2019屆高三物理錯題本-萬有引力

2019屆高三物理錯題本——萬有引力河南省信陽高級中學陳慶威2018.09B.GN1．一衛(wèi)星繞某一行星表面附近做勻速圓周運動，其線速度大小為容.假設宇航員在該行星表面上用彈簧測力計測量一質(zhì)量為m的物體重力，物體靜止時，彈簧測力計的示數(shù)為N.已知引力常量為G，則這顆行星的質(zhì)量為(B.GNA.GND.Gm［解析］［解析］設衛(wèi)星的質(zhì)量為，由萬有引力提供向心力，得v2m'口由已知條件M由已知條件Mmg得代入②得代入口得MD7Vx7,故B正確口GN［答案］B2.假設地球是一半徑為R、質(zhì)量分布均勻的球體.一礦井深度為d.已知質(zhì)量分布均勻的球殼對殼內(nèi)物體的引力為零.礦井底部和地面處的重力加速度大小之比為()A.i—RB.i+R

D.地面［解析］如圖所示，根據(jù)題意，地面與礦井底部之間的環(huán)形部分對處于礦井底部的物體引力為零．設地面處的重力加速度為g，地球質(zhì)量為MD地球表面的物體D.地面［解析］如圖所示，根據(jù)題意，地面與礦井底部之間的環(huán)形部分對處于礦井底部的物體引力為零．設地面處的重力加速度為g，地球質(zhì)量為MD地球表面的物體m受到的重力近似等于萬有引力，故mg6Mm1設礦井底部處的重力加速度為R2g’，等效”地球”的質(zhì)量mg為M’，其半徑河R口d,則礦井底部處的物體m受到的重力mgGF口口MDpV\p-4nR3,M'口pV‘1GF口口4g'd3nR口d)3,聯(lián)立解得十口1DR口A1□［答案］A3.有a、b、c、d四顆地球衛(wèi)星，a在地球赤道上未發(fā)射，b在地面附近近地軌道上正常運動，c是地球同步衛(wèi)星，d是高空探測衛(wèi)星，各衛(wèi)星排列位置如下圖所示，則有()A星，各衛(wèi)星排列位置如下圖所示，則有()A.a的向心力由重力提供nB.c在4h內(nèi)轉(zhuǎn)過的圓心角是6Cb在相同時間內(nèi)轉(zhuǎn)過的弧長最長D.d的運動周期有可能是20h［解析［解析］對于衛(wèi)星a,根據(jù)萬有引力定律、牛頓第二定律可得，GMm—^2—1Nma向，而Mmg，故a的向心力由萬有引力和支持力的合力提供，A項錯；由c是同步衛(wèi)星可知衛(wèi)星c在4h內(nèi)轉(zhuǎn)過的圓心角是n,b項錯;由GMm角是n,b項錯;由GMm

r2v2?1m一得，

rGM，故軌道半徑越大，線速度越小，故衛(wèi)星b的線速度大于衛(wèi)星c的線速度，衛(wèi)星c的線速度大于衛(wèi)星d的線速度，而衛(wèi)星a與同步衛(wèi)星c的周期相同，口衛(wèi)星c的線速度大于衛(wèi)星a的線速度，C項對;由GM—［m伴］2r得，Tr2IT）［2nGr^DDODDr越大，周期越長，口衛(wèi)星d的周期大于同步衛(wèi)星c的周期，D項口口［答案］C.（多選）（2017?河北保定一模）O為地球球心，半徑為R的圓為地球赤道，地球自轉(zhuǎn)方向如圖所示，自轉(zhuǎn)周期為T,觀察站A有一觀測員在持續(xù)觀察某衛(wèi)星氏某時刻觀測員恰能觀察到衛(wèi)星B從地平線的東邊落下，經(jīng)T的時間，再次觀察到衛(wèi)星B從地平線的西邊升起.已2知/BOB'=a，地球質(zhì)量為M，引力常量為6,則（）

一一八,nTa.衛(wèi)星b繞地球運動的周期為2n―a一一一,nTB.衛(wèi)星B繞地球運動的周期為2n+a3C.衛(wèi)星B離地表的高度為3D.衛(wèi)星B離地表的高度為GM4一一八,nTa.衛(wèi)星b繞地球運動的周期為2n―a一一一,nTB.衛(wèi)星B繞地球運動的周期為2n+a3C.衛(wèi)星B離地表的高度為3D.衛(wèi)星B離地表的高度為GM4[2n+a)2—R［解析］當?shù)厍蛏螦處的觀測員隨地球轉(zhuǎn)動半個周期時，衛(wèi)星轉(zhuǎn)過的角度應為T2Ma，所以212Ma2nT衛(wèi)，解得nT42n^口A口，B對口衛(wèi)星繞地球轉(zhuǎn)動過程中萬有引力充當向心力，MmG卞衛(wèi)2r，得

衛(wèi)r衛(wèi)口T2GM4n2口2,則衛(wèi)星距地表的高度口r衛(wèi)"GMR,C錯，D對口［答案］BD可使地球赤道上任意兩點之間保持無線電通訊.目前，地球同步衛(wèi)星的軌道半徑約為地球半徑的6.6倍.假設地球的自轉(zhuǎn)周期變小，若仍僅用三

顆同步衛(wèi)星來實現(xiàn)上述目的，則地球自轉(zhuǎn)周期的最小值約為()A．1hB．4hC．8hD．16h［解析］設地球半徑為R，畫出僅用三顆地球同步衛(wèi)星使地球赤道上任意兩點之間保持無線電通訊時同步衛(wèi)星的最小軌道半徑示意圖，如圖所示．由圖中幾何關系可得，同步衛(wèi)星的最小軌道半徑2R.2R.設地球自轉(zhuǎn)周期的最小值為T,則由開普勒第三定律可得，(6.6R)3

(2R)3口(24h)2,解得T心4h,選項B正確口T2［答案］B.(多選)(2019山西四校聯(lián)考)“嫦娥三號”探月飛行器運行的軌跡示意如圖，經(jīng)調(diào)整速度到達距離月球表面高度為勾的A處后，進入軌道I做勻速圓周運動，而后再經(jīng)過調(diào)整進入軌道H做橢圓運動，近月點C距離月球表面的高度為hC.v「v2和a「a2分別表示飛行器沿軌道I、II經(jīng)過A點時的速度大小和加速度大小，vB、vC分別表示飛行器經(jīng)過B、C點時的速度大小，R表示月球的半徑.以下關系正確的是()

D．C.ai=a2R＋h

%<e%D．C.ai=a2R＋h

%<e%［解析］只有在軌道口上A點減速才能近心進入軌道口，所以P1>%，A錯誤；在軌道口、口的同一點A所受萬有引力相同，故口a2,B錯誤，C正確;對軌道口，根據(jù)開普勒第二定律有a1(R口hA)?%4t(R口hJvc4t2P1>P2，PR＋h叫得外<R0A%］CD正確口［答案］CD“嫦娥”攜7．2013年我國相繼完成“神十”與“天宮”對接、“嫦娥”攜“玉兔”落月兩大航天工程．某航天愛好者提出“玉兔”回家的設想：如右圖所示，將攜帶“玉兔”的返回系統(tǒng)由月球表面發(fā)射到h高度的軌道上，與在該軌道繞月球做圓周運動的飛船對接，然后由飛船送“玉兔”返回地球.設“玉兔”質(zhì)量為m,月球半徑為R,月面的重力加速度為g月以月面為零勢能面，“玉兔”在h高度的引力勢能可表示為E=GMmh,，其中G為引力常量，M為月球質(zhì)量.若忽pR(R＋h)略月球的自轉(zhuǎn)，從開始發(fā)射到對接完成需要對“玉兔”做的功為mgRA.舟(h+2R)mgRB.R+h(h+2r)C.R+h21

h+rR

I2D.mgR(i1)

品Ih+2RJR+h［解析］根據(jù)題意可知，要使玉兔”和飛船在距離月球表面高為h的軌道上對接，若不考慮月球的自轉(zhuǎn)影響，從開始發(fā)射到完成對接需要對“玉兔”做的功應為克服月球的萬有引力做的功與在該軌道做圓周運動的動能之和，所以wdepaek，epaGMmhR(Rah軌道做圓周運動的動能之和，所以wdepaek，ep