题目内容

8.2012年4月30日4时50分,我国北斗卫星导航系统首次采用“一箭双星”方式发射第十二、十三颗组网卫星,也是我国首次采用“一箭双星”方式发射两颗地球中高轨道(MEO)卫星,此地球中高轨道卫星是一种周期为12小时,倾角(即轨道平面与地球赤道平面的夹角)为55度的圆轨道卫星.则此中高轨道卫星 (  )
A.相对地面静止B.线速度小于地球的第一宇宙速度
C.轨道高度小于地球同步卫星的高度D.每天两次经过地球上同一点的上空

分析 由题意知,地球中高轨道卫星周期为12小时,地球的自转周期24小时,两者不同步;
地球的第一宇宙速度是卫星绕地球运行的最大速度;
根据万有引力提供向心力,解出轨道半径,由周期大小比较;
由地球中高轨道卫星周期和地球的自转周期以及做圆周运动的平面进行分析.

解答 解:A、地球中高轨道卫星周期为12小时,而地球的自转周期24小时,两者不同步,所以不会相对地面静止,故A错误;
B、地球的第一宇宙速度是卫星绕地球运行的最大速度,所以地球中高轨道卫星的线速度小于地球的第一宇宙速度,故B正确;
C、由G$\frac{Mm}{{r}^{2}}$=m$\frac{4{π}^{2}}{{T}^{2}}$r可知,r=$\root{3}{\frac{GM{T}^{2}}{4{π}^{2}}}$,中高轨道卫星 的周期小于地球同步卫星的周期,所以中高轨道卫星 的轨道半径小于地球同步卫星 的轨道半径,即轨道高度小于地球同步卫星的高度,故C正确;
D、地球中高轨道卫星周期为12小时,倾角(即轨道平面与地球赤道平面的夹角)为55度的圆轨道;而地球的自转周期24小时,且绕地轴自西向东逆时针方向转动,两者做圆周运动不再同一平面内.所以当中高轨道卫星从地球上某一点的上空开始绕地球转两圈,地球转一圈,中高轨道卫星才回到地球上某一点的上空,所以每天一次经过地球上同一点的上空,故D错误.
故选:BC.

点评 地球卫星围绕地球做匀速圆周运动,圆心是地球的地心,万有引力提供向心力,合理选择公式解决问题;同步卫星有四个“定”:定轨道、定高度、定速度、定周期.

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