题目列表(包括答案和解析)
10.(2009·北京模拟)2008年9月25日,载人航天宇宙飞船“神舟七号”发射成功,且中国人成功实现了太空行走,并顺利返回地面.
(1)设飞船在太空环绕时轨道高度为h,地球半径为R,地面重力加速度为g,飞船绕地球遨游太空的总时间为t,则“神舟七号”飞船绕地球运转多少圈?(用给定字母表示)
(2)若t=3天,h=343km,R=6400km,g=10m/s2,则飞船绕地球运转的圈数为多少?
[答案] (1)· (2)48圈
[解析] (1)在地球表面:g=⇒GM=gR2
在轨道上:=m(R+h)
∴T=2π=·
故n==·.
(2)代入数据得:n≈48圈.
9.宇航员在地球表面以一定初速度竖直上抛一小球,经过时间t小球落回原处;若他在某星球表面以相同初速度竖直上抛同一小球,需经过时间5t小球落回原处.(取地球表面重力加速度g=10m/s2,阻力不计)
(1)求该星球表面附近的重力加速度g′;
(2)已知该星球的半径与地球半径之比为R星?R地=1?4,求该星球的质量与地球质量之比M星?M地.
[答案] (1)2m/s2 (2)1?80
[解析] (1)t=,所以g′=g=2m/s2
(2)g=,所以
M=,可解得M星?M地=1×12?5×42=1?80
8.2008年9月25日,我国利用“神舟七号”飞船将航天员翟志刚、刘伯明、景海鹏成功送入太空,9月26日4时04分,“神舟七号”飞船成功变轨,由原来的椭圆轨道变为距地面高度为h(约340km)的圆形轨道.已知飞船的质量为m,地球半径为R,地面处的重力加速度为g,地球自转的角速度为ω,则下列说法正确的是( )
A.飞船由椭圆轨道变为圆形轨道时,需要在椭圆的远地点处使飞船减速
B.飞船做匀速圆周运动时,运行速度大于7.9km/s
C.飞船在圆轨道上运动时,航天员将不受重力作用
D.飞船在圆轨道上运动时的动能Ek满足m(R+h)2ω2<Ek<mg(R+h)
[答案] D
[解析] 飞船由椭圆轨道变为圆形轨道需要在远地点加速,A错;飞船在绕月球做匀速圆周运动时的速度最大值为7.9km/s,轨道越高速度越小,B错;航天员在飞船中处于完全失重状态,受到的万有引力即为所受重力,完全失重状态并不是重力为零,C错;飞船的运动周期小于地球的自转周期,故飞船的角速度大于地球自转的角速度ω,飞船的线速度v>ω(R+h),飞船的向心加速度a小于地球表面的重力加速度g,根据向心加速度公式a=可知飞船的线速度v2<g(R+h),故飞船在圆轨道上运动的动能满足:m(R+h)2ω2<Ek<mg(R+h),D正确.
7.银河系的恒星中大约有四分之一是双星.某双星由质量不等的星体S1和S2构成,两星在相互之间的万有引力作用下绕两者连线上某一定点O做匀速圆周运动.天文观察时测得其运动周期为T,S1到O点的距离为r1、S1与S2间的距离r,已知万有引力常量为G.由此可求出S2的质量为 ( )
A. B.
C. D.
[答案] D
[解析] 设S1、S2的质量分别为M1、M2,则:G=M1r1()2,所以M2=,故选D.
6.(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变化的图象如图所示,则根据题设条件可以计算出 ( )
A.行星表面重力加速度的大小
B.行星的质量
C.物体落到行星表面时速度的大小
D.物体受到星球引力的大小
[答案] AC
[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,因为行星的半径未知,不能求出行星的质量.
5.(2009·杭州七校联考)一宇宙飞船绕地心做半径为r的匀速圆周运动,飞船舱内有一质量为m的人站在可称体重的台秤上.用R表示地球的半径,g表示地球表面处的重力加速度,g′表示宇宙飞船所在处的地球引力加速度,N表示人对秤的压力,下面说法中正确的是 ( )
A.g′=0 B.g′=g
C.N=0 D.N=mg
[答案] BC
[解析] 做匀速圆周运动的飞船及其上的人均处于完全失重状态,台秤无法测出其重力,故N=0,C正确,D错误;对地球表面的物体,=mg,宇宙飞船所在处,=mg′,可得:g′=g,A错误,B正确.
4.据报道,最近在太阳系外发现了首颗“宜居”行星,其质量约为地球质量的6.4倍,一个在地球表面重量为600N的人在这个行星表面的重量将变为960N.由此可推知,该行星的半径与地球半径之比约为 ( )
A.0.5 B.2
C.3.2 D.4
[答案] B
[解析] 设人的质量为m,在地球上重力为G地′,在星球上重力为G星′.
由G=G′得
R=,则
===2,故选B.
3.(2009·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接近行星赤道表面匀速飞行,测出运动的周期为T,已知万有引力常量为G,则以下说法错误的是 ( )
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
[答案] C
[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.
2.天文学家发现某恒星周围有一颗行星在圆形轨道上绕其运动,并测出了行星的轨道半径和运行周期.由此可推算出 ( )
A.行星的质量 B.行星的半径
C.恒星的质量 D.恒星的半径
[答案] C
[解析] 设测出的行星轨道半径为R,周期为T,恒星的质量为M,行星的质量为m,则由=mR得,M=,故C正确.
1.(2009·河南省实验中学模拟)2008年9月27号下午4时30分,翟志刚出舱完成了中国人的第一次太空行走,为建立中国的轨道空间站计划的实施又迈出坚实的一步,宇航员出舱后 ( )
A.他相对地球是静止的
B.他处于完全失重状态,受的重力为零
C.他围绕地球做匀速圆周运动
D.轨道舱的速度变大,绕地球一周只需75分钟
[答案] C
[解析] 神舟七号飞船做匀速圆周运动的轨道不是地球同步轨道,因此出舱的航天员相对地面是运动的,他处于完全失重状态,但仍受重力作用,故A、B错误,C正确;卫星绕地球的周期最小约为85分钟,D错误.
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