题目内容

11.2014年3月8日,马来西亚航空公司从吉隆坡飞往北京的航班MH370失联,MH370失联后多个国家积极投入搜救行动,在搜救过程中卫星发挥了巨大的作用.其中我国的北斗导航系统和美国的GPS导航系统均参与搜救工作.北斗导航系统包含5颗地球同步卫星,而GPS导航系统由运行周期为12小时的圆轨道卫星群组成,则下列说法正确的是(  )
A.发射人造地球卫星时,发射速度只要大于7.9km/s就可以
B.北斗同步卫星的线速度与GPS卫星的线速度之比为$\root{3}{\frac{1}{2}}$
C.北斗同步卫星的机械能一定大于GPS卫星的机械能
D.卫星向地面上同一物体拍照时,GPS卫星的拍摄视角小于北斗同步卫星的拍摄视角

分析 7.9km/s是发射卫星的最小速度,发射人造地球卫星时,发射速度大于7.9km/s,小于第二宇宙速度,根据题意可直接得出北斗导航系统中的同步卫星和GPS导航卫星的周期之比.根据万有引力提供向心力列出等式表示出轨道半径比较.

解答 解:A、7.9km/s是发射卫星的最小速度,发射人造地球卫星时,发射速度大于7.9km/s,小于第二宇宙速度,故A错误;
B、GPS由运行周期为12小时的卫星群组成,同步卫星的周期是24小时,
所以北斗导航系统中的同步卫星和GPS导航卫星的周期之比,T1:T2=2:l.
根据万有引力提供向心力$\frac{GMm}{{r}^{2}}=m\frac{4{π}^{2}r}{{T}^{2}}$得r=$\sqrt{\frac{GM{T}^{2}}{4{π}^{2}}}$,
所以北斗同步卫星的轨道半径与GPS卫星的轨道半径之比是$\root{3}{4}$:1,
根据$\frac{GMm}{{r}^{2}}=m\frac{{v}^{2}}{r}$得:v=$\sqrt{\frac{GM}{r}}$得北斗同步卫星的线速度与GPS卫星的线速度之比为$\root{3}{\frac{1}{2}}$,故B正确;
C、由于卫星的质量关系不清楚,所以无法比较机械能的大小关系,故C错误;
D、北斗导航系统包含5颗地球同步卫星,而GPS导航系统由运行周期为12小时的圆轨道卫星群组成,所以卫星向地面上同一物体拍照时GPS卫星拍摄视角大于北斗同步卫星拍摄视角,故D错误;
故选:B

点评 本题的关键掌握万有引力提供向心力,列出等式表示出需要表示的物理量进行比较,注意由于卫星的质量关系不清楚,所以无法比较机械能的大小关系,难度适中.

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