题目
我国航天人发扬“两弹一星”精神砥砺前行,从“东方红一号”到“北斗”不断创造奇迹。“北斗”第49颗卫星的发射迈出组网的关键一步。该卫星绕地球做圆周运动,运动周期与地球自转周期相同,轨道平面与地球赤道平面成一定夹角。该卫星( )A. 运动速度大于第一宇宙速度B. 运动速度小于第一宇宙速度C. 轨道半径大于“静止”在赤道上空的同步卫星D. 轨道半径小于“静止”在赤道上空的同步卫星
我国航天人发扬“两弹一星”精神砥砺前行,从“东方红一号”到“北斗”不断创造奇迹。“北斗”第49颗卫星的发射迈出组网的关键一步。该卫星绕地球做圆周运动,运动周期与地球自转周期相同,轨道平面与地球赤道平面成一定夹角。该卫星( )
A. 运动速度大于第一宇宙速度
B. 运动速度小于第一宇宙速度
C. 轨道半径大于“静止”在赤道上空的同步卫星
D. 轨道半径小于“静止”在赤道上空的同步卫星
题目解答
答案
B. 运动速度小于第一宇宙速度
解析
本题考查卫星运动规律的理解,核心在于掌握同步卫星的特点及卫星运行速度与轨道半径的关系。关键点如下:
- 同步卫星的轨道特性:轨道平面必须与赤道平面重合,且轨道半径由周期唯一决定。
- 卫星速度与轨道半径的关系:轨道半径越大,运行速度越小,第一宇宙速度是最大环绕速度。
- 题目中卫星的特殊性:虽然轨道平面与赤道平面存在夹角,但周期与地球自转周期相同,因此其轨道半径与同步卫星相同。
选项分析
选项A:运动速度大于第一宇宙速度
错误。第一宇宙速度是卫星的最大环绕速度,所有绕地球做圆周运动的卫星速度均小于第一宇宙速度。
选项B:运动速度小于第一宇宙速度
正确。卫星的轨道半径大于近地轨道半径,根据公式 $v = \sqrt{\frac{GM}{r}}$,轨道半径越大,速度越小,因此速度必然小于第一宇宙速度。
选项C:轨道半径大于同步卫星
错误。卫星周期与同步卫星相同,根据开普勒第三定律 $\frac{r^3}{T^2} = \text{常数}$,轨道半径与同步卫星相等。
选项D:轨道半径小于同步卫星
错误。同理,轨道半径与同步卫星相等,因此选项C和D均不成立。