【题目】一宇航员站在某质量分布均匀的星球表面的斜坡上的P点沿水平方向以初速度v0抛出一个小球,测得小球经时间t落到斜坡上另一点Q,斜面的倾角为α,已知该星球半径为R,万有引力常量为G,求:
(1)该星球表面的重力加速度;
(2)该星球的密度;
(3)该星球的第一宇宙速度v;
(4)人造卫星绕该星球表面做匀速圆周运动的最小周期T.
【答案】(1) ;(2) ;(3);(4)
【解析】试题分析:根据平抛运动规律列出水平方向和竖直方向的位移等式,结合几何关系求出重力加速度;忽略地球自转的影响,根据万有引力等于重力列出等式.根据密度公式求解;该星球的近地卫星的向心力由万有引力提供,该星球表面物体所受重力等于万有引力,联立方程即可求出该星球的第一宇宙速度。
(1)设该星球表现的重力加速度为g,根据平抛运动规律:
水平方向:
竖直方向:
平抛位移与水平方向的夹角的正切值:
解得:
(2)在星球表面有: ,星球的密度为: ,联立以上解得:
(3)在星球表面有: ,根据万有引力提供向心力: ,解得: ,联立以上解得:
(4)绕星球表面运行的卫星具有最小的周期,即:
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【题目】我国自行研制发射的“风云一号”“风云二号”气象卫星的飞行轨道是不同的,“风云一号”是极地圆形轨道卫星,其轨道平面与赤道平面垂直,周期为12h;“风云二号”是地球的同步卫星。则两颗卫星相比( )
A. “风云一号”离地面较高
B. “风云一号”每个时刻可观察到的地球表面的范围大
C. “风云一号”线速度较大
D. 若某时刻“风云一号”何“风云二号”正好同时在赤道上某个小岛的上空,那么在经过12h,他们又将同时到达该岛的上空
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【题目】一个球被竖直向上抛出,它一直向上运动,直到某一位置才往下掉。已知它在最高点的瞬时速度为零。球在最高点有加速度吗?____(选填“有”或“没有”);简要论证你的回答:_______。
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【题目】天文学家观测河外星系大麦哲伦云时,发现了LMCX-3双星系统,它由可见星A和不可见的暗星B构成.两星视为质点,不考虑其他天体的影响,A、B围绕两者连线上的O点做匀速圆周运动,它们之间的距离保持不变,如图所示.引力常量为G,由观测能够得到可见星A的速率v和运行周期T.
(1)可见星A所受暗星B的引力FA可等效为位于O点处质量为m′的星体(视为质点)对它的引力,设A和B的质量分别为m1、m2,试求m′(用m1、m2表示);
(2)求暗星B的质量m2与可见星A的速率v、运行周期T和质量m1之间的关系式.
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【题目】如图所示为用电流表和电压表测未知电阻R的两种不同的电路,甲乙两电路中各对应的同种仪器规格都相同,其中待测电阻R约为100Ω,滑动变阻器W的最大阻值为50Ω,电池的电动势E=6.0V,内阻可忽略。闭合开关后,各电路均能正常工作。关于这两个电路下列说法中正确的是_____。(填写选项的序号)
A.甲图中电压表的a接线柱应为正接线柱
B.闭合开关前,乙图中滑动变阻器滑动头应调至最左端
C.将开关闭合后调节滑动变阻器的滑动头,甲图中的电压表V1的示数变化的最大范围为0~0.6V
D.将开关闭合后调节滑动变阻器的滑动头,乙图中电压表V2的示数变化的最大范围为 0~0.6V
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【题目】反射式速调管是常用的微波器件之一,它利用电子团在电场中的振荡来产生微波,其振荡原理与下述过程类似。已知静电场的方向平行于x轴,其电势φ随x的分布如图所示。一质量m=2.0×10-20kg,电荷量q=2.0×10-9C的带负电的粒子从(-1,0)点由静止开始,仅在电场力作用下在x轴上往返运动。则
A. x轴左侧电场强度E1和右侧电场强度E2的大小之比
B. 粒子在0~0.5cm区间运动过程中的电势能减小
C. 该粒子运动过程中电势能变化量的最大值为4.0×10-8J
D. 该粒子运动的周期T=3.0×10-8 s
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【题目】用两个粗细相同的U形玻璃管,对接成如图所示的一根两端开口的玻璃管竖直放置,管右边的U形部分盛有水银,两边水银面齐平。现在把左边开口向下的玻璃管竖直插入很大的水银槽中,使管口A在水银面下8cm,这时进入左管中水银柱高为4cm。(大气压p0=76cmHg,整个过程中温度不变)
(i)求插入水银槽前左边连通部分气体的总长度l0;
(ii)若先把右管开口封闭,再把左管插入水银槽中,使左管管口A在水银面下7cm处,这时进入管中水银柱高为3cm,那么在左管插入水银槽之前右边管中的空气柱长度L为多少?
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【题目】如图所示,ab是半径为R的圆的一条直径,该圆处于匀强电场中,场强大小为E,方向一定。在圆周平面内,将一带正电q的小球从a点以相同的动能抛出,抛出方向不同时,小球会经过圆周上不同的点,在这些所有的点中,到达c点时小球的动能最大。已知∠cab=30°,若不计重力和空气阻力,试求:
(1)电场方向与ac间的夹角θ为多大。
(2)若小球在a点时初速度方向与电场方向垂直,则小球恰好落在c点,那么初动能为多大。
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【题目】为了验证机械能守恒定律,同学们设计了如图甲所示的实验装置:
(1)实验时,该同学进行了如下操作:
①将质量分别为M1和M2的重物A、B(A的含挡光片、B的含挂钩)用绳连接后,跨放在定滑轮上,处于静止状态,测量出______________(填“A的上表面”、“A的下表面”或“挡光片中心”)到光电门中心的竖直距离h.
②如果系统(重物A、B)的机械能守恒,应满足的关系式为________ (已知重力加速度为g,经过光电门的时间为 ,挡光片的宽度d以及M1和M2和h).
(2)实验进行过程中,有同学对装置改进,如图乙所示,同时在B的下面挂上质量为m的钩码,让M1=M2=m, 经过光电门的速度用v表示,距离用h表示,若机械能守恒,则有V2/2h=_________。
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