(fā)射一顆傾斜地球同步軌道衛(wèi)星，每天同一時間經(jīng)過揚(yáng)州上空【參考答案】ABD【名師解析】“同步軌道“衛(wèi)星的軌道周期等于地球自轉(zhuǎn)周期，根據(jù)萬有引力提供向心力可知，，解得周期：T=，同步衛(wèi)星的周期相同，則其軌道半徑相等，距地面高度相等，故A正確；衛(wèi)星繞地球做勻速圓周運動，萬有引力提供向心力，，解得線速度：，中圓地球軌道衛(wèi)星的軌道半徑小，線速度大，故中圓地球軌道衛(wèi)星的線速度大于地球同步軌道衛(wèi)星的線速度，故B正確；傾斜地球同步軌道衛(wèi)星的周期雖與地球自轉(zhuǎn)周期相同，但不能與地球表面相對靜止，不能靜止在揚(yáng)州上空，故C錯誤；傾斜地球同步軌道衛(wèi)星與地球自轉(zhuǎn)周期相同，則每過24h都運動一圈，則每天同一時間經(jīng)過揚(yáng)州上空，故D正確。【關(guān)鍵點撥】。

同步衛(wèi)星的周期必須與地球自轉(zhuǎn)周期相同。衛(wèi)星做勻速圓周運動，它所受的合力提供向心力，半徑相等則加速度，周期相等。傾斜地球同步軌道衛(wèi)星的周期雖與地球自轉(zhuǎn)周期相同，但不能與地球表面相對靜止，不能靜止在某點的上空。此題考查了同步衛(wèi)星的相關(guān)規(guī)律，同步衛(wèi)星要與地球的自轉(zhuǎn)實現(xiàn)同步，就必須要角速度與地球自轉(zhuǎn)角速度相等，這就決定了它的軌道高度和線速度，理解傾斜的地球同步軌道衛(wèi)星概念，注意區(qū)別兩個同步衛(wèi)星的不同。14.（2020江蘇揚(yáng)州一模）2019年11月5日，我國成功發(fā)射了“北斗三號衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)”的第3顆傾斜地球同步軌道衛(wèi)星?！氨倍啡栃l(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)”由靜止地球同步軌道衛(wèi)星、傾斜地球同步軌道衛(wèi)星、中圓地球軌道衛(wèi)星組成。中圓地球軌道衛(wèi)星軌道周期是12個小時左右，“同步軌道”衛(wèi)星的軌道周期等于地球自轉(zhuǎn)周期，衛(wèi)星運行軌道面與地球赤道面的夾角叫做軌道傾角。根據(jù)軌道傾角的不同，可將“同步軌道”分為靜止軌道（傾角為零）、傾斜軌道（傾角不為零）和極地軌道。根據(jù)以上信息，下列說法正確的有（）A.傾斜地球同步軌道衛(wèi)星的高度等于靜止地球同步軌道衛(wèi)星的高度B.中圓地球軌道衛(wèi)星的線速度大于地球同步軌道衛(wèi)星的線速度C.可以發(fā)射一顆傾斜地球同步軌道衛(wèi)星，靜止在揚(yáng)州上空D.可以發(fā)射一顆傾斜地球同步軌道衛(wèi)星，每天同一時間經(jīng)過揚(yáng)州上空【參考答案】ABD【名師解析】“同步軌道“衛(wèi)星的軌道周期等于地球自轉(zhuǎn)周期，根據(jù)萬有引力提供向心力可知，，解得周期：T=，同步衛(wèi)星的周期相同，則其軌道半徑相等，距地面高度相等，故A正確；衛(wèi)星繞地球做勻速圓周運動，萬有引力提供向心力，，解得線速度：，中圓地球軌道衛(wèi)星的軌道半徑小，線速度大，故中圓地球軌道衛(wèi)星的線速度大于地球同步軌道衛(wèi)星的線速度，故B正確；傾斜地球同步軌道衛(wèi)星的周期雖與地球自轉(zhuǎn)周期相同，但不能與地球表面相對靜止，不能靜止在揚(yáng)州上空，故C錯誤；傾斜地球同步軌道衛(wèi)星與地球自轉(zhuǎn)周期相同，則每過24h都運動一圈，則每天同一時間經(jīng)過揚(yáng)州上空，故D正確。【關(guān)鍵點撥】。

同步衛(wèi)星的周期必須與地球自轉(zhuǎn)周期相同。衛(wèi)星做勻速圓周運動，它所受的合力提供向心力，半徑相等則加速度，周期相等。傾斜地球同步軌道衛(wèi)星的周期雖與地球自轉(zhuǎn)周期相同，但不能與地球表面相對靜止，不能靜止在某點的上空。此題考查了同步衛(wèi)星的相關(guān)規(guī)律，同步衛(wèi)星要與地球的自轉(zhuǎn)實現(xiàn)同步，就必須要角速度與地球自轉(zhuǎn)角速度相等，這就決定了它的軌道高度和線速度，理解傾斜的地球同步軌道衛(wèi)星概念，注意區(qū)別兩個同步衛(wèi)星的不同。15．（6分）(2020福建廈門外國語學(xué)校最后模擬)2020年6月23日9時43分，我國在西昌衛(wèi)星發(fā)射中心用長征三號乙運載火箭，成功發(fā)射北斗系統(tǒng)第五十五顆導(dǎo)航衛(wèi)星，暨北斗三號最后一顆全球組網(wǎng)衛(wèi)星。至此，北斗三號全球衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)星座部署比原計劃提前半年全面完成。已知地球的質(zhì)量為M，平均半徑為R，自轉(zhuǎn)角速度為ω，引力常量為G，該衛(wèi)星為地球靜止軌道衛(wèi)星（同步衛(wèi)星），下列說法正確的是（）A．該導(dǎo)航衛(wèi)星運行速度大于第一宇宙速度 B．該導(dǎo)航衛(wèi)星的預(yù)定軌道離地高度為h＝ C．該導(dǎo)航衛(wèi)星的發(fā)射速度大小介于第一宇宙速度和第二宇宙速度之間 D．該導(dǎo)航衛(wèi)星在軌道運行時速率會小于質(zhì)量較小的同步衛(wèi)星【分析】第一宇宙速度是衛(wèi)星繞地球做圓周運動最大的運行速度；地球同步衛(wèi)星的運行角速度等于地球自轉(zhuǎn)的角速度，由萬有引力提供向心力列式，可求出軌道離地高度；根據(jù)衛(wèi)星的速度公式v＝分析衛(wèi)星的速度?！久麕熃馕觥康谝挥钪嫠俣仁切l(wèi)星繞地球做圓周運動最大的運行速度，則知該導(dǎo)航衛(wèi)星運行速度小于第一宇宙速度，故A錯誤；該導(dǎo)航衛(wèi)星運行的角速度等于地球自轉(zhuǎn)的角速度，由萬有引力提供向心力得：G＝mω2（R+h），解得：h＝，故B正確；根據(jù)衛(wèi)星的發(fā)射原理可知，第一宇宙速度是環(huán)繞速度，即發(fā)射繞地球表面飛行的近地衛(wèi)星的運行速度，第二宇宙速度是脫離速度，即發(fā)射脫離地球引力束縛的衛(wèi)星的最小發(fā)射速度，則知該導(dǎo)航衛(wèi)星的發(fā)射速度大小介于第一宇宙速度和第二宇宙速度之間，故C正確；根據(jù)衛(wèi)星的速度公式v＝分析知，同一軌道衛(wèi)星的運行速率相等，與衛(wèi)星的質(zhì)量無關(guān)，知該導(dǎo)航衛(wèi)星在軌道運行時速率會等于質(zhì)量較小的同步衛(wèi)星，故D錯誤?！娟P(guān)鍵點撥】解決本題時，要了解宇宙速度的意義，知道地球同步衛(wèi)星的運行角速度等于地球自轉(zhuǎn)的角速度，能根據(jù)萬有引力提供向心力求衛(wèi)星的高度。16．（6分）北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)是我國著眼于國家安全和經(jīng)濟(jì)社會發(fā)展需要，自主建設(shè)、獨立運行的衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)，目前有32顆正常運行。其中地球靜止軌道衛(wèi)星（GEO）5顆，定點位置為東經(jīng)58.75°、80°、110.5°、140°、160°的赤道上空；傾斜地球同步衛(wèi)星（IGSO）7顆，均在傾角55°的軌道面上；中地球軌道衛(wèi)星（MEO）20顆，運行在3個傾角為55°的軌道面上。如圖所示是一顆地球靜止軌道衛(wèi)星A、一顆傾斜地球同步衛(wèi)星B和一顆中地球軌道衛(wèi)星C的軌道立體對比示意圖，其中衛(wèi)星B、C的軌道共面，它們都繞地球做勻速圓周運動。已知衛(wèi)星C的離地高度為h，地球自轉(zhuǎn)周期為T，地球半徑為R，地球表面重力加速度g，萬有引力常量為G，下列判斷正確的是（）A．地球靜止軌道衛(wèi)星A的離地高度為﹣R B．中地球軌道衛(wèi)星C的周期為 C．衛(wèi)星C所受的向心力大于衛(wèi)星B所受的向心力 D．衛(wèi)星C的線速度小于衛(wèi)星B的線速度【參考答案】AD【名師解析】地面上的物體，重力近似等于萬有引力，由牛頓第