专题15北斗导航模型-高考物理万有引力与航天常用模型最新模拟题精练

高考物理《万有引力与航天》常用模型最新模拟题精练

专题15.北斗导航模型

一．选择题

1（2022江苏第二次百校大联考）.“北斗”第49颗卫星绕地球做圆周运动,该卫星的运转周期与地球自转周期相同,轨道平面与赤道平面成一定角度。该卫星

A.相对地面是静止的     

B.运行速度等于第一宇宙速度

C.轨道半径与地球同步卫星相同 

D.向心加速度大于地面的重力加速度

2. （2022山东枣庄二模）我国北斗卫星导航系统由空间段、地面段和用户段三部分组成。空间段由若干地球静止轨道卫星、倾斜地球同步轨道卫星和中圆地球轨道卫星组成，如图所示。设三类卫星都绕地球做匀速圆周运动，其轨道半径关系为。下列说法正确的是（　　）

A. 的线速度比的小

B. 的角速度比的小

C. 和的周期之比为

D. 和的线速度之比为

2. （2022河南南阳一中质检）如图所示，是北斗卫星导航系统中的3颗卫星，它们的绕行方向相同，周期分别为，下列说法中正确的是（　　）

A. 大于

B. b加速可以追上c

C. b与c的向心力大小相等

D. 每隔时间与地球球心三点共线

3． （福建漳州市2021届高三毕业班适应性测试1）2020年3月9日，中国在西昌卫星发射中心用长征三号乙运载火箭，成功发射北斗系统第54颗导航卫星。北斗导航卫星系统共有三种卫星：地球同步卫星、中圆轨道卫星（轨道形状为圆形，轨道半径在1 000公里和3万公里之间）、倾斜地球同步轨道卫星（周期为24 h）。则

A．中圆轨道卫星的运行周期为24 h

B．中圆轨道卫星的运行线速度大于7.9 km/s

C．倾斜地球同步轨道卫星一定比中圆轨道卫星的角速度大

D．倾斜地球同步轨道卫星与地球同步卫星运行的线速度等大

4.（2021湖南名校质检）.2020年6月23日，我国在西昌卫星发射中心成功发射北斗系统第55颗导航卫星，至此北斗全球卫星导航系统星座部署全面完成.北斗卫星导航系统由不同轨道卫星构成，其中北斗导航系统第4l颗卫星为地球同步轨道卫星，它的轨道半径约为4.2×107m.第44颗卫星为倾斜地球同步轨道卫星，运行周期等于地球的自转周期24h.两种同步卫星的绕行轨道都为圆轨道.倾斜地球同步轨道平面与地球赤道平面成一定夹角，如图所示.已知引力常量.下列说法中正确的是

A.两种同步卫星都可能经过北京上空

B.倾斜地球同步轨道卫星一天2次经过赤道正上方同一位置

C.根据题目数据可估算出第44颗卫星的质量

D.任意12小时内，万有引力对第41颗卫星冲量的大小和对第44颗卫星冲量的大小相等

5.（2020年3月武汉质检）北斗卫星导航系统是中国自行研制的全球卫星导航系统。为了兼顾高纬度地区的定位和导航需要，该系统已布置了10余颗倾斜地球同步轨道卫星(IGSO)，其轨道是与赤道平面呈一定夹角的圆形，圆心为地心，运行周期与地球自转周期相同。关于倾斜地球同步轨道卫星，下列说法正确的是

A．该卫星不可能经过北京上空

B．该卫星距地面的高度与同步轨道静止卫星相同

C．与赤道平面夹角为30°的倾斜地球同步轨道只有唯一一条

D．该卫星运行的速度大于第一宇宙速度

6．（2020年4月浙江稽阳联考）2020年3月9日，北斗54号卫星“吉星”入轨，离北斗全球组网成功仅一步之遥。在疫情防控期间，北斗导航系统在精准排查、智慧物流中都发挥了重要作用。“吉星”为地球同步卫星，轨道半径为地球半径的6.6倍。另有一颗地球极地轨道卫星“小哲”，轨道半径为地球半径的3.17倍。已知=9，则

A．公转线速度大小，“小哲”约为“吉星”的2倍

B．公转角速度大小，“小哲”约为“吉星”的2倍

C．公转向心加速度大小，“小哲”约为“吉星”的3倍

D．公转周期，“小哲”约为“吉星”的倍

7．（2020年6月山东青岛三模）2020 年 6 月 23 日，我国在西昌卫星发射中心成功发射北斗系统第 55 颗导航卫星，至此北斗全球卫星导航系统星座部署全面完成。北斗导航系统第 41 颗卫星为地球同步轨道卫星，第 49 颗卫星为倾斜地球同步轨道卫星，它们的轨道半径约为 4.2×107 m，运行周期都等于 地球的自转周期 24h。倾斜地球同步轨道平面与地球赤道平面成一定夹角，如图所示。已 知引力常量 G＝6.67×10－11N·m2/kg2，下列说法正确的是

A．根据题目数据可估算出地球的质量

B．同步轨道卫星可能经过北京上空

C．倾斜地球同步轨道卫星一天 2 次经过赤道正上方同一位置

D．倾斜地球同步轨道卫星的运行速度大于第一宇宙速度

8.（2020年4月浙江衢州、湖州、丽水三地市质检）北斗系统空间段由若干地球静止轨道卫星、倾斜地球同步轨道卫 星和中圆地球轨道卫星组成。如图所示，地球静止轨道卫星 A 与倾斜地球同步轨道卫星 B 距地面高度均约为 36000km，中圆轨道卫星 C 距地面高度约为 21500km。下列说法正确的是

A．A 与 B 运行的周期相同

B．A 与 B 受到的向心力一定相同

C．B 比 C 运行的线速度大

D．B 比 C 运行的角速度大

9．（2020北京海淀一模）2020年3月9日，我国在西昌卫星发射中心成功发射北斗系统第54颗导航卫星，北斗导航工程实现2020年“开门红”。北斗卫星导航系统由地球同步静止轨道卫星、与同步静止轨道卫星具有相同周期的地球同步倾斜轨道卫星，以及比它们轨道低一些的中轨道卫星组成。它们均为圆轨道卫星，轨道分布情况如图4所示，则

A．地球同步倾斜轨道卫星可相对静止在北京上空

B．地球同步倾斜轨道卫星的轨道高度大于同步静止轨道卫星的轨道高度

C．所有同步卫星绕地球运动的速率都一定小于中轨道卫星绕地球运动的速率

D．质量相等的中轨道卫星与同步轨道卫星相比，中轨道卫星所具有的机械能较大

10. （2020年4月温州选考适应性测试）北斗卫星是我国自行研制的全球卫星导航系统(BDS) 。其中第41颗北斗卫星是地球静止轨道卫星，第49颗北斗卫星是倾斜地球“同步”卫星(轨道倾斜、周期与地球自转周期相同)，第50颗和51颗北斗卫星是中圆轨道卫星(轨道高度约20000km)，则下列说法正确的是

A.第50颗卫星的运行周期大于24h

B.第51颗卫星绕地球运行速度约为7.9km/s

C.第41颗、第49颗卫星都相对地面静止

D.第41颗、第49颗卫星的角速度大小相等

11.（2020广东六校联盟第三次联考）2018 年 3 月 30 日 1 时 56 分，我国在西昌卫星发射中心用长征三号乙运载火箭，以“一箭双星”方式成功发射第三十、三十一颗北斗导航卫星。这两颗卫星属于中圆地球轨道卫星，是我国北斗三号第七、八颗组网卫星。北斗导航卫星的轨道有三种：地球静止轨道(高度 35809 km)、倾斜地球同步轨道(高度 35809 km)、中圆地球轨道(高度 21607 km)，如图所示。已知地球半径为6370 km，下列说法正确的是

A．倾斜同步轨道卫星的加速度与地球静止轨道的加速度大小相等

B．中圆地球轨道卫星受到的万有引力一定比静止轨道卫星受到的万有引力大

C．倾斜同步轨道卫星每天在固定的时间经过同一地区的正上方

D．倾斜同步轨道卫星的机械能一定大于中圆地球轨道卫星的机械能

12. （2020江苏南通泰州一模） 2019年12月16日，第52、53颗北斗导航卫星成功发射，北斗导航卫星中包括地球同步卫星和中圆轨道卫星，它们都绕地球做圆周运动，同步卫星距地面的高度大于中圆轨道卫星距地面的高度．与同步卫星相比，下列物理量中中圆轨道卫星较小的是(　　)

A. 周期  B. 角速度  C. 线速度  D. 向心加速度

13. （2020江苏扬州一模）2019年11月5日，我国成功发射了“北斗三号卫星导航系统”的第3颗倾斜地球同步轨道卫星。“北斗三号卫星导航系统”由静止地球同步轨道卫星、倾斜地球同步轨道卫星、中圆地球轨道卫星组成。中圆地球轨道卫星轨道周期是12个小时左右，“同步轨道”卫星的轨道周期等于地球自转周期，卫星运行轨道面与地球赤道面的夹角叫做轨道倾角。根据轨道倾角的不同，可将“同步轨道”分为静止轨道（倾角为零）、倾斜轨道（倾角不为零）和极地轨道。根据以上信息，下列说法正确的有（　　）

A. 倾斜地球同步轨道卫星的高度等于静止地球同步轨道卫星的高度

B. 中圆地球轨道卫星的线速度大于地球同步轨道卫星的线速度

C. 可以发射一颗倾斜地球同步轨道卫星，静止在扬州上空

D. 可以发射一颗倾斜地球同步轨道卫星，每天同一时间经过扬州上空

14. （2020江苏扬州一模）2019年11月5日，我国成功发射了“北斗三号卫星导航系统”的第3颗倾斜地球同步轨道卫星。“北斗三号卫星导航系统”由静止地球同步轨道卫星、倾斜地球同步轨道卫星、中圆地球轨道卫星组成。中圆地球轨道卫星轨道周期是12个小时左右，“同步轨道”卫星的轨道周期等于地球自转周期，卫星运行轨道面与地球赤道面的夹角叫做轨道倾角。根据轨道倾角的不同，可将“同步轨道”分为静止轨道（倾角为零）、倾斜轨道（倾角不为零）和极地轨道。根据以上信息，下列说法正确的有（　　）

A. 倾斜地球同步轨道卫星的高度等于静止地球同步轨道卫星的高度

B. 中圆地球轨道卫星的线速度大于地球同步轨道卫星的线速度

C. 可以发射一颗倾斜地球同步轨道卫星，静止在扬州上空

D. 可以发射一颗倾斜地球同步轨道卫星，每天同一时间经过扬州上空

15．（6分）(2020福建厦门外国语学校最后模拟)2020年6月23日9时43分，我国在西昌卫星发射中心用长征三号乙运载火箭，成功发射北斗系统第五十五颗导航卫星，暨北斗三号最后一颗全球组网卫星。至此，北斗三号全球卫星导航系统星座部署比原计划提前半年全面完成。已知地球的质量为M，平均半径为R，自转角速度为ω，引力常量为G，该卫星为地球静止轨道卫星（同步卫星），下列说法正确的是（　　）

A．该导航卫星运行速度大于第一宇宙速度 

B．该导航卫星的预定轨道离地高度为h＝ 

C．该导航卫星的发射速度大小介于第一宇宙速度和第二宇宙速度之间 

D．该导航卫星在轨道运行时速率会小于质量较小的同步卫星

16．（6分）北斗卫星导航系统是我国着眼于国家安全和经济社会发展需要，自主建设、独立运行的卫星导航系统，目前有32颗正常运行。其中地球静止轨道卫星（GEO）5颗，定点位置为东经58.75°、80°、110.5°、140°、160°的赤道上空；倾斜地球同步卫星（IGSO）7颗，均在倾角55°的轨道面上；中地球轨道卫星（MEO）20颗，运行在3个倾角为55°的轨道面上。如图所示是一颗地球静止轨道卫星A、一颗倾斜地球同步卫星B和一颗中地球轨道卫星C的轨道立体对比示意图，其中卫星B、C的轨道共面，它们都绕地球做匀速圆周运动。已知卫星C的离地高度为h，地球自转周期为T，地球半径为R，地球表面重力加速度g，万有引力常量为G，下列判断正确的是（　　）

A．地球静止轨道卫星A的离地高度为﹣R 

B．中地球轨道卫星C的周期为 

C．卫星C所受的向心力大于卫星B所受的向心力 

D．卫星C的线速度小于卫星B的线速度

17.（2023江苏泰州联考）中国计划 2020年左右建成覆盖全球的北斗卫星导航系统。如图所示是北斗卫星导航系统由 5 颗静止轨道卫星、27 颗中地球轨道卫星(离地高度约 21000km) 及其它轨道卫星共 35 颗组成。则（    ）

A．静止轨道卫星指相对地表静止，其可定位在北京正上空

B．中地球轨道卫星比同步卫星卫星速度慢

C．中地球轨道卫星周期大于 24 小时

D．静止轨道卫星的发射速度大于第一宇宙速度

18.（6分）（2023湖北黄冈名校联考）北斗导航已经应用于多种手机，如图所示，导航系统的一颗卫星原来在较低的椭圆轨道Ⅱ上飞行，到达A点时转移到圆轨道Ⅰ上。若圆轨道Ⅰ离地球表面的高度为h1，椭圆轨道Ⅱ近地点离地球表面的高度为h2．地球表面的重力加速度为g，地球半径为R，则下列说法不正确的是（　　）

A．卫星在轨道Ⅰ上的机械能大于在轨道Ⅱ上的机械能 

B．卫星在轨道Ⅰ上的运行速率 

C．若卫星在圆轨道Ⅰ上运行的周期是T1，则卫星在轨道Ⅱ的周期 

D．若“天宫一号”沿轨道Ⅱ运行经过A点的速度为vA，则“天宫一号”运行到B点的速度