(6分)“嫦娥四号”探测器于2019年1月在月球背面成功着…——2020 高考物理第 3 题答案解析

2020_新课标III卷

2020 全国 第 3 题 解答题 区分题
2020_新课标III卷

3.(6分)“嫦娥四号”探测器于2019年1月在月球背面成功着陆,着陆前曾绕月球飞行,某段时间可认为绕月做匀速圆周运动,圆周半径为月球半径的K倍。已知地球半径 R是月球半径的 P 倍,地球质量是月球质量的 Q 倍,地球表面重力加速度大小为 g。则“嫦娥四号”绕月球做圆周运动的速率为(  )A. $\sqrt { \frac { \mathbb { R } \mathbb { E } } { \mathbb { Q P } } }$ B $\sqrt { \frac { \mathbb { R } \mathbb { P } \mathbb { K } \mathbb { g } } { \mathbb { Q } } }$ C $\sqrt { \frac { \mathbb { R } \mathbb { Q } \mathbb { g } } { \mathrm { K P } } }$ D $\sqrt { \frac { \mathbb { R } \mathbb { P } \ g } { \mathbb { Q } \mathrm { K } } }$

参考答案

D

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【分析】“嫦娥四号”绕月球做匀速圆周运动,万有引力提供向心力,在地球表面上的物体的重力等于万有引力,以此分析求出其速率的表达式。【解答】解:令月球的半径为 $\mathsf { R } _ { 1 }$ ,月球的质量为 $\mathbf { M } _ { 1 }$ ,地球的质量为 M,嫦娥四号的质量为m,则嫦娥四号”绕月球做匀速圆周运动的半径为 $\mathrm { K R _ { 1 } }$ 根据牛顿第二定律有: $G \frac { \mathbb { M } _ { 1 } \mathbb { m } } { { ( \mathrm { K } \mathbb { R } _ { 1 } ) } ^ { 2 } } = \frac { \mathrm { w } ^ { 2 } } { \mathrm { K } \mathbb { R } _ { 1 } }$

所以 $\mathrm { v } = \sqrt { \frac { \mathfrak { G } \mathbb { M } _ { 1 } } { \mathrm { K } \mathrm { R } _ { 1 } } } = \sqrt { \frac { \mathfrak { G } \frac { \mathbb { M } } { \mathfrak { Q } } } { \mathrm { K } \frac { \mathrm { R } } { \mathrm { P } } } } = \sqrt { \frac { \mathfrak { G } \mathbb { M } \mathrm { P } } { \mathrm { K } \mathrm { R } \mathrm { Q } } }$

根据黄金代换式有: $\operatorname { G M } = \operatorname { g R } ^ { 2 }$

所以嫦娥四号”绕月球做圆周运动的速率为: $\mathrm { v } { = } \sqrt { \frac { \mathrm { R P g } } { \ Q \mathrm { K } } }$ ,故ABC错误,D正确。故选:D。

【点评】解决该题需要明确知道“嫦娥四号”绕月球做匀速圆周运动的向心力由万有引力提供,掌握黄金代换式的表达式。

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