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    有一颗与同步卫星在同一轨道平面的人造卫星，自西向东绕地球运行．已知它的运行半径为同步卫星轨道半径的四分之一，地球自转周期为T0，则该卫星需要相隔多长时间才在同一城市的正上方再次出现（　　）
    A、
    T0
    2
    B、
    T0
    4
    C、
    T0
    7
    D、
    T0
    8
    分析：通过万有引力提供向心力求出周期与轨道半径的关系，从而求出人造卫星的周期．抓住转过的圆心角关系求出在同一城市的正上方出现的最小时间．
    解答：解：设地球的质量为M，卫星的质量为m，运动周期为T，因为卫星做圆周运动的向心力由万有引力提供，
    GMm
    r2
    =
    m4π2r
    T2

    T=2π
    r3
    GM

    同步卫星的周期与地球自转周期相同，即为T0．
    已知该人造卫星的运行半径为同步卫星轨道半径的四分之一，
    所以该人造卫星与同步卫星的周期之比是
    T
    T0
    =
    r3
    1
    (4r)3
    1
    =
    1
    8

    解得T=
    1
    8
    T0．
    设卫星至少每隔t时间才在同一地点的正上方出现一次，
    根据圆周运动角速度与所转过的圆心角的关系θ=ωt得：
    2π
    T
    t=2π+
    2π
    T0
    t
    解得：t=
    T0
    7
    ，即卫星至少每隔
    T0
    7
    时间才在同一地点的正上方出现一次．
    故选：C．
    点评：本题考查万有引力定律和圆周运动知识的综合应用能力．要理解当卫星转过的角度与建筑物转过的角度之差等于2π时，卫星再次出现在城市上空．
    练习册系列答案
    年级 高中课程 年级 初中课程
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    科目：高中物理 来源： 题型：

    （2012?安徽一模）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=24h，
    30.4
    =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．

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    科目：高中物理 来源：2011届杭州七校联考高一第二学期期中考试物理试卷（带解析） 题型：计算题

    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，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，，请你估算“天链一号02星”的轨道半径为多少？（=0.7，结果保留一位有效数字）
    （2）某次有一个赤道地面基站发送一个无线电波微波信号（沿直线传播），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，则航天器要经过多长时间才能接收到从赤道地面基站发出的无线电波信号？（已知地球半径为R，地球同步卫星轨道半径为r，无线电波传播速度为光速c ）。

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    科目：高中物理 来源：2011-2012学年浙江省杭州七校高一下学期期中联考物理试卷（带解析） 题型：计算题

    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，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，，请你估算“天链一号02星”的轨道半径为多少？（=0.7，结果保留一位有效数字）
    （2）某次有一个赤道地面基站发送一个无线电波微波信号（沿直线传播），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，则航天器要经过多长时间才能接收到从赤道地面基站发出的无线电波信号？（已知地球半径为R，地球同步卫星轨道半径为r，无线电波传播速度为光速c ）。

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    科目：高中物理 来源：2015届安徽省高一（实验班）下学期中考试物理试卷（解析版） 题型：计算题

    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”，用于转发地球基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，，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.

     

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    科目：高中物理 来源：2014届浙江省杭州七校高一下学期期中联考物理试卷（解析版） 题型：计算题

    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，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，，请你估算“天链一号02星”的轨道半径为多少？（=0.7，结果保留一位有效数字）

    （2）某次有一个赤道地面基站发送一个无线电波微波信号（沿直线传播），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，则航天器要经过多长时间才能接收到从赤道地面基站发出的无线电波信号？（已知地球半径为R，地球同步卫星轨道半径为r，无线电波传播速度为光速c ）。

     

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