高中物理一轮复习万有引力定律的应用专项训练-普通用卷
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高中物理一轮复习万有引力定律的应用专项训练
副标题
题号 | 一 | 二 | 三 | 总分 |
得分 |
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一、单选题（本大题共12小题，共48.0分）
- 为纪念中国航天事业的成就，发扬航天精神，自2016年起，将每年的4月24日设立为“中国航天日”。在46年前的这一天，中国第一颗人造卫星发射成功。若该卫星运行轨道与地面的最近距离为，最远距离为。已知地球的半径为R，地球表面的重力加速度为g，月球绕地球做匀速圆周运动的周期为T，引力常量为G，根据以上信息不能求出的物理量是
A. 地球的质量
B. 月球绕地球做匀速圆周运动的轨道半径
C. 中国第一颗人造卫星绕地球运动的周期
D. 月球表面的重力加速度
- 我国发射的“嫦娥一号”探月卫星简化后的轨道示意图如图所示，卫星由地面发射后，经过发射轨道进入停泊轨道，然后在停泊轨道经过调速后进入地月转移轨道，再次调速后进入工作轨道。卫星开始对月球进行探测。已知地球与月球的质量之比为a，卫星的停泊轨道与工作轨道的半径之比为b，卫星在停泊轨道可视为近地卫星轨道和工作轨道上均可视为做匀速圆周运动，则
A. 卫星在停泊轨道和工作轨道运行的速度之比为
B. 卫星在停泊轨道和工作轨道运行的周期之比为
C. 卫星在停泊轨道运行的速度大于第一宇宙速度
D. 卫星在停泊轨道运行的速度小于地球赤道上随地球自转的物体的运动速度
- 我们的银河系的恒星中大约四分之一是双星．某双星由质量不等的星体和构成，两星在相互之间的万有引力作用下绕两者连线上某一定点C做匀速圆周运动．由天文观察测得其运动周期为T，到C点的距离为，和的距离为r，已知引力常量为由此可求出的质量为
A. B. C. D.
- 2016年5月，天文爱好者将迎来“火星冲日”的美丽天象．“火星冲日”是指火星和太阳正好分处于地球的两侧，三者几乎成一直线．若已知火星和地球几乎在同一平面内沿同一方向绕太阳做匀速圆周运动，地球绕太阳的公转周期为T，火星相邻两次冲日的时间间隔为，则火星绕太阳运行的周期为
A. B. C. D.
- 2013年5月2日凌晨0时06分，我国“中星11号”通信卫星发射成功．“中星11号”是一颗地球同步卫星，它主要用于为亚太地区等区域用户提供商业通信服务．如图为发射过程的示意图，先将卫星发射至近地圆轨道1，然后经点火，使其沿椭圆轨道2运行，最后再一次点火，将卫星送入同步圆轨道轨道1、2相切于Q点，轨道2、3相切于P点，则当卫星分别在1、2、3轨道上正常运行时，以下说法正确的是
A. 卫星在轨道3上的速率大于在轨道1上的速率
B. 卫星在轨道3上的角速度大于在轨道1上的角速度
C. 卫星在轨道1上经过Q点时的加速度大于它在
轨道2上经过Q点时的加速度
D. 卫星在轨道2上经过P点时的速度小于它在轨道3上经过P点时的速度
- 2013年12月15日4时35分，“嫦娥三号”着陆器与巡视器分离，“玉兔号”巡视器顺利驶抵月球表面．如图所示是“嫦娥三号”着陆器携“玉兔号”奔月过程中某阶段的运动示意图，关闭动力的“嫦娥三号”着陆器在月球引力作用下向月球靠近，并将沿椭圆轨道在P处变轨进入圆轨道，已知“玉兔号”的质量为M，绕月做圆周运动的轨道半径为r，周期为T，引力常量为G，下列说法中正确的是
A. 图中“嫦娥三号”着陆器在P处由椭圆轨道进入圆轨道前后机械能守恒
B. “嫦娥三号”携“玉兔号”绕月球做圆周运动的过程中，“玉兔号”所受重力为
C. “嫦娥三号”经椭圆轨道到P处时和经圆形轨道到P处时的加速度不等
D. 由题中所给条件，可以求出月球的平均密度
- 某失事飞机的黑匣子处于海底深处，探测到该处的重力加速度为，则黑匣子处的深度为已知地球是一个半径的质量分布均匀的球体，重力分布均匀的球壳对内部物体的引力为0，地球表面重力加速度为
A. B. C. D.
- 我国志愿者王跃曾与俄罗斯志愿者一起进行“火星”的实验活动．假设王跃登陆火星后，测得火星半径是地球半径的，质量是地球质量的已知地球表面的重力加速度是g，地球的半径为R，王跃在地面上能向上竖直跳起的最大高度是h，忽略自转的影响，下列说法正确的是
A. 火星的密度为
B. 火星表面的重力加速度是
C. 火星的第一宇宙速度与地球的第一宇宙速度之比为
D. 王跃以在地球上相同的初速度在火星上起跳后，能达到的最大高度是
- 双星系统由两颗恒星组成，两恒星在相互引力的作用下，分别围绕其连线上的某一点做周期相同的匀速圆周运动．研究发现，双星系统演化过程中，两星的总质量、距离和周期均可能发生变化．若某双星系统中两星做圆周运动的周期为T，经过一段时间演化后，两星总质量变为原来的k倍，两星之间的距离变为原来的n倍，则此时圆周运动的周期为
A. B. C. D.
- 2016年10月19日凌晨，神舟十一号载人飞船与天官二号对接成功．两者对接后一起绕 地球运行的轨道可视为圆轨道，运行周期为T，已知地球半径为R，对接体距地面的高度为kR，地球表面的重力加速度为g，万有引力常量为下列说法正确的是
A. 对接前，飞船通过自身减速使轨道半径变大靠近天官二号实现对接
B. 对接后，飞船的线速度大小为
C. 对接后，飞船的加速度大小为
D. 地球的密度为
- 假设地球可视为质量均匀分布的球体．已知地球表面重力加速度在两极的大小为，在赤道的大小为g；地球自转的周期为T，引力常量为地球的密度为
A. B. C. D.
- 经过近半个世纪的高速发展，我国航天事业取得了巨大的成就。2016年10月19日，“神舟十一号”飞船与“天宮二号”成功对接；2017年6月，我国又成功发射“量子科学实验卫星”，实现了远距高量子纠缠，刷新世界纪录。已知“墨子号”的轨道高度为100km，“天宮二号”的轨道高度为393km，两者都围绕地球做匀速圆周运动，可以推断
A. “墨子号”的线速度小于“天宫二号”的线速度
B. “墨子号”的周期小于“天宫二号”的周期
C. “墨于号”相对地面是静止的
D. “墨子号”的质量大于“天宫二号”的质量
二、多选题（本大题共4小题，共16.0分）
- 宇宙中存在一些离其他恒星较远的三星系统，通常可忽略其他星体对它们的引力作用，三星质量也相同。现已观测到稳定的三星系统存在两种基本的构成形式：一种是三颗星位于同一直线上，两颗星围绕中央星做圆周运动，如图甲所示；另一种是三颗星位于等边三角形的三个顶点上，并沿外接于等边三角形的圆形轨道运行，如图乙所示。设这三个星体的质量均为m，且两种系统中各星间的距离已在图甲、乙中标出，引力常量为G，则下列说法中正确的是
A. 直线三星系统中星体做圆周运动的线速度大小为
B. 直线三星系统中星体做圆周运动的周期为
C. 三角形三星系统中每颗星做圆周运动的角速度为
D. 三角形三星系统中每颗星做圆周运动的加速度大小为
- 我国于2013年12月发射了“嫦娥三号”卫星，该卫星在距月球表面H处的环月轨道I上做匀速圆周运动，其运行的周期为T；随后嫦娥三号在该轨道上A点采取措施，降至近月点高度为h的椭圆轨道II上，如图所示．若以R表示月球的半径，忽略月球自转及地球对卫星的影响．则下述判断正确的是
A. 月球的质量为
B. 月球的第一宇宙速度为
C. “嫦娥三号”在环月轨道I上需加速才能降至椭圆轨道II
D. “嫦娥三号”在图中椭圆轨道II上的周期为
- 如图所示是牛顿研究抛体运动时绘制的一幅草图，以不同速度抛出的物体分别沿a、b、c、d轨迹运动，其中a是一段曲线，b是贴近地球表面的圆，c是椭圆，d是双曲线的一部分．已知引力常量为G、地球质量为M、半径为R、地球表面附近的重力加速度为以下说法中正确的是
A. 沿a运动的物体初速度一定小于
B. 沿b运动的物体速度等于
C. 沿c运动的物体初速度一定大于第二宇宙速度
D. 沿d运动的物体初速度一定大于第三宇宙速度
- 在发射一颗质量为轨道m的人造地球同步卫星时，先将其发射到贴近地球表面运行轨道M的圆轨道I上离地面高度忽略不计，再通过一椭圆轨道Ⅱ变轨后到达距地面高为h的预定圆轨道Ⅲ上，已知它在圆形轨道I上运行的加速度为g，地球半径为R，图中PQ长约为8R，卫星在变轨过程中质量不变，则
A. 卫星在轨道Ⅲ上运行的加速度为
B. 卫星在轨道Ⅲ上运行的线速度为
C. 卫星在轨道Ⅲ上运行时经过P点的速率大于在轨道Ⅱ上运行时经过P点的速率
D. 卫星在轨道Ⅲ上的动能大于在轨道Ⅰ上的动能
三、计算题（本大题共2小题，共20.0分）
- 侦查卫星在通过地球两极上空的圆轨道上运动，它距地面高度为h。要使卫星在一天的时间内将地面上赤道各处在日照条件下的情况全都拍摄下来，卫星在通过赤道上空时，卫星上的摄像机至少应拍摄地面上赤道圆周的弧长是多少？设地球质量为M，地球半径为R，引力常量为G，地球自转周期为。
- 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．
已知地球半径，地球表面的重力加速度，地球自转周期，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
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．
答案和解析
1.【答案】D
【解析】解：A、根据地球表面物体的重力等于万有引力，有，得地球质量，故A可求出；
B、月球绕地球做匀速圆周运动，根据万有引力提供向心力有，得，地球质量可求出，周期T已知，故可以求出月球绕地球做匀速圆周运动的轨道半径，故B可求出；
C、中国第一颗人造卫星绕地球做椭圆运动，椭圆轨道的半长轴，设周期为，根据开普勒第三定律，有，得，故中国第一颗人造卫星的绕地球运动的周期可求出，故C正可求出；
D、因为月球质量未知，月球的半径也未知，所以月球表面的重力加速度无法求出，故D不可求出；
本题选择不能求出的，故选：D
根据地球表面物体重力等于万有引力列式可求出地球的质量；月球绕地球做匀速圆周运动，根据万有引力提供向心力可求出月球绕地球的轨道半径；结合开普勒第三定律可求出中国第一颗人造卫星绕地球运动的周期；月球质量和半径均未知，月球表面的重力加速度无法求解．
解决本题的关键要建立模型，掌握万有引力等于重力和万有引力提供向心力，难度适中．
2.【答案】A
【解析】【分析】
根据万有引力提供向心力推导线速度、周期的表达式，而后根据题意求出卫星在停泊轨道和工作轨道运行的速度之比和周期之比；
第一宇宙速度既是近地卫星的发射速度，又是运行速度，由此判断即可；
先比较在停泊轨道上运行的卫星与地球自转周期间的关系，而后分析它们线速度的关系。
本题考查了万有引力定律在天体运动中的应用、第一宇宙速度的意义和卫星与赤道上物体的区别。解答时：一要抓住万有引力提供向心力；二要注意理解第一宇宙速度的意义；三要注意理解赤道上物体与卫星的区别。
【解答】
A.根据万有引力提供向心力得：，解得：。设卫星在停泊轨道和工作轨道运行的半径分别为和，速度分别为和，地球和月球的质量分别为和，则由上式得：，故A正确；
B. 根据万有引力提供向心力得：，解得：。设卫星在停泊轨道和工作轨道运行的周期分别为和，由上式得：，故B错误；
C.由题意知，卫星在停泊轨道的线速度近似等于第一宇宙速度，故C错误；
D.由于近地卫星的运行周期小于地球同步卫星的周期，而同步卫星与地球自转周期相等，所以地球赤道上物体的运行周期大于近地卫星的运行周期，地球赤道上物体的线速度小于在停泊轨道运行的卫星的线速度，故D错误。
故选A。
3.【答案】A
【解析】【分析】
这是一个双星的问题，和绕C做匀速圆周运动，它们之间的万有引力提供各自的向心力，和有相同的角速度和周期，结合牛顿第二定律和万有引力定律解决问题。
双星的特点是两个星体周期相等，星体间的万有引力提供各自所需的向心力。
【解答】
解：设星体和的质量分别为、，星体做圆周运动的向心力由万有引力提供得：，即，故A正确，BCD错误。
故选A。
4.【答案】C
【解析】【分析】
“火星冲日”是指火星和太阳正好分处于地球的两侧，三者几乎成一直线．抓住时间内地球和火星转过的角度之差等于求出火星绕太阳运行的周期。
解决本题的关键知道线速度和角速度的关系，知道时间内地球和火星转过的角度之差等于。
【解答】
“火星冲日”是指火星和太阳正好分处于地球的两侧，三者几乎成一直线，时间内地球和火星转过的角度之差等于，
，故C正确，ABD错误。
故选C。
5.【答案】D
【解析】【分析】
根据万有引力提供向心力，列方程可得到卫星速率与半径的关系来判断速率大小、角速度大小．由牛顿定律研究卫星在Q两点加速度大小．根据离心运动的条件判断卫星在轨道2上经过P点时的速度与它在轨道3上经过P点时的速度大小。
卫星在不同轨道上运行时各个量的比较，往往根据万有引力等于向心力列出物理量与半径的关系，然后比较。
【解答】
A.设卫星和地球的质量分别为m和M，卫星速率为v，轨道半径为r，则有，得到，可见半径小，速率大．故A错误；
B.由，半径小，角速度大．故B错误；
C.根据牛顿第二定律，卫星经过Q点时加速度一定．故C错误；
D.从轨道2到轨道3，卫星在P点是做逐渐远离圆心的运动，要实现这个运动必须使卫星所需向心力大于万有引力，所以应给卫星加速，增加所需的向心力．所以在轨道3上P点的速度大于轨道上2经过P点的速度．故D正确；
故选D。
6.【答案】B
【解析】【分析】
“玉兔号”巡视器在飞向B处的过程中，月球引力做正功；巡视器在P处由椭圆轨道进入圆轨道必须点火减速，做近心运动才能进入圆轨道；变轨前嫦娥三号机械能守恒，在同一点加速度相等。
该题考查万有引力与航天，这类问题的关键是万有引力提供向心力，能够题意选择恰当的向心力的表达式，通过公式可以求得中心天体的质量．由于不知道嫦娥三号探测器的质量，故不能计算出嫦娥三号受到月球引力的大小。
【解答】
A.在P点变轨前后嫦娥三号都只有引力做功，机械能均守恒，但在变轨时速度减小，机械能减小，故A错误；
B.嫦娥三号携玉兔号绕月球做圆周运动的过程中，玉兔号所受重力为，故B正确；
C.据牛顿第二定律得：，可知变轨前后嫦娥三号在P点的加速度相等，故C错误；
D.万有引力等于向心力，有：，可以求解出质量，但不知道月球的半径，无法求解月球的密度，故D错误。
故选B。
7.【答案】A
【解析】【分析】
质量分布均匀的球壳内部物体的引力为零，然后根据万有引力定律和牛顿第二定律列式，根据万有引力等于重力列式，联立求解即可．
本题关键是要运用“质量分布均匀的球壳内部物体的引力为零”的结论，然后万有引力定律和牛顿第二定律列式分析．
【解答】
解：质量分布均匀的球壳内部物体的引力为零，设黑匣子距离地心x距离处重力加速度为g，地球的平均密度为．
根据牛顿第二定律，有：
其中：
解得：
在地球表面，重力等于万有引力，故：
其中：
联立解得：
联立解得：，
得：
故黑匣子处的深度为：
故选：A
8.【答案】A
【解析】解：A、由，得到：，已知火星半径是地球半径的，质量是地球质量的，则火星表面的重力加速度是地球表重力加速度的，即为。
设火星质量为，由万有引力等于中可得：
，
解得：
，
密度为：
。
故A正确。
B、由，得到：，已知火星半径是地球半径的，质量是地球质量的，则火星表面的重力加速度是地球表重力加速度的，即为故B错误。
C、由，得到，火星的第一宇宙速度是地球第一宇宙速度的倍。故C错误。
D、王跃以在地球起跳时，根据竖直上抛的运动规律得出可跳的最大高度是：
，
由于火星表面的重力加速度是，王跃以相同的初速度在火星上起跳时，可跳的最大高度故D错误。
故选：A。
求一个物理量之比，我们应该把这个物理量先表示出来，在进行之比．
根据万有引力等于重力，得出重力加速度的关系，根据万有引力等于重力求出质量表达式，在由密度定义可得火星密度；
由重力加速度可得出上升高度的关系．
根据万有引力提供向心力求出第一宇宙速度的关系．
通过物理规律把进行比较的物理量表示出来，再通过已知的物理量关系求出问题是选择题中常见的方法．把星球表面的物体运动和天体运动结合起来是考试中常见的问题．
9.【答案】B
【解析】【分析】
双星靠相互间的万有引力提供向心力，具有相同的角速度，根据牛顿第二定律和向心力公式，分别对两星进行列式，即可来求解．
解决本题的关键知道双星靠相互间的万有引力提供向心力，具有相同的角速度，能运用万有引力提供向心力进行解题．
【解答】
设的轨道半径为，的轨道半径为两星之间的距离为L．
由于它们之间的距离恒定，因此双星在空间的绕向一定相同，同时角速度和周期也都相同．由向心力公式可得：
对：
对：
又因为，
由式可得：
所以当两星总质量变为kM，两星之间的距离变为原来的n倍，圆周运动的周期为，故ACD错误，B正确．
故选：B．
10.【答案】C
【解析】解：A、对接前，飞船在前，如果自身减速，在原轨道上万有引力大于所需要的向心力，做近心运动，轨道半径变小，不能实现对接，故A错误；
B、对接后，轨道半径，飞船的线速度，故B错误；
C、在地球表面附近，根据重力等于万有引力，，得；对接后，根据万有引力提供向心力，有，得，故C正确；
D、根据万有引力提供向心力，有，得地球质量，密度，故D错误；
故选：C。
根据万有引力等于重力，万有引力提供向心力，得出对接成功后的加速度．根据万有引力提供向心力，结合轨道半径和周期求出地球的质量，结合密度公式求出地球密度．
解决本题的关键掌握万有引力提供向心力和万有引力等于重力这两个理论，并能灵活运用
11.【答案】B
【解析】【分析】
根据万有引力等于重力，则可列出物体在两极的表达式，再由引力与支持力的合力提供向心力，列式综合可求得地球的质量，最后由密度公式，即可求解。
考查万有引力定律，掌握牛顿第二定律的应用，注意地球两极与赤道的重力的区别，知道密度表达式。
【解答】
在两极，引力等于重力，则有：，
由此可得地球质量，
在赤道处，引力与支持力的合力提供向心力，由牛顿第二定律，则有：
而密度公式，
得：，故B正确，ACD错误；
故选B。
12.【答案】B
【解析】解：由题意知墨子号的轨道半径小于天宫二号的轨道半径，故：
A、据，可得线速度，墨子号的轨道半径小，故线速度大于天宫二号的线速度，A错误；
B、据，可得周期，墨子号的轨道半径小，故其周期大于天宫二号周期，B正确；
C、墨子号不是地球同步卫星，故其相对地球是运动，故C错误；
D、据万有引力提供圆周运动向心力不能求得环绕天体的质量，帮由题意无法得出墨子号与天宫二号质量大小关系，故D错误；
故选：B。
根据万有引力提供圆周运动向心力，由轨道高度得到轨道半径大小，再根据轨道半径大小确定线速度、周期等物理量的关系。
万有引力提供环绕天体圆周运动向心力，并由此可以得出描述圆周运动的物理量与轨道半径关系，熟练掌握万有引力及向心力的不同表达式是正确解题的基础，不难属于基础题。
13.【答案】BD
【解析】在直线三星系统中，星体做圆周运动的向心力由其他两星对它的万有引力的合力提供，根据万有引力定律和牛顿第二定律，有G G m，解得v，A项错误；由周期T知，直线三星系统中星体做圆周运动的周期为T，B项正确；同理，对三角形三星系统中做圆周运动的星体，有2 G ，解得，C项错误；由2 G ma得a，D项正确。
14.【答案】ABD
【解析】【分析】
根据万有引力提供向心力，结合轨道半径和周期求出月球的质量，结合月球的轨道半径和质量，通过万有引力提供向心力求出第一宇宙速度。根据开普勒第三定律，求出嫦娥三号在椭圆轨道Ⅱ上的周期。解决本题的关键掌握万有引力提供向心力这一重要理论，并能灵活运用，并且知道卫星变轨的原理。
【解答】
A.根据得月球的质量为：，故A正确；
B.根据得月球的第一宇宙速度为：，故B正确；
C.“嫦娥三号”在环月轨道Ⅰ上需减速，使得万有引力大于向心力，做近心运动，进入椭圆轨道Ⅱ，故C错误；
D.椭圆轨道Ⅱ的半长轴，根据开普勒第三定律得：，
解得：；故D正确。
故选：ABD。
15.【答案】AB
【解析】解：A、沿b运动的物体做匀速圆周运动，由重力提供向心力，得，则
沿a运动的物体做近心运动，初速度一定比b的速度小，则沿a运动的物体初速度一定小于故A正确．
B、沿b运动的物体做匀速圆周运动，由万有引力提供向心力，则有，得故B正确．
CD、沿b运动的物体的速度等于第一宇宙速度，沿d运动的物体做离心运动，其运动速度一定大于b的速度，即大于第一宇宙速度．故CD错误；
故选：AB
沿b运动的物体做匀速圆周运动，由重力提供向心力，列式可求出其速度，第一宇宙速度是物体绕地球做匀速圆周运动的最大速度．
解决本题的关键要抓住做匀速圆周运动的卫星，才能根据万有引力或重力等于向心力列式，求解其运行速度．其他物体的速度，要根据其运动情况，结合变轨原理分析．
16.【答案】BC
【解析】解：AB、卫星在轨道Ⅲ上运行时，根据牛顿第二定律得
在地球表面，由得所以卫星的加速度为，线速度为，故A错误，B正确。
C、卫星要从圆轨道Ⅱ变轨后到达圆轨道Ⅲ上，在P点必须加速，所以卫星在轨道Ⅲ上运行时经过P点的速率大于在轨道Ⅱ上运行时经过P点的速率。故C正确。
D、卫星的速度公式为，卫星在圆轨道上运行的动能为，可知，卫星在轨道Ⅲ上的动能小于在轨道Ⅰ上的动能，故D错误。
故选：BC。
根据万有引力定律、牛顿第二定律、以及万有引力等于重力，求解卫星在轨道Ⅲ上运行的加速度和线速度．根据变轨原理分析卫星在轨道Ⅲ上运行时经过P点的速率与在轨道Ⅱ上运行时经过P点的速率的大小．根据卫星的速度公式得到动能表达式，再分析动能的大小．
本题的解题关键在于根据卫星运动时万有引力提供向心力，以及在地球表面重力等于万有引力分别列方程．会灵活选择向心力的不同表达式．
17.【答案】解：设卫星周期为，根据万有引力提供向心力得：
又
有
地球自转角速度为
在卫星绕行地球一周的时间内，地球转过的圆心角为
那么摄像机转到赤道正上方时摄下圆周的弧长为
由得
卫星的摄像机至少能拍摄地面上赤道圆周的弧长是。
【解析】摄像机只要将地球的赤道拍摄全，便能将地面各处全部拍摄下来；
根据万有引力提供向心力和万有引力等于重力求出卫星周期。
由地球自转角速度求出卫星绕行地球一周的时间内，地球转过的圆心角，再根据弧长与圆心角的关系求解。
本题考查应用物理知识分析研究科技成果的能力，基本原理：建立模型，运用万有引力等于向心力研究。
18.【答案】解：由题意知“天链一号02星”是地球同步卫星，周期，卫星在运行过程中受地球的万有引力提供向心力，
设地球质量为M，卫星质量为m，卫星轨道半径为r，地球半径为R，则有
得卫星运动轨道半径
又因为地球表面重力等于万有引力，即满足
得地球质量为
把代入得：。
“天链一号02星”与同轨道的航天器的运行轨道都是同步卫星轨道，所以“天链一号02星”与同轨道的航天器绕地球运转的轨道半径为r，“天链一号02星”与航天器之间最远时的示意图如图所示。
由几何知识可知：“天链一号02星”与航天器之间的最远距离
无线电波从发射到被航天器接收需要分两步，首先，赤道地面基站A发射的信号被中继卫星B接收，信号传输距离为，则信号传输时间 ；
然后中继卫星B再把信号传递到同轨道的航天器C，信号传输距离，则信号传输时间为
所以共用时： 。
答：轨道半径；
航天器接收到赤道地面基站的无线电波信号的时间是。
【解析】同步卫星的周期已知，根据卫星所受万有引力提供向心力，在地球表面万有引力和重力相等，由此可以计算出同步卫星的轨道半径r；
求信号传输时间，需要确定信号传输的距离，需要由题意画出传输示意图，根据几何关系得传输距离，由可得信号传输的时间。
万有引力提供圆周运动的向心力、万有引力和表面的重力大小相等，能根据题设条件列方程求解，信号传输的时间需要正确的画出信号传输的示意图，根据几何关系求出传输距离，然后求得时间。
