2022年高考物理母题题源系列 专题05 天体运动与人造航天器（含解析）

2022年高考物理母题题源系列 专题05 天体运动与人造航天器（含解析）【母题一】 xx年福建卷第14题【母题原题】14. 如图，若两颗人造卫星a和b均绕地球做匀速圆周运动，a、b到地心O的距离分别为r1、r2，线速度大小分别为v1、v2。则： （ ） 【母题来源二】 xx年广东卷第20题【母题原题】20（多选）在星球表面发射探测器，当发射速度为v时，探测器可绕星球表面做匀速圆周运动；当发射速度达到v时，可摆脱星球引力束缚脱离该星球，已知地球、火星两星球的质量比约为101，半径比约为21，下列说法正确的有： （ ）A探测器的质量越大，脱离星球所需的发射速度越大B探测器在地球表面受到的引力比在火星表面的大C探测器分别脱离两星球所需要的发射速度相等D探测器脱离星球的过程中势能逐渐变大【命题意图】 本类题通常主要考查对描述圆周运动的基本参量线速度、角速度、周期（频率）等概念的理解，以及对牛顿第二定律、向心力公式、万有引力定律等规律的理解与应用。【考试方向】 这类试题在考查题型上，通常以选择题的形式出现，极个别情况下会出现在计算题中，难度一般中等；在考查内容上一般考查对描述圆周运动参量间的关系、牛顿第二定律、向心力公式、万有引力定律等基本概念和基本规律的理解与应用，有时还会涉及能量知识，同时还会考查运用控制变量法进行定性判断或定量计算的能力。【得分要点】在行星（卫星）运动中，所做匀速圆周运动的向心力由中心天体对它们的万有引力提供，即：Fn，设中心天体的质量为M，行星或卫星（即环绕天体）的质量为m，根据万有引力定律、牛顿第二定律和向心力公式有：Fnmr2man，解得：【母题1】2013年12月2日，我国探月卫星“嫦娥三号”在西昌卫星发射中心成功发射升空，飞行轨道示意图如图所示“嫦娥三号”从地面发射后奔向月球，先在轨道上运行，在P点从圆形轨道进入椭圆轨道，Q为轨道上的近月点，则有关“嫦娥三号”下列说法正确的是： （ ）A由于轨道与轨道都是绕月球运行，因此“嫦娥三号”在两轨道上运行具有相同的周期B“嫦娥三号”从P到Q的过程中月球的万有引力做正功，速率不断增大C由于“嫦娥三号” 在轨道上经过P的速度小于在轨道上经过P的速度，因此在轨道上经过P的加速度也小于在轨道上经过P的加速度D由于均绕月球运行，“嫦娥三号”在轨道和轨道上具有相同的机械能【母题2】 如图所示，人造卫星A、B在同一平面内绕地球做匀速圆周运动。则这两颗卫星相比： （ ）A卫星A的线速度较大 B卫星A的周期较大C卫星A的角速度较大 D卫星A的加速度较大【母题3】如图为“高分一号”卫星与北斗导航系统中的“G1”卫星，在空中某一平面内绕地心O做匀速圆周运动的示意图。已知卫星“G1”的轨道半径为r，地球表面的重力加速度为g，地球半径为R，万有引力常量为G。则： （ ）A“高分一号”的加速度小于卫星“G1”的加速度B“高分一号”的运行速度大于第一宇宙速度C地球的质量为D卫星“G1”的周期为【母题4】（多选）某人造地球卫星绕地球做匀速圆周运动，假如它的轨道半径增加到原来的n倍后，仍能够绕地球做匀速圆周运动，则： （ ）A根据，可知卫星运动的线速度将增大到原来的n倍。B根据，可知卫星受到的向心力将减小到原来的倍。C根据，可知地球给卫星提供的向心力将减小到原来的倍。D根据，可知卫星运动的线速度将减小到原来的倍。考点：万有引力定律的应用.【母题5】宇宙间存在一些离其它恒星较远的三星系统，其中有一种三星系统如图所示，三颗质量 均为m的星位于等边三角形的三个顶点，三角形边长为L，忽略其它星体对它们的引力作用，三星在同一平面内绕三角形中心O做匀速圆周运动，万有引力常量为G，下列说法正确的是： （ ）A每颗星做圆周运动的角速度为B每颗星做圆周运动的加速度与三星的质量无关C若距离L和每颗星的质量m都变为原来的2倍，则周期变为原来的2倍D若距离L和每颗星的质量m都变为原来的2倍，则线速度变为原来的4倍【母题6】如图所示，一个质量均匀分布的星球，绕其中心轴PQ自转，AB与PQ是互相垂直的直径。星球在A点的重力加速度是P点的90%，星球自转的周期为 ，万有引力常量为，则星球的密度为： （ ）A B C D【母题7】研究表明，地球自转在逐渐变慢，3亿年前地球自转的周期约为22小时。假设这种趋势会持续下去，地球的其他条件都不变，未来人类发射的地球同步卫星与现在的相比： （ ）A向心加速度变大 B角速度变大C线速度变大 D距地面的高度变大【母题8】人教版高中物理教材必修2中介绍，亚当斯通过对行星“天王星”的长期观察，发现其实际运行的轨道与圆轨道存在一些偏离，且每隔时间t发生一次最大的偏离。亚当斯利用牛顿发现的万有引力定律对观察数据进行计算，认为形成这种现象的原因可能是天王星外侧还存在着一颗未知行星（后命名为海王星），它对天王星的万有引力引起其轨道的偏离。设海王星运动轨道与天王星在同一平面内，且与天王星的绕行方向相同，天王星的运行轨道半径为R，周期为T。利用上述三个物理量能推导出海王星绕太阳运行的圆轨道半径是： （ ）A. B. C. D.【母题9】如图，地球赤道正上空有两颗卫星，其中a为地球同步卫星，轨道半径为r，b为另一颗卫星，轨道半径为同步卫星轨道半径的。从图示时刻开始计时，在一昼夜内，两颗卫星共“相遇”的次数为（所谓相遇，是指两颗卫星距离最近）： （ ）A2次 B3次 C4次 D 5次【母题10】设地球自转周期为T，质量为M。引力常量为G。假设地球可视为质量均匀分布的球体，半径为R。同一物体在南极和赤道水平面上静止时所受到的支持力之比为 ： （ ）A B C D