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用火箭把质量m=1.0×103 kg的卫星发射到接近地面的圆形轨道上绕地球运行.已知地球半径R=6.4×106 m,火箭内所装燃料的热值q=6.4×107 J/kg,地面附近的重力加速度g=9.8 m/s2.若燃料完全燃烧产生的热量有1%转化为卫星运行时的动能,火箭内所装燃料的质量至少为多少?

4.9×104  kg


解析:

近地卫星绕地球做匀速圆周运动,由万有引力定律和牛顿第二定律得≈mg,则卫星运行时的动能Ek=.

设火箭内所装燃料的质量至少为m′,全部燃烧产生的热量Q=qm′,依题意有qm′×1%=,故

m′=×100=

=4.9×104 kg.

练习册系列答案
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科目:高中物理 来源: 题型:阅读理解

精英家教网[选做题]本题包括A、B、C三小题,请选定其中两题,并在相应的答题区域内作答.若三题都做,则按A、B两题评分.
A.(模块3-3)
(1)下列说法正确的是
 

A.当气体被压缩时,分子间距离变小,表现为斥力,所以必需用力才能压缩
B.液晶并不是晶体,但具有晶体一样的光学各向异性
C.迅速压缩气体时,气体温度一定升高
D.一滴油酸酒精溶液体积为V,在水面上形成的单分子油膜的面积为S,则油酸分子的直径d=
VS

(2)(4分)已知铁的摩尔质量为M,密度为ρ,阿伏加德罗常数为N0.试求一块边长为d的正方形铁块中含有铁原子的个数为
 

(3)如图甲所示,筒形绝热气缸平放在水平面上,用绝热的活塞封闭一部分气体.活塞的横截面积为S,质量为m,外界大气压强恒为P0.活塞与气缸之间无摩擦且不漏气,气缸内有一个电阻丝可以给气体加热.现把气缸立起来,如图乙所示,发现活塞下降距离为h,则立起后气缸内气体分子势能
 
(填“变大”、“变小”或“不变”);当电阻丝通电后产生的热量为Q时,活塞刚好回到原来的位置处于平衡,则在此过程中,气体内能增加了
 
.(用题中已知物理量符号表示)
B.(模块3-4)
(1)下列说法正确的是:
 

A.全息照相利用了光的偏振原理
B.亮度相同的紫光与红光不会发生干涉现象
C.X射线的比紫外线更容易发生干涉现象
D.地面上的人发现,坐在高速离开地球的火箭里的人新陈代谢变慢了,而火箭里的人发现地面上的人新陈代谢也变慢了.
(2)(4分)有一束复色光中含有两种单色光,在真空中a光的波长大于b光的波长.若让此复色光通过半圆形玻璃砖,经过圆心O射向空气,则下列四个光路图中符合实际情况的有:
 

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(3)一列沿x轴正方向传播的简谐横波,在t=0时刻波刚好传播到x=6m处的质点A,如图所示,已知波的传播速度为48m/s.请回答下列问题:
①从图示时刻起再经过
 
s,质点B第一次处于波峰;
②写出从图示时刻起质点A的振动方程:
 

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C.(模块3-5)(1)下列说法正确的有
 

A.单色光从光密介质进入光疏介质,光子的能量不变
B.贝克勒尔发现了铀和含铀矿物的天然放射现象,从而揭示出原子核具有复杂结构
C.当氢原子核外电子从第3能级跃迁到第4能级时,氢原子一定吸收能量,电子的动能增大
D.在光电效应实验中,入射光强度越强,产生的光电子初动能就越大
(2)先完成下列核反应方程,再回答题.1327Al+24He→1430Si+01n+
 

该核反应所属核反应类型是
 

A.衰变            B.人工转变            C.裂变
(3)光滑水平面上一个质量为0.2kg的小球A,以3m/s的速度与另一个质量为0.4kg的静止小球B发生正碰,碰后小球A的速度大小变为1m/s,与原来速度方向相反,则在碰撞过程中,小球A的动量变化大小为
 
kg?m/s,碰后小球B的速度大小为
 
m/s.

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科目:高中物理 来源: 题型:阅读理解

火箭是利用反冲原理工作的重要航天运输工具.
(1)我国长征3号甲火箭在起飞阶段,通过发动机喷射气体而获得的反冲力约为火箭总重量的2倍左右.假设在它刚刚起飞后竖直上升的某时刻,火箭的速度大小为v,在此后一个较短的时间t内,发动机喷出的气体质量为△m,喷出的气体相对于地面的速度方向向下,大小为u,求这一段时间内火箭受到的反冲力大小.(计算时忽略喷出气体的重力大小,且认为此段时间内火箭受到的反冲力大小不变)
(2)火箭有单级和多级之分,多级火箭就是把火箭一级一级地接在一起,第一级燃料用完之后把箭体抛弃,减轻负担,然后第二级开始工作,燃料用完之后再把第二级抛弃…,因此从理论上讲,多级火箭能比单级火箭获得更大的速度.
某同学分别建立了以下两个力学模型来粗略地模拟单级火箭和二级火箭在水平飞行时的工作过程,如图甲、乙所示.甲图中的光滑水平面上并排静止放置有质量分别为2m和m的两个物块A、B,它们之间粘有微量的炸药C,爆炸时释放出的能量为2△E;乙图中光滑水平面上并排静止放置有质量均为m的三个物块D、F、G,D、F之间和F、G之间分别粘有微量的炸药P和Q,通过控制使炸药Q先爆炸,炸药P后爆炸,Q和P爆炸时释放出的能量均为△E.所有炸药的质量都忽略不计,爆炸的时间极短,爆炸产生的能量都转化为机械能,爆炸后所有物块的速度方向在同一直线上.求所有的爆炸都发生后物块D的速度是物块A的速度的倍数.
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科目:高中物理 来源: 题型:

用火箭把质量m=1.0×103 kg的卫星发射到接近地面的圆形轨道上绕地球运行.已知地球半径R=6.4×106 m,火箭内所装燃料的热值q=6.4×107 J/kg,地面附近的重力加速度g=9.8 m/s2.若燃料完全燃烧产生的热量有1%转化为卫星运行时的动能,火箭内所装燃料的质量至少为多少?

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科目:高中物理 来源:同步题 题型:计算题

用火箭把质量m=1.0×103kg的卫星发射到接近地面的圆形轨道上绕地球运行。已知地球半径R=6.4×106m,火箭内所装燃料的热值q=6.4×107J/kg,地面附近的重力加速度g=9.8m/s2。若燃料完全燃烧产生的热量有1%转化为卫星运行时的动能,火箭内所装燃料的质量至少为多少?

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