5.两平行金属板之间存在匀强电场,一带电粒子以初动能为Ek沿垂直电场线方向飞入,飞离电场时动能为初动能的2倍,若同一带电粒子初速度增加一倍,那么,它飞出电场时动能为初动能的____________倍。
[练习答案]:
1.<1> 1:1:1:
<2>1:2:3<3> 1:1:1<4>1:3:5
2.mv02+
qU
3.C
4.A B D
5.4.25
4.如图所示,从灯丝发出的电子经加速电场加速后,进入偏转电场。若加速电压为U1,偏转电压为U2,要使电子在电场中的偏转量y增大为原来的2倍,可供选用的方法有( ) A、使U1减小为原来的1/2 B、使U2增大为原来的2倍, C、使偏转电场极板的长度增大为原来的2倍 D、使偏转电场极板的距离减小为原来的1/2倍
2.两平行金属板间的电压为U,两板间距为d,一质量为m,电量为q的带电粒子以初速度v0垂直于电场线方向进入匀强电场,离开电场时,偏转距离为d/2,那么带电粒子离开电场时的动能为____________(粒子重力不计)。 3.如图所示,带电粒子以平行于极板的速度从左侧中央飞入匀强电场,恰能从右侧擦极板边缘飞出电场(重力不计),若粒子的初动能变为原来2倍,而仍能擦极板边缘飞出,可采用的措施为( ) A、将板的长度变为原来的2倍, B、将板之间的距离变为原来的1/2 C、将两板之间的电压变为原来的2倍 D、以上措施均不对
12.“嫦娥一号”探月卫星的路线简化后示意图如图13所示.卫星由地面发射后经过发射轨道进入停泊轨道,然后在停泊轨道经过调速后进入地月转移轨道,再次调速后进入工作轨道,卫星开始对月球进行探测.若地球与月球的质量之比为=a,卫星的停泊轨道与工作轨道的半径之比为=b,卫星在停泊轨道和工作轨道上均可视为做匀速圆周运动,求:
(1)卫星在停泊轨道和工作轨道运行的线速度大小之比.
(2)卫星在停泊轨道和工作轨道运行的周期大小之比.
解析:(1)设“嫦娥一号”卫星质量为m,引力常量为G.
卫星在停泊轨道运行时,地球对其万有引力提供圆周运动的向心力,由Gm=m得v停=①
卫星在工作轨道运行时,月球对其万有引力提供圆周运动的向心力,由Gm=m得v工=②
联立以上各式得:==③
(2)由=m2r④
得T=⑤
所以==⑥
答案:(1) (2)
11.欧盟和我国合作的“伽利略”全球卫星定位系统的空间部分由平均分布在三个轨道平面上的30颗轨道卫星构成,每个轨道平面上有10颗卫星,从而实现高精度的导航定位.现假设“伽利略”系统中每颗卫星均围绕地心O做匀
图12
速圆周运动,轨道半径为r,一个轨道平面上某时刻10颗卫星所在位置如图12所示,相邻卫星之间的距离相等,卫星1和卫星3分别位于轨道上A、B两位置,卫星按顺时针运行.地球表面重力加速度为g,地球的半径为R,不计卫星间的相互作用力.求卫星1由A位置运行到B位置所需要的时间.
解析:设地球质量为M,卫星质量为m,每颗卫星的运行周期为T,万有引力常量为G,由万有引力定律和牛顿定律有
G=mr()2①
地球表面重力加速度为g=G②
联立①②式可得T=③
卫星1由A位置运行到B位置所需要的时间为
t=T④
联立③④式可得t=.
答案:
图13
10.某星球的质量约为地球的9倍,半径约为地球半径的一半,若从地球表面高h处平抛一物体,射程为60 m,则在该星球上,从同样的高度以同样的初速度平抛同一物体,射程应为( )
A.10 m B.15 m
C.90 m D.360 m
解析:由平抛运动公式可知,射程s=v0t=v0,即v0、h相同的条件下s∝,又由g=,可得=2=×2=,所以==,选项A正确.
答案:A
9.“探路者”号宇宙飞船在宇宙深处飞行过程中,发现A、B两颗均匀球形天体,两天体各有一颗靠近其表面飞行的卫星,测得两颗卫星的周期相等,以下判断正确的是( )
A.天体A、B的质量一定不相等
B.两颗卫星的线速度一定相等
C.天体A、B表面的重力加速度之比等于它们的半径之比
D.天体A、B的密度一定相等
解析:假设某行星有卫星绕其表面旋转,万有引力提供向心力,可得G=mR,那么该行星的平均密度为ρ===,卫星的环绕速度v=,表面的重力加速度g=G=G·,所以正确选项是C、D.
答案:CD
8.假设“神舟”六号宇宙飞船绕地球做匀速圆周运动时,它到地球球心的距离是地球半径的2倍,其中一位宇航员的质量为m,已知地面上的重力加速度为g,地球的半径为R,则( )
A.宇宙飞船的速度为
B.宇宙飞船的周期为4π
C.地球对宇航员的引力为mg
D.宇航员对飞船的压力为mg
解析:在地球表面运行的卫星的线速度为,高空卫星比低空卫星运行的线速度小,A错;宇航员在地面上受到的万有引力近似等于重力,则在半径为2R的轨道上,受到的万有引力为mg,C对;宇航员处于失重状态,则对飞船没有压力,D错;由F向=mg=m2R可解得T=4π.
答案:BC
7.科学研究表明地球的自转在变慢,四亿年前,地球每年是400天,那时,地球每自转一周的时间是21.5小时,比现在要快2.5小时.据科学家分析,地球自转变慢的原因主要有两个:一个是潮汐时海水与海岸碰撞、与海底摩擦而使能量变成内能;另一个是由于潮汐的作用,地球把部分自转能量传给了月球,使月球的机械能增加了(不考虑对月球自转的影响).由此可以判断,与四亿年前相比月球绕地球公转的( )
A.半径增大 B.速度增大
C.周期增大 D.角速度增大
解析:月球的机械能增加,其围绕地球做离心运动,半径增大,在更高的轨道上运动,其速度减小,周期变大,角速度减小,故A、C选项正确.
答案:AC
6.通常我们把太阳系中行星自转一周的时间称为“1天”,绕太阳公转一周的时间称为“1年”,已知金星的“1天”比它的“1年”还长,与地球相比较,金星的“1天”的时间约是地球“1天”的时间的243倍,由此可知( )
A.金星自转的角速度约是地球自转角速度的
B.金星的质量约是地球质量的243倍
C.金星的半径约是地球半径的243倍
D.金星表面的“重力加速度”约是地球表面重力加速度的
解析:根据T=可以判断选项A正确;星球表面的重力加速度g=,此处注意自转时物体的向心力不是物体所受的万有引力,金星的半径、质量无法判断,B、C、D都错误.
答案:A
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