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1、高考母题解读高考题千变万化，但万变不离其宗。千变万化的新颖高考题都可以看作是由母题衍生而来。研究高考母题，掌握母题解法规律，使学生触类旁通，举一反三，可使学生从题海中跳出来，轻松备考，事半功倍。母题11、地球同步卫星【方法归纳】：卫星绕地球的运动，万有引力提供向心力。卫星绕地球做匀速圆周运动，其轨道平面一定过地心，轨道半径等于卫星与地心的距离。地球同步卫星的轨道一定与赤道共面，其周期等于地球自转周期。卫星问题是高考热点，解决地球同步卫星问题的方法是，根据题述条件及物理情景，利用卫星周期等于地球自转周期，应用卫星相关规律列出相应方程联立解得。典例（2010全国理综2）已知地球同步卫星离地面的高度
2、约为地球半径的6倍。若某行星的平均密度为地球平均密度的一半，它的同步卫星距其表面的高度是其半径的2.5倍，则该行星的自转周期约为A6小时 B. 12小时 C. 24小时 D. 36小时【针对训练题精选解析】1. （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1.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
3、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。2（2010四川理综卷第17题）.a是地球赤道上一栋建筑，b是在赤道平面内做匀速圆周运动、距地面9.6106m的卫星，c是地球同步卫星，某一时刻b、c刚好位于a的正上方（如图甲所示），经48h，a、b、c的大致位置是图乙中的（取地球半径R=6.4106m ，地球表面重力加速度g=10m/s2，=）3.如图所示，a是地球赤道上一点，某时刻在a的正上方有三颗轨道位于赤道平面的卫星b、c、d，各卫星的运行方向均与地球自转方向（图中已标出）相同，其中d是地球同步卫星。从该时刻起，经过一段时间t（已知三颗卫星的周期都大于t），
4、各卫星相对a的位置最接近实际的是4（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：卫星1卫星2地球60ABA这两颗卫星的加速度大小相等，均为 B卫星l由位置A运动至位置B所需的时间为C卫星l向后喷气就一定能追上卫星2D卫星1由位置A运动到位置B的过程中万有引力做正功5（2012年
5、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6（ 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
6、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:A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6.答案：CD解析：静止轨道卫星距地面高度大于中轨道卫星，所以静止轨道卫7. 123QP (1998上海物理)发射地球同步卫星时，先将卫星发射至近地圆轨道1，然后点火，使其沿椭圆轨道2运行，最后再次点火。将卫星送入同步圆轨道3。轨道1、2相切于Q点，轨道2、3相切于P点（如图），则当卫星分别在1，2，3 轨道上正常运行时，以下说
7、法正确的是A卫星在轨道3上的速率大于在轨道1的速率B卫星在轨道3上的角速度小于在轨道1上的角速度C卫星在轨道1上经过Q点时的加速度大于它在轨道2上经过Q点时的加速度D卫星在轨道2上经过P点的加速度等于它在轨道3上经过P点的加速度8. (1999高考题)地球同步卫星到地心的距离r可由r3=求出，已知式中a的单位是m，b的单位是s，c的单位是m/s2，则A.a是地球半径，b是地球自转的周期，c是地球表面处的重力加速度B.a是地球半径，b是同步卫星绕地心运动的周期，c是同步卫星的加速度C.a是赤道周长，b是地球自转周期，c是同步卫星的加速度D.a是地球半径，b是同步卫星绕地心运动的周期，c是地球表面
8、处的重力加速度【解析】由，G=mr,G=Mg联立解得r3=，对比r3=可知，a是地球半径，b是地球自转的周期，也是同步卫星绕地心运动的周期，c是地球表面处的重力加速度，选项AD正确。【答案】AD9（2006江苏物理）如图所示，A是地球的同步卫星。另一卫星 B的圆形轨道位于赤道平面 内，离地面高度为 h。已知地球半径为 R，地球自转角速度为，地球表面的重力加速度为 g，O为地球中心。 （1）求卫星 B的运行周期。 （2）如卫星 B绕行方向与地球自转方向相同，某时刻 A、B两卫星相距最近（O、B、A在同一直线上），则至少经过多长时间，它们再一次相距最近？10。地球上空有人造地球同步通讯卫星，它们向
9、地球发射微波。但无论同步卫星的数目增加到多少个，地球表面总有一部分面积不能直接收到它们发射的微波，求这个面积的大小。已知地球半径为=6.4m半径为R、高为h的球冠的表面积为=2Rh球的表面积=4 ,结果保留一位有效数字.【解析】如图所示，因为同步卫星总是在赤道上空，其高度一定，由同步卫星所在处画一条到地球表面的切线，可见两极地区周围的区域内就接收不到微波信号。以m、M分别表示卫星和地球质量，r表示卫星到地心的距离，T表示地球自转周期，则对地球表面质量为m0的物体，有G= m0g； 对地球同步卫星有11.（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
10、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 =24 h，=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
11、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.12（2004广东物理第16题）某颗地球同步卫星正下方的地球表面上有一观察者，他用天文望远镜观察被太阳光照射的此卫星，试问，春分那天（太阳光直射赤道）在日落12小时内有多长时间该观察者看不见此卫星？已知地球半径为R，地球表面处的重力加速度为g,地球自转周期为T，不考虑大
12、气对光的折射。13(2000天津理综卷)2000年1月26日我国发射了一颗同步卫星，其定点位置与东经98的经线在同一平面内，若把甘肃省嘉峪关处的经度和纬度近似取为东经98和北纬，已知地球半径R、地球自转周期T、地球表面重力加速度g（视为常量）和光速c。试求该同步卫星发出的微波信号传到嘉峪关处的接收站所需的时间（要求用题给的已知量的符号表示）。【解析】设为卫星质量，为地球质量，为卫星到地球中心的距离，为卫星绕地心转动的角速度，由万有引力定律和牛顿定律有， 式中G为万有引力恒量，因同步卫星绕地心转动的角速度与地球自转的角速度相等有 因 得 设嘉峪关到同步卫星的距离为，如图所示，由余弦定理 所求时间为 由以上各式得 8
