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國中教甄|理化理化107 年第 11 題單選題

設 R 為地球半徑、M 為地球質量,有一人造衛星在離地球表面高度 R 的圓軌道上運行,則此人造衛星的速率為何?

A$\sqrt{\frac{GM}{R}}$
B$\sqrt{\frac{GM}{2R}}$正確答案
C$\sqrt{\frac{GM}{4R}}$
D$\sqrt{\frac{2GM}{R}}$
答案與詳解
B
正確答案
衛星軌道半徑為地表高度加上地球半徑,代入萬有引力等於向心力的公式即可求得速率。

逐選項解析

A$\sqrt{\frac{GM}{R}}$✕ 易錯陷阱
誤將軌道半徑當作地球半徑 R,未加上離地高度 R。
B$\sqrt{\frac{GM}{2R}}$✓ 正確
正確計算軌道半徑 r = 2R,代入公式 v = √(GM/r) 得到 √(GM/2R)。
C$\sqrt{\frac{GM}{4R}}$✕ 錯誤
D$\sqrt{\frac{2GM}{R}}$✕ 錯誤

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