2022年高考物理母題題源系列 專(zhuān)題05 天體運(yùn)動(dòng)與人造航天器(含解析)

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1、2022年高考物理母題題源系列 專(zhuān)題05 天體運(yùn)動(dòng)與人造航天器(含解析)【母題一】 xx年福建卷第14題【母題原題】14. 如圖,若兩顆人造衛(wèi)星a和b均繞地球做勻速圓周運(yùn)動(dòng),a、b到地心O的距離分別為r1、r2,線速度大小分別為v1、v2。則: ( ) 【母題來(lái)源二】 xx年廣東卷第20題【母題原題】20(多選)在星球表面發(fā)射探測(cè)器,當(dāng)發(fā)射速度為v時(shí),探測(cè)器可繞星球表面做勻速圓周運(yùn)動(dòng);當(dāng)發(fā)射速度達(dá)到v時(shí),可擺脫星球引力束縛脫離該星球,已知地球、火星兩星球的質(zhì)量比約為101,半徑比約為21,下列說(shuō)法正確的有: ( )A探測(cè)器的質(zhì)量越大,脫離星球所需的發(fā)射速度越大B探測(cè)器在地球表面受到的引力比在火

2、星表面的大C探測(cè)器分別脫離兩星球所需要的發(fā)射速度相等D探測(cè)器脫離星球的過(guò)程中勢(shì)能逐漸變大【命題意圖】 本類(lèi)題通常主要考查對(duì)描述圓周運(yùn)動(dòng)的基本參量線速度、角速度、周期(頻率)等概念的理解,以及對(duì)牛頓第二定律、向心力公式、萬(wàn)有引力定律等規(guī)律的理解與應(yīng)用?!究荚嚪较颉?這類(lèi)試題在考查題型上,通常以選擇題的形式出現(xiàn),極個(gè)別情況下會(huì)出現(xiàn)在計(jì)算題中,難度一般中等;在考查內(nèi)容上一般考查對(duì)描述圓周運(yùn)動(dòng)參量間的關(guān)系、牛頓第二定律、向心力公式、萬(wàn)有引力定律等基本概念和基本規(guī)律的理解與應(yīng)用,有時(shí)還會(huì)涉及能量知識(shí),同時(shí)還會(huì)考查運(yùn)用控制變量法進(jìn)行定性判斷或定量計(jì)算的能力?!镜梅忠c(diǎn)】在行星(衛(wèi)星)運(yùn)動(dòng)中,所做勻速圓周運(yùn)

3、動(dòng)的向心力由中心天體對(duì)它們的萬(wàn)有引力提供,即:Fn,設(shè)中心天體的質(zhì)量為M,行星或衛(wèi)星(即環(huán)繞天體)的質(zhì)量為m,根據(jù)萬(wàn)有引力定律、牛頓第二定律和向心力公式有:Fnmr2man,解得:【母題1】2013年12月2日,我國(guó)探月衛(wèi)星“嫦娥三號(hào)”在西昌衛(wèi)星發(fā)射中心成功發(fā)射升空,飛行軌道示意圖如圖所示“嫦娥三號(hào)”從地面發(fā)射后奔向月球,先在軌道上運(yùn)行,在P點(diǎn)從圓形軌道進(jìn)入橢圓軌道,Q為軌道上的近月點(diǎn),則有關(guān)“嫦娥三號(hào)”下列說(shuō)法正確的是: ( )A由于軌道與軌道都是繞月球運(yùn)行,因此“嫦娥三號(hào)”在兩軌道上運(yùn)行具有相同的周期B“嫦娥三號(hào)”從P到Q的過(guò)程中月球的萬(wàn)有引力做正功,速率不斷增大C由于“嫦娥三號(hào)” 在軌道

4、上經(jīng)過(guò)P的速度小于在軌道上經(jīng)過(guò)P的速度,因此在軌道上經(jīng)過(guò)P的加速度也小于在軌道上經(jīng)過(guò)P的加速度D由于均繞月球運(yùn)行,“嫦娥三號(hào)”在軌道和軌道上具有相同的機(jī)械能【母題2】 如圖所示,人造衛(wèi)星A、B在同一平面內(nèi)繞地球做勻速圓周運(yùn)動(dòng)。則這兩顆衛(wèi)星相比: ( )A衛(wèi)星A的線速度較大 B衛(wèi)星A的周期較大C衛(wèi)星A的角速度較大 D衛(wèi)星A的加速度較大【母題3】如圖為“高分一號(hào)”衛(wèi)星與北斗導(dǎo)航系統(tǒng)中的“G1”衛(wèi)星,在空中某一平面內(nèi)繞地心O做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的示意圖。已知衛(wèi)星“G1”的軌道半徑為r,地球表面的重力加速度為g,地球半徑為R,萬(wàn)有引力常量為G。則: ( )A“高分一號(hào)”的加速度小于衛(wèi)星“G1”的加速度B“高

5、分一號(hào)”的運(yùn)行速度大于第一宇宙速度C地球的質(zhì)量為D衛(wèi)星“G1”的周期為【母題4】(多選)某人造地球衛(wèi)星繞地球做勻速圓周運(yùn)動(dòng),假如它的軌道半徑增加到原來(lái)的n倍后,仍能夠繞地球做勻速圓周運(yùn)動(dòng),則: ( )A根據(jù),可知衛(wèi)星運(yùn)動(dòng)的線速度將增大到原來(lái)的n倍。B根據(jù),可知衛(wèi)星受到的向心力將減小到原來(lái)的倍。C根據(jù),可知地球給衛(wèi)星提供的向心力將減小到原來(lái)的倍。D根據(jù),可知衛(wèi)星運(yùn)動(dòng)的線速度將減小到原來(lái)的倍。考點(diǎn):萬(wàn)有引力定律的應(yīng)用.【母題5】宇宙間存在一些離其它恒星較遠(yuǎn)的三星系統(tǒng),其中有一種三星系統(tǒng)如圖所示,三顆質(zhì)量 均為m的星位于等邊三角形的三個(gè)頂點(diǎn),三角形邊長(zhǎng)為L(zhǎng),忽略其它星體對(duì)它們的引力作用,三星在同一平

6、面內(nèi)繞三角形中心O做勻速圓周運(yùn)動(dòng),萬(wàn)有引力常量為G,下列說(shuō)法正確的是: ( )A每顆星做圓周運(yùn)動(dòng)的角速度為B每顆星做圓周運(yùn)動(dòng)的加速度與三星的質(zhì)量無(wú)關(guān)C若距離L和每顆星的質(zhì)量m都變?yōu)樵瓉?lái)的2倍,則周期變?yōu)樵瓉?lái)的2倍D若距離L和每顆星的質(zhì)量m都變?yōu)樵瓉?lái)的2倍,則線速度變?yōu)樵瓉?lái)的4倍【母題6】如圖所示,一個(gè)質(zhì)量均勻分布的星球,繞其中心軸PQ自轉(zhuǎn),AB與PQ是互相垂直的直徑。星球在A點(diǎn)的重力加速度是P點(diǎn)的90%,星球自轉(zhuǎn)的周期為 ,萬(wàn)有引力常量為,則星球的密度為: ( )A B C D【母題7】研究表明,地球自轉(zhuǎn)在逐漸變慢,3億年前地球自轉(zhuǎn)的周期約為22小時(shí)。假設(shè)這種趨勢(shì)會(huì)持續(xù)下去,地球的其他條件都不

7、變,未來(lái)人類(lèi)發(fā)射的地球同步衛(wèi)星與現(xiàn)在的相比: ( )A向心加速度變大 B角速度變大C線速度變大 D距地面的高度變大【母題8】人教版高中物理教材必修2中介紹,亞當(dāng)斯通過(guò)對(duì)行星“天王星”的長(zhǎng)期觀察,發(fā)現(xiàn)其實(shí)際運(yùn)行的軌道與圓軌道存在一些偏離,且每隔時(shí)間t發(fā)生一次最大的偏離。亞當(dāng)斯利用牛頓發(fā)現(xiàn)的萬(wàn)有引力定律對(duì)觀察數(shù)據(jù)進(jìn)行計(jì)算,認(rèn)為形成這種現(xiàn)象的原因可能是天王星外側(cè)還存在著一顆未知行星(后命名為海王星),它對(duì)天王星的萬(wàn)有引力引起其軌道的偏離。設(shè)海王星運(yùn)動(dòng)軌道與天王星在同一平面內(nèi),且與天王星的繞行方向相同,天王星的運(yùn)行軌道半徑為R,周期為T(mén)。利用上述三個(gè)物理量能推導(dǎo)出海王星繞太陽(yáng)運(yùn)行的圓軌道半徑是: ( )A. B. C. D.【母題9】如圖,地球赤道正上空有兩顆衛(wèi)星,其中a為地球同步衛(wèi)星,軌道半徑為r,b為另一顆衛(wèi)星,軌道半徑為同步衛(wèi)星軌道半徑的。從圖示時(shí)刻開(kāi)始計(jì)時(shí),在一晝夜內(nèi),兩顆衛(wèi)星共“相遇”的次數(shù)為(所謂相遇,是指兩顆衛(wèi)星距離最近): ( )A2次 B3次 C4次 D 5次【母題10】設(shè)地球自轉(zhuǎn)周期為T(mén),質(zhì)量為M。引力常量為G。假設(shè)地球可視為質(zhì)量均勻分布的球體,半徑為R。同一物體在南極和赤道水平面上靜止時(shí)所受到的支持力之比為 : ( )A B C D

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