【新高考】天津市2011-2020年高考试卷分类汇编之3—人造地球卫星、天体和和行星的运动（解析卷）

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天津市2011-2020年高考试卷分类汇编之3—
人造地球卫星、天体和和行星的运动
（1）人造地球卫星
1. 2013年天津卷9．（1）“嫦娥一号”和“嫦娥二号”卫星相继完成了对月球的环月飞行，标志着我国探月工程的第一阶段己经完成。设“嫦娥二号”卫星环绕月球的运动为匀速圆周运动，它距月球表面的高度为h，己知月球的质量为M、半径为R，引力常量为G，则卫星绕月球运动的向心加速度a＝______线速度 v=________。
【答案】，
【解析】由，得，
2.2018年天津卷6．2018年2月2日，我国成功将电磁监测试验卫星“张衡一号”发射升空，标志我国成为世界上少数拥有在轨运行高精度地球物理场探测卫星的国家之一。通过观测可以得到卫星绕地球运动的周期，并已知地球的半径和地球表面的重力加速度。若将卫星绕地球的运动看作是匀速圆周运动，且不考虑地球自转的影响，根据以上数据可以计算出卫星的（ CD ）
A．密度
B．向心力的大小
C．离地高度
D．线速度的大小
解析：根据题意，已知卫星运动的周期T，地球的半径R，地球表面的重力加速度g，卫星受到的万有引力充当向心力，有，卫星的质量被抵消，故不能计算卫星的密度，更不能计算卫星的向心力大小，选项AB错误；由，，解得，而r=R+h，可以故可以计算卫星距离地球表面的高度h，选项C正确；根据公式，轨道半径可以求出，周期已知，故可以计算出卫星绕地球运动的线速度，选项D正确。
3. 2012年理综天津卷3. 一人造地球卫星绕地球做匀速圆周运动，假如该卫星变轨后做匀速圆周运动，动能减小为原来的1/4，不考虑卫星质量的变化，则变轨前后卫星的
A.向心加速度大小之比为4:1 B.角速度大小之比为2:1
C.周期之比为1:8 D.轨道半径之比为1:2
答案：C
解析：根据向心加速度表达式知，在动能减小时势能增大，地球卫星的轨道半径增大，则向心加速度之比大于4；根据万有引力定律和牛顿第二定律有化简为，知在动能减小速度减小则轨道半径增大到原来的4倍；同理有化简为，则周期增大到8倍；根据角速度关系式，角速度减小为。
4.2020年天津卷2．北斗问天，国之夙愿。我国北斗三号系统的收官之星是地球静止轨道卫星，其轨道半径约为地球半径的7倍。与近地轨道卫星相比，地球静止轨道卫星
A．周期大 B．线速度大
C．角速度大 D．加速度大
【答案】A
【解析】卫星有万有引力提供向心力有
可解得，，，
可知半径越大线速度，角速度，加速度都越小，周期越大；故与近地卫星相比，地球静止轨道卫星周期大，故A正确，BCD错误。
故选A。
（2）天体和和行星的运动
5.2019年天津卷1.2018年12月8日，肩负着亿万中华儿女探月飞天梦想的嫦娥四号探测器成功发射，“实现人类航天器首次在月球背面巡视探测，率先在月背刻上了中国足迹”。已知月球的质量为M、半径为R，探测器的质量为m，引力常量为G，嫦娥四号探测器围绕月球做半径为r的匀速圆周运动时，探测器的（ ）
A.周期为 B.动能为
C.角速度为 D.向心加速度为
答案：A
解析：卫星卫做圆周运动，万有引力提供向心力：
，解得，，
已知卫星的线速度为，周期，A正确；动能，选项B错误；角速度，选项C错误；由牛顿第二定律，解得，选项D错误。故答案为A
6.2015年理综天津卷8、P1、P2为相距遥远的两颗行星，距各自表面相同高度处各有一颗卫星s1、s2做匀速圆周运动，图中纵坐标表示行星对周围空间各处物体的引力产生的加速度a，横坐标表示物体到行星中心的距离r的平方，两条曲线分别表示P1、P2周围的a与r2的反比关系，它们左端点横坐标相同，则（AC ）
A、P1的平均密度比P2的大
B、P1的第一宇宙速度比P2的小
C、s1的向心加速度比s2的大
D、s1的公转周期比s2的大
解析：由图可知，它们左端点横坐标相同，则两行星的球体半径相同。对行星周围空间各处物体来说，万有引力提供加速度，故有，故可知P1的质量比P2的大，即P1的平均密度比P2的大，所以选项A正确； 由图可知，P1表面的重力加速比P2的大，由可知，P1的第一宇宙速度比P2的大，所以选项B错误；对卫星而言，万有引力提供向心加速度，即，故可知，s1的向心加速度比s2的大，所以选项C正确；根据可知，s1的公转周期比s2的小，所以选项D错误。本题选AC。
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