2016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)精要

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1、专题05天体运动与人造航天器【母题来源一】2016年全国新课标Ⅰ卷【母题原题】【2016·】利用三颗位置适当的地球同步卫星，可使地球赤道上任意两点之间保持无线电通讯，目前，地球同步卫星的轨道半径为地球半径的6.6倍，假设地球的自转周期变小，若仍仅用三颗同步卫星来实现上述目的，则地球自转周期的最小值约为：（）A．1hB．4hC．8hD．16h【答案】B【考点定位】万有引力定律、开普勒第三定律、同步卫星【名师点睛】本题主要考查万有引力定律、开普勒第三定律、同步卫星。重点是掌握同步卫星的特点，知道同步卫星的周期等于地球的自转周期。本题关键是要知道地球自转周期最小时，三个同步卫星的位置。【母题来源二】

2、2016年天津卷【母题原题】我国即将发射“天宫二号”空间实验室，之后发生“神舟十一号”飞船与“天宫二号”对接。假设“天宫二号”与“神舟十一号”都围绕地球做匀速圆周运动，为了实现飞船与空间实验室的对接，下列措施可行的是：（）A．使飞船与空间实验室在同一轨道上运行，然后飞船加速追上空间实验室实现对接12B．使飞船与空间实验室在同一轨道上运行，然后空间实验室减速等待飞船实现对接C．飞船先在比空间实验室半径小的轨道上加速，加速后飞船逐渐靠近空间实验室，两者速度接近时实现对接D．飞船先在比空间实验室半径小的轨道上减速，减速后飞船逐渐靠近空间实验室，两者速度接近时实现对接【答案】C【考点定位】变轨问题【名

3、师点睛】此题考查了卫星的变轨问题；关键是知道卫星在原轨道上加速时，卫星所受的万有引力不足以提供向心力而做离心运动，卫星将进入较高轨道；同理如果卫星速度减小，卫星将做近心运动而进入较低轨道。【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

4、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：＝Fn＝＝＝mrω2＝＝man，解得：v＝∝①v、ω、T、an均与环绕天体本身质量m无关，与中心天体质量M12有关；ω＝∝②随着轨道半径r的增大，v、ω、an均变小，T变大；T＝∝③在行星（卫星）环绕运动中，当涉及v、ω、T、an中某个参量变化，讨论an＝∝量的变化情况时，应需注意轨道半径r的变化，并采用控制变量法予以讨论；＝Fn＝∝④或F

5、n与环绕天体本身质量m、中心天体质量M都有关。【母题1】（多选）如图所示，地球表面的重力加速度为g，球心为O，半径为R，一宇宙飞船绕地球无动力飞行且沿椭圆轨道运动，轨道上P点距地心最远，距离为3R.为研究方便，假设地球自转的影响忽略不计且忽略空气阻力，则：（）A.飞船在P点的加速度大小一定是B.飞船经过P点的速度大小一定是C.飞船经过P点的速度大小一定小于D.飞船经过P点时,对准地心弹射出的物体一定沿PO直线落向地面【答案】AC12的速度方向是指向地心，但物体相对地球的速度方向则偏离地心．所以该物体在地球的万有引力作用下，将绕地球做轨迹为椭圆的曲线运动，地球在其中一个焦点．故D错误．故选AC．

6、考点：考查万有引力定律及其应用．【名师点睛】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，并能熟练运用．【母题2】设宇宙中某一小行星自转较快，但仍可近似看作质量分布均匀的球体，半径为R。宇航员用弹簧测力计称量一个相对自己静止的小物体的重量，第一次在极点处，弹簧测力计的读数为F1=F0；第二次在赤道处，弹簧测力计的读数为。假设第三次在赤道平面内深度为的隧道底部，示数为F3；第四次在距星表高度为R处绕行星做匀速圆周运动的人造卫星中，示数为F4。已知均匀球壳对壳内物体的引力为零，则以下判断正确的是：（）A．B．C．D．【答案】B12考点：万有引力定律的应用【名师点睛】解决本题的关

7、键知道在行星的两极，万有引力等于重力，在赤道，万有引力的一个分力等于重力，另一个分力提供随地球自转所需的向心力．同时要注意在绕行星做匀速圆周运动的人造卫星中时物体处于完全失重状态。【母题3】我国先后自行成功研制和发射了“风云Ⅰ号”和“风云Ⅱ号”两颗气象卫星。“风云Ⅰ号”卫星轨道（极地圆轨道）与赤道平面垂直且通过两极，绕地做匀速圆周运动的周期为12h，“风云Ⅱ号”卫星轨道（地球同步轨道）平面在赤道平