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1、选择题 下列关于行星绕太阳运动的说法中,正确的是( )
A.所有行星都在同一椭圆轨道上绕太阳运动
B.行星绕太阳运动时太阳位于行星轨道的焦点处
C.行星绕太阳运动的速率不变
D.所有行星的轨道的半长轴的三次方跟公转周期的二次方的比值都相等
参考答案:AB、由开普勒第一定律:“每一个行星都沿各自的椭圆轨道环绕太阳,而太阳则处在椭圆的一个焦点上”,知A错误、B正确;
C、由开普勒第二定律:“相等时间内,太阳和运动着的行星的连线所扫过的面积都是相等的“知距离越大速度越小,故C错误;
D、由开普勒第三定律:“各个行星绕太阳公转周期的平方和它们的椭圆轨道的半长轴的立方成正比.”知D正确.
故选:D.
本题解析:
本题难度:简单
2、选择题 由于通讯和广播等方面的需要,许多国家发射了地球同步卫星,这些卫星的(?)
A.质量相同
B.轨道半径相同
C.轨道平面可以不同
D.速率可以不同
参考答案:B
本题解析:万有引力提供卫星的向心力
,解得周期
,环绕速度
,可见周期相同的情况下轨道半径必然相同,B对,轨道半径相同必然环绕速度相同,D错误,同步卫星相对于地面静止在赤道上空,所有的同步卫星轨道运行在赤道上空同一个圆轨道上,C错误,同步卫星的质量可以不同,A错误.
本题难度:简单
3、选择题 以下说法正确的是:
A.公式
中,在求不同的星球间的万有引力时,其引力常量G是不同的。
B.公式
中,G是人为规定的,由牛顿通过扭秤实验测得
C.绕地球作圆周运动的“天宫一号”空间站中,可用弹簧测力计测量弹力的大小,用电压表测量干电池两端的电压
D.绕地球作圆周运动的“天宫一号”空间站中,可用水银温度计测量体温,用水银气压计测量大气压强,用电子秤测量物体的重力
参考答案:C
本题解析:A.公式
中,在求不同的星球间的万有引力时,其引力常量G是不同的。错误,万有引力常数是恒定值。
B.公式
中,G是人为规定的,由牛顿通过扭秤实验测得。错误,G并不是人为规定的,是测量值。
C.绕地球作圆周运动的“天宫一号”空间站中,可用弹簧测力计测量弹力的大小,用电压表测量干电池两端的电压。由于在太空中处于完全失重状态,所以天平是没用的,所以用弹簧秤测力,电学现象都可以发生,正确。
D.绕地球作圆周运动的“天宫一号”空间站中,可用水银温度计测量体温,用水银气压计测量大气压强,用电子秤测量物体的重力,错误
点评:本题考查了万有引力提供向心力的天体运动,这类问题通常都是匀速圆周运动,因此容易建立等式求解。
本题难度:一般
4、计算题 地球绕太阳的运动可看作是轨道半径为R的匀速圆周运动,太阳源源不断地向四周辐射能量,太阳光的总辐射功率为PS,太阳光在穿过太空及地球大气层到达地面的过程中,大约有30%的能量损耗。到达地面的太阳光由各种频率的光子组成,每个光子不仅具有能量,还具有动量,其能量与动量的比值为c,c为真空中的光速。(在计算时可认为每个光子的频率均相同)
(1)求射到地面的太阳光在垂直于太阳光方向的单位面积上的辐射功率Pe;
(2)辐射到物体表面的光子被物体吸收或反射时都会对物体产生压强,光子对被照射物体单位面积上所施加的压力叫做光压,假设辐射到地面的太阳光被地面全部吸收,求太阳光对地面的光压I;
(3)试证明:地球表面受到的太阳光辐射压力,和地球绕太阳做圆周运动的轨道半径R的平方成反比(PS可认为不变)。
参考答案:
(1)Pe=
(2)
?
(3)设地球半径为r,则地球受到的光辐射压力为
?
因为:I=?所以:
?
由于式中Ps、r、c均为常量,可见地球所受的光辐射压力和地球到太阳的距离R的平方成反比。
本题解析:
(1)太阳向各个方向均匀辐射,则?Pe==··············································· ①
(2)在地面上取一个很小的截面积S,设在很短的时间间隔t内,有N个光子垂直射入此面积,产生的光压力为F,根据动量定理?-Ft=0-NP································································································ ②
根据光压的定义?I= ····························································································· ③
根据光子能量E和动量p的大小关系?P= ··································································· ④
在地球轨道处、垂直于太阳光方向的单位面积上的太阳辐射功率?Pe= ······························· ⑤
联立解得?I= ································································································ ⑥
(3)设地球半径为r,则地球受到的光辐射压力为Fe=I·πr2 ················································ ⑦
联立⑥⑦解得?Fe=·πr2=· ····································································· ⑧
式中Ps、r、c均为常量,可见地球所受的光辐射压力和地球到太阳的距离R的平方成反比············· ⑨
本题难度:简单
5、选择题 一个航天器P在高空绕地球做匀速圆周运动,如果朝着与它运动方向相反的方向发射一枚火箭Q,则
A.P和Q都可能在原高度做匀速圆周运动
B.P可能在原高度做匀速圆周运动,Q不可能在原高度做匀速圆周运动
C.Q可能在原高度做匀速圆周运动,P不可能在原高度做匀速圆周运动
D.P和Q都不可能在原高度做匀速圆周运动
参考答案:C
本题解析:
本题难度:一般