2014年高考物理母题题源系列+05+天体的“环绕”与“变轨”运动

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1、母题五天体的“环绕”与“变轨”运动【母题来源】2014年天津卷第3题【母题原题】3．（6分）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．距地面的高度变大B．向心加速度变大C．线速度变大D．角速度变大【答案】A【试题解析】同步卫星的周期等于地球的自转周期，根据万有引力定律和牛顿第二定律可知，卫星的周期越大，轨道半径越大，所以地球自转变慢后，同步卫星需要在更高的轨道上运行，选项A正确；而此时万有引力减小，所以向心加速度减小、线速度减小，角

2、速度减小，故选项B、C、D错误。【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

3、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、10学科网微精品团队独家奉献，“学易”让学习更容易！牛顿第二定律和向心力公式有：＝Fn＝＝＝mrω2＝＝man，解得：【母题1】我国发射的“天宫一号”和“神州八号”在对接前，“天宫一号”的运行轨道高度为350km，“神州八号”的运行轨道高度为343km，它们的运行轨道视为圆周，则（）A．“天宫一号”比“神州八号”速度大B．“天宫一号”比“神州八号”周期长C．“天宫一号”比“神州八号”角速度大D．“天宫一号”比“神州八号

4、”加速度大【母题2】“天宫一号”和“神舟十号”交会对接成功，标志着我国在对接技术上迈出了重要一步，用M代表“神舟十号”，N代表“天宫一号”，它们对接前做圆周运动的情形如图所示，则（）地球10学科网微精品团队独家奉献，“学易”让学习更容易！A．M的运行速度小于N的运行速度B．M的向心加速度大于N的向心加速度C．M的运行周期大于N的运行周期D．M适度加速可与N对接【母题3】【学科网第四次大联考·江苏卷2】2011年4月10日，我国成功发射了第8颗北斗导航卫星，建成以后北斗导航卫星系统将包含多颗地球同步卫星，这有助于减少我国对GPS导航系统的依赖，

5、GPS由运行周期为12小时的卫星群组成，则北斗导航卫星系统中地球同步卫星和GPS导航系统中卫星的向心加速度之比为（）A．B．C．D．【母题4】卫星1和卫星2在同一轨道上绕地球做匀速圆周运动，圆心为O，轨道半径为r，某时刻两颗卫星分别位于轨道上的A、B两位置，两卫星与地心O连线间的夹角为60°，如图所示，若卫星均沿顺时针方向运行，地球表面处的重力加速度为g，地球半径为R，不计卫星间的相互作用力，下列判断正确的是（）A．这两颗卫星的加速度大小均为B．卫星1由A第一次运动到B所用的时间为C．卫星1向后喷气就一定能追上卫星2D．卫星1由A运动到B的过

6、程中，万有引力对它做正功10学科网微精品团队独家奉献，“学易”让学习更容易！【答案】AB【母题5】假设人造卫星绕地球做匀速圆周运动，当卫星绕地球运动的轨道半径增大到原来的2倍时，则有（）A．卫星运动的线速度将减小到原来的一半B．卫星所受的向心力将减小到原来的四分之一C．卫星运动的周期将增大到原来的2倍D．卫星运动的线速度将减小到原来的【母题6】2010年10月1日，继“嫦娥一号”卫星成功发射之后，“嫦娥二号”卫星再次发射成功．这是我国航天史上的另一重要成果。“嫦娥二号”发射后先绕地球做圆周运动，经多次变轨，最终进入距月面h=100km的圆形工

7、作轨道，开始进行科学探测活动.设月球半径为R，月球表面的重力加速度为10学科网微精品团队独家奉献，“学易”让学习更容易！，万有引力常量为G，则下列说法正确的A．嫦娥二号绕月球运行的周期为B．由题目条件可知月球的平均密度为C．嫦娥二号在轨道上绕行的线速度为D．嫦娥二号轨道处的加速度为【母题7】【学科网第三次大联考·新课标卷19】为了探测月球背面的地貌特征，发射月球轨道勘测器是最理想的选择。为了获得更高的清晰度，只要速度达到，勘测器就可以在月球引力作用下沿近月轨道运行。现已测得勘测器沿近月轨道运行的周期为T，而且已知引力常量为G，则通过计算可以获

8、得下列哪些有关月球的物理量（）A．月球质量B.月球半径C.月球表面重力加速度D.月球对勘测器引力【母题8】【学科网第四次大联考·山东卷18】地球绕太阳的周期为T1，