精英家教网 > 高中物理 > 题目详情

【题目】一探测器沿竖直方向登陆火星,探测器内的水平地板上放着一个质量为2kg的物体,如图甲所示。当探测器速度由v0减为零的过程中,传感器记录的物体对地板压力大小F随下降高度h变化的图象如图乙所示。已知地球的质量约为火星质量的10倍,地球的半径约为火星半径的2倍,地球和火星都可视为均质球体,取地球表面的重力加速度

1)求火星表面的重力加速度的大小

2)求探测器刚开始减速时的加速度的大小和速度的大小

3)根据量子理论,每个光子动量h为普朗克常数, 为光子的波长)。当光照射到物体表面时将产生持续的压力。设想未来制成的质量为的飞行器,以太阳光对其光帆的撞击力为动力,朝着远离太阳的方向运动。设帆面始终与太阳光垂直,且光帆能将太阳光一半反射,一半吸收. 已知引力常量为,太阳质量为光速为太阳单位时间辐射的总能量为.请推算出该探测器光帆的面积的最小值(忽略行星对飞行器的引力,球面积公式为)

【答案】(1)4m/s2(2)4m/s23m/s 3

【解析】1)设地球的质量为M,半径为r

在地球表面有,则

2开始减速时,物体受到地板给的支持力为12N,故根据牛顿第二定律可得,解得

过程中重力对物体做正功,支持力对物体做负功,由动能定理得

F-h图像的面积表示支持力做的功,故

代入: ,解得

3单位时间内产生的光子个数为:

当光一半被反射一半被吸收时,根据动量定理可得:

产生的光压: ,解得产生的光压:

距太阳为r处光帆受到的光压:

太阳光对光帆的压力需不小于太阳对探测器的引力: 解得

练习册系列答案
相关习题

科目:高中物理 来源: 题型:

【题目】在“探究遥控电动小车额定功率”的实验中,实验步骤如下:

①用天平测出电动小车的质量为0.5kg

②将电动小车、纸带和打点计时器按如图甲所示安装;

③接通打点计时器(其打点周期为0.02s);

④使电动小车以额定功率加速运动并达到最大速度,运动一段时间后关闭小车电源,待小车静止时再关闭打点计时器(设小车在整个过程中所受的阻力恒定)。

在上述过程中,打点计时器在纸带上所打的部分点迹如图乙所示。

请你分析纸带数据,回答下列问题:

(1)该电动小车运动的最大速度为________________m/s

(2)关闭小车电源后,小车的加速度大小为__________

(3)该电动小车的额定功率为______________W

查看答案和解析>>

科目:高中物理 来源: 题型:

【题目】201719日,大亚湾反应堆中微子实验工程获得国家自然科学一等奖。大多数原子核发生核反应的过程中都伴有中微子的产生,例如核裂变、核聚变、β衰变等。下列关于核反应的说法,正确的是

A. + +α衰变方程, +β衰变方程

B. 高速运动的α粒子轰击氮核可从氮核中打出中子,其核反应方程为 + +

C. 衰变为,经过3α衰变,2β衰变

D. + + +3是核裂变方程,也是氢弹的核反应方程

查看答案和解析>>

科目:高中物理 来源: 题型:

【题目】如图电路,C为电容器的电容,D为理想二极管(具有单向导通作用),电流表.电压表均为理想表。闭合开关 S 至电路稳定后,调节滑动变阻器滑片 P 向左移动一小段距离,结果发现电压表V 1的示数改变量大小为 U 1 ,电压表V 2 的示数改变量大小为 U 2 ,电流表 A 的示数改变量大小为I ,则下列判断正确的有(

A. 滑片向左移动的过程中,电容器所带的电荷量不变

B. 的值变大

C. 的值不变,且始终等于电源内阻r

D. 滑片向左移动的过程中,电容器所带的电荷量要不断减少

查看答案和解析>>

科目:高中物理 来源: 题型:

【题目】20171230日,北京首条磁悬浮轨道交通S1线在门头沟开通试运营,标志着我国成为世界第二个掌握中低速磁悬浮技术的国家。其简化后的结构原理简图如图所示,其中悬浮线圈和导向线圈分别位于车体的底部和侧面。间隙传感器能够控制悬浮线圈和导向线圈中电流大小,下列说法中正确的是

A. 导向线圈的主要作用是使列车处于悬浮状态

B. 当列车沿水平直轨道平稳运行时,悬浮线圈中的电流不变

C. 通电的悬浮线圈和导向线圈与金属导轨之间都是斥力作用

D. 间隙传感器控制导向线圈中的电流发生改变是为了使列车加速

查看答案和解析>>

科目:高中物理 来源: 题型:

【题目】下列说法中正确的是_________

A.产生多普勒效应的原因是波源频率发生了变化

B.发生干涉现象时,介质中振动加强的点,振动能量最大,减弱点振动能量可能为零

C.振动图象和波的图象中,横坐标所反映的物理意义是不同的

D.超声波比次声波更容易发生衍射

E.在地球表面上走得很准的摆钟搬到月球表面上,其摆动周期变大

查看答案和解析>>

科目:高中物理 来源: 题型:

【题目】如图所示,虚线abc是电场中的三个等势面,相邻等势面间的电势差相同,实线为一带电的质点在仅受电场力作用下,通过该区域的运动轨迹,PQ是轨迹上的两点。下列说法中正确的是( )

A. 带电质点通过P点时的动能比通过Q点时小

B. 带电质点一定是从P点向Q点运动

C. 带电质点通过P点时的加速度比通过Q点时小

D. 三个等势面中,等势面a的电势最高

查看答案和解析>>

科目:高中物理 来源: 题型:

【题目】如图所示,在光滑水平面上有一长为L=0.5m的单匝正方形闭合导体线框abcd,处于磁感应强度为B=0.4T的有界匀强磁场中,其ab边与磁场的边界重合。线框由同种粗细均匀、电阻为R=2 Ω的导线制成。现用垂直于线框ab边的水平拉力,将线框以速度v=5m/s向右沿水平方向匀速拉出磁场,此过程中保持线框平面与磁感线垂直,且ab边与磁场边界平行。求线框被拉出磁场的过程中:

1)通过线框的电流大小及方向;

2)线框中cd两点间的电压大小;

3)水平拉力的功率

查看答案和解析>>

科目:高中物理 来源: 题型:

【题目】如图所示,MN为同一水平面内的两条平行长导轨,左端串接电阻R,金属杆ab垂直导轨放置,杆和导轨的电阻不计,且杆与导轨间无摩擦,整个装置处于竖直方向的匀强磁场中。现对金属杆ab施加一个与杆垂直的水平方向的恒力F,使杆从静止开始运动。在运动过程中,杆的速度大小为vR上消耗的总能量为E,则下列关于vE随时间变化的图象可能正确的是

查看答案和解析>>

同步练习册答案