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1、选择题 物体在地面附近绕地球做匀速圆周运动的速度叫做第一宇宙速度,其大小是( )
A.16.7km/s
B.11.2km/s
C.9.8km/s
D.7.9km/s
参考答案:D
本题解析:
本题难度:简单
2、简答题 真空中均匀带电金属球壳D,半径为R,如图所示.一质量为m带电量为+q的粒子绕球壳运动,运动轨迹为一椭圆,运动周期为T,“近地点”A恰好在球壳表面附近,“远地点”B到球面的距离为d.带电粒子的运动不影响球壳表面的电荷分布,静电力常量为k,不计万有引力.求:
(1)球壳的带电量Q;
(2)带电粒子在球壳表面的速度多大时能飞出球壳的电场?
(3)带电粒子在球壳表面时具有的电势能.(设带电粒子在离球壳无限远处电势能为0)
?
参考答案:(1)设带电粒子在球壳表面做匀速圆周运动的周期为T0,球壳对带电粒子的库仑力提供向心力,有:k QqR2=m( 2πT0)2R …①;
椭圆轨迹的半长轴为R+ d2,根据开普勒第三定律有: T20T2= R3(R+ d2)3…②;
联立①②得:Q= mπ2(2R+d)32kqT2…③;
因带电粒子带正电,故球壳带负电:Q′=- mπ2(2R+d)32kqT2;
(2)带电粒子的“第一宇宙速度”:υ1= 2πRT0…④;
带电粒子若能飞出球壳的电场,在球壳表面的速度(“第二宇宙速度”)应为:υ2=
本题解析:
本题难度:一般
3、填空题 火星的质量是地球质量的
,火星半径是地球半径的,地球的第一宇宙速度是7.9km/s,则火星的第一宇宙速度为______km/s.
参考答案:第一宇宙速度为围绕星球做圆周运动的最大速度,根据万有引力提供向心力可有:GmMR2=mv2R,则此时第一宇宙速度的表达式为:
v=
本题解析:
本题难度:一般
4、选择题 不定项选择
某同学这样来计算第一宇宙速度:v=
=
?km/s?=0.465 km/s。这一结果与实际值相差很大,这是由于他在近似处理中错误地假设( ? )
A.卫星的轨道是圆
B.卫星的周期等于地球自转的周期
C.卫星的轨道半径等于地球的半径
D.卫星的向心力等于它在地面上时所受的地球引力
参考答案:B
本题解析:
本题难度:简单
5、选择题 如果人造卫星进入地面附近的轨道速度大于7.9km/s,而小于?11.2km/s,它绕地球运动是( )
A.圆
B.椭圆
C.双曲线中一支
D.抛物线
参考答案:B
本题解析:
本题难度:一般