题目列表(包括答案和解析)
9.(2010·浙江十校联考)在2003-2008年短短5年时间内,我国就先后成功发射了三艘载人飞船:“神舟五号”于2003年10月15日9时升空,飞行21小时11分钟,共计14圈后安全返回;“神舟六号”于2005年10月12日9时升空,飞行115小时32分钟,共计77圈后安全返回;“神舟七号”于2008年9月25日21时升空,飞行68小时27分钟,共计45圈后安全返回.三艘载人飞船绕地球运行均可看做匀速圆周运动,则下列判断正确的是 ( )
A.它们绕地球飞行时所受的万有引力一定相等
B.可以认为它们绕地球飞行的线速度大小相同
C.它们在绕地球飞行的过程中,宇航员处于平衡状态
D.飞船中的宇航员可使用弹簧测力计来测量自身所受到的重力
解析:通过计算发现三艘载人飞船绕地球运行的周期近似相等,根据开普勒第三定律可知:三艘载人飞船绕地球飞行的半径是相等的.所以它们绕地球飞行的线速度大小相同,但三艘载人飞船的质量不一定相等,因而它们所受的万有引力不一定相等.它们在绕地球飞行的过程中,宇航员不是处于平衡状态,而是处于失重状态,因而宇航员不能使用弹簧测力计来测量自身所受到的重力,故只有B正确.
答案:B
8.(2010·汕头模拟)有一宇宙飞船到了某行星上(该行星没有自转运动),以速度v接近行星表面匀速飞行,测出运动的周期为T,已知引力常量为G,则可得 ( )
A.该行星的半径为
B.该行星的平均密度为
C.无法测出该行星的质量
D.该行星表面的重力加速度为
解析:由T=可得:R=,A正确;由=m可得:M=,C错误;由M=πR3·ρ得:ρ=,B正确;由=mg得:g=,D正确.
答案:ABD
7.宇宙中两个星球可以组成双星,它们只在相互间的万有引力作用下,绕球心连线的某点做周期相同的匀速圆周运动.根据宇宙大爆炸理论,双星间的距离在不断缓慢增加,设双星仍做匀速圆周运动,则下列说法错误的是 ( )
A.双星相互间的万有引力减小
B.双星做圆周运动的角速度增大
C.双星做圆周运动的周期增大
D.双星做圆周运动的半径增大
解析:距离增大万有引力减小,A正确;由m1r1ω2=m2r2ω2及r1+r2=r得,r1=,r2=,可知D正确;F=G=m1r1ω2=m2r2ω2,r增大F减小,r1增大,故ω减小,B错;由T=知C正确.
答案:B
6.(2010·青岛三中月考)如图4所示,在同一轨道平面上的三个人
造地球卫星A、B、C在某一时刻恰好在同一直线上,下列说法
正确的有 ( ) 图4
A.根据v=,可知vA<vB<vC
B.根据万有引力定律,FA>FB>FC
C.向心加速度aA>aB>aC
D.运动一周后,C先回到原地点
解析:由=m=ma可得:v=.故vA>vB>vC,不可用v=比较v的大小,因卫星所在处的g不同,A错误;由a=,可得aA>aB>aC,C正确;万有引力F=,但不知各卫星的质量大小关系,无法比较FA、FB、FC的大小,B错误;由T=可知,C的周期最大,最晚回到原地点,故D错误.
答案:C
5.(2010·海口模拟)2007年美国宇航员评出了太阳系外10颗最神奇的行星,包括天文学家1990年发现的第一颗太阳系外行星以及最新发现的可能适合居住的行星.在这10颗最神奇的行星中排名第三的是一颗不断缩小的行星,命名为HD209458b,它的一年只有3.5个地球日.这颗行星以极近的距离绕恒星运转,因此它的大气层不断被恒星风吹走.据科学家估计,这颗行星每秒就丢失至少10000吨物质,最终这颗缩小行星将只剩下一个死核.假设该行星是以其球心为中心均匀减小的,且其绕恒星做匀速圆周运动.下列说法正确的是 ( )
A.该行星绕恒星运行周期会不断增大
B.该行星绕恒星运行的速度大小会不断减小
C.该行星绕恒星运行周期不变
D.该行星绕恒星运行的线速度大小不变
解析:由于该行星是以其球心为中心均匀减小的,所以其运行的半径不变,由于该行星的质量改变而恒星的质量不变,由=和=可知,周期和线速度大小均不改变.选项C、D正确.
答案:CD
4.(2010·广东省汕头市高三摸底考试)一物体从一行星表面某高度处
自由下落(不计阻力).自开始下落计时,得到物体离行星表面高
度h随时间t变化的图象如图3所示,则根据题设条件可以计算
出 ( ) 图1
A.行星表面重力加速度的大小图3
B.行星的质量
C.物体落到行星表面时速度的大小
D.物体受到行星引力的大小
解析:从题中图象看到,下落的高度和时间已知(初速度为0),所以能够求出行星表面的加速度和落地的速度,因为物体的质量未知,不能求出物体受到行星引力的大小,又因为行星的半径未知,不能求出行星的质量.
答案:AC
3.(2009·福建高考)“嫦娥一号”月球探测器在环绕月球运行过程中,设探测器运行的轨道半径为r,运行速率为v,当探测器飞越月球上一些环形山中的质量密集区上空时 ( )
A.r、v 都将略为减小
B.r、v都将保持不变
C.r将略为减小,v将略为增大
D.r将略为增大,v将略为减小
解析:当探测器飞越月球上一些环形山中的质量密集区上空时,受到的万有引力即向心力会变大,故探测器的轨道半径会减小,由v= 得出运行速率v将增大,故选C.
答案:C
2.(2010·鲁东南三市四县诊断性测试)为纪念伽利略将望远镜用于天文观测400周年,2009年被定为以“探索我的宇宙”为主题的国际天文年.我国发射的“嫦娥一号”卫星绕月球经过一年多的运行,完成了预定任务,于2009年3月1日16时13分成功撞月.如图2所示为“嫦娥一号”卫星撞月的模拟图,卫星在控制点1开始进入撞月轨道.假设卫星绕月球做圆周运动的轨道半径为R,周期为T,引力常量为G.根据题中信息,以下说法正确的是 ( )
图2
A.可以求出月球的质量
B.可以求出月球对“嫦娥一号”卫星的引力
C.“嫦娥一号”卫星在控制点1处应加速
D.“嫦娥一号”在地面的发射速度大于11.2 km/s
解析:由=mR可得月球质量M=,A正确;但因不知“嫦娥一号”卫星的质量,无法求出月球对“嫦娥一号”的引力,B错误;“嫦娥一号”从控制点1处开始做向心运动,应在控制点1处减速,C错误;“嫦娥一号”最终未脱离地球束缚和月球一齐绕地球运动.因此在地面的发射速度小于11.2 km/s,D错误.
答案:A
1.我国未来将建立月球基地,并在绕月轨道上建造空间站.如图1
所示,关闭动力的航天飞机在月球引力作用下向月球靠近,并
将与空间站在B处对接,已知空间站绕月轨道半径为r,周期
为T,万有引力常量为G,下列说法中正确的是 ( )
A.图中航天飞机正加速飞向B处
B.航天飞机在B处由椭圆轨道进入空间站轨道必须点火减速 图1
C.根据题中条件可以算出月球质量
D.根据题中条件可以算出空间站受到月球引力的大小
解析:月球对航天飞机的引力与其速度的夹角小于90°,故航天飞机飞向B处时速度增大,即加速,A正确;B处基本上是椭圆轨道的近月点,航天飞机在该处所受月球引力小于它所需的向心力,而在圆形轨道上运动时要求月球引力等于所需向心力,故B正确;由G=mr知月球质量可表示为M=,C正确;因空间站的质量未知,故D错误.
答案:ABC
12.(2010·青岛模拟)“10米折返跑”的成绩反映了人体的灵敏素质.测定时,在平直跑道上,受试者以站立 式起跑姿势站在起点(终点)线前,听到起跑的口令后,全力跑向正前方10米处的折返线,测试员同时开始计时.受试者到达折返线处,用手触摸折返线处的物体(如木箱)后,再转身跑向起点(终点)线,当胸部到达起点(终点)线的垂直面时,测试员停止计时,所用时间即为“10米折返跑”的成绩,如图5所示.设受试者起跑的加速度为4 m/s2,运动过程中的最大速度为4 m/s,快到达折返线处时需减速到零,减速的加速度为8 m/s2,返回时达到最大速度后不需减速,保持最大速度冲线.求该受试者“10米折返跑”的成绩为多少?
解析:对受试者,由起点(终点)线向折返线运动的过程中
加速阶段:t1==1 s;s1=vmaxt1=2 m
减速阶段:t3==0.5 s;s3=vmaxt3=1 m
匀速阶段:t2==1.75 s
由折返线向起点(终点)线运动的过程中
加速阶段:t4==1 s;s4=vmaxt4=2 m
匀速阶段:t5==2 s
受试者“10米折返跑”的成绩为:
t=t1+t2+t3+t4+t5=6.25 s.
答案:6.25 s
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