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(xué)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(yùn)動，其線速度大小為容.假設(shè)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(shè)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(shè)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(shè)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(shè)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(shè)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(yùn)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(yùn)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(yùn)動的周期為2n―a一一一,nTB.衛(wèi)星B繞地球運(yùn)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(yùn)動的周期為2n―a一一一,nTB.衛(wèi)星B繞地球運(yùn)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(dāng)?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(yīng)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(dāng)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(shè)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(shè)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(guān)系可得，同步衛(wèi)星的最小軌道半徑2R.2R.設(shè)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(yùn)行的軌跡示意如圖，經(jīng)調(diào)整速度到達(dá)距離月球表面高度為勾的A處后，進(jìn)入軌道I做勻速圓周運(yùn)動，而后再經(jīng)過調(diào)整進(jìn)入軌道H做橢圓運(yùn)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(guān)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(jìn)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(shè)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(yùn)動的飛船對接，然后由飛船送“玉兔”返回地球.設(shè)“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(yīng)為克服月球的萬有引力做的功與在該軌道做圓周運(yùn)動的動能之和，所以wdepaek，epaGMmhR(Rah軌道做圓周運(yùn)動的動能之和，所以wdepaek，ep