1、简答题 利用航天飞机,人们可以到太空维修出现故障的人造地球卫星.已知一颗人造地球卫星在离地高度一定的圆轨道上运行.当航天飞机接近这颗卫星并与它运行情况基本相同时,速度达到了6.4km/s.取地球半径为R=6400km,地球表面的重力加速度为g=9.8m/s2,试求这颗卫星离地面的高度.(结果保留2位有效数字)
参考答案:设地球质量M,地球半径R,卫星距离地面高度h,卫星质量m,当航天飞机接近这颗卫星并与他运行情况基本相同时,速度达到了v=6.4km/s,说明卫星的运行速度也是v=6.4km/s,卫星在天上时,由万有引力提供向心力,所以:
? ? GMm(R+h)2=mv2(R+h)?
转换公式可得:v2=GM(R+h)? ?①
? 另设地球表面上有一物体,质量为m1,那么它在地球表面受到的万有引力就是其重力所以,m1g=GMm1R2
? 转换公式可得:GM=R2g? ?②
? 将②代入①得到:v2=R2g(R+h)?即?h=R2gv2-R
? 将已知数据代入,得到:h=3400km
? 故这颗卫星离地面的高度为3400km
本题解析:
本题难度:一般
2、选择题 现代科学技术的发展与材料科学、能源的开发密切相关,下列关于材料、能源的说法正确的是
A.化石能源为清洁能源
B.纳米材料的粒度在1-100μm之间
C.半导体材料的导电性能介于金属导体和绝缘体之间
D.液晶既有液体的流动性,又有光学性质的各向同性
参考答案:C
本题解析:化石能源所包含的天然资源有煤炭、石油和天然气,其中石油不是清洁能源, 纳米材料的粒度在1-100nm之间,B错;液晶具有光学性质的各向异性,D错;
本题难度:简单
3、填空题 某宇宙飞船中的宇航员的质量是60kg,起飞阶段向上的加速度是30m/s2,宇航员对坐椅向下的压力为______N;重返大气层阶段飞船以5m/s2的加速度向下做减速运动,字航员对坐椅向下的压力为______N.(g=10m/s2)
参考答案:起飞阶段向上的加速度是30m/s2,宇航员受重力和坐椅的支持力,
根据牛顿第二定律得
N1-mg=ma1
解得,N1=2400N
根据牛顿第三定律得宇航员对坐椅向下的压力等于坐椅的支持力,所以宇航员对坐椅向下的压力为2400N
重返大气层阶段飞船以5m/s2的加速度向下做减速运动,
根据牛顿第二定律得
N2-mg=ma2 .
解得,N2=900N
根据牛顿第三定律得宇航员对坐椅向下的压力等于坐椅的支持力,所以宇航员对坐椅向下的压力为900N
故答案为:2400,900.
本题解析:
本题难度:一般
4、选择题 假想人类在进行探月活动中不断地向月球“移民”,经过较长时间后,月球和地球仍可视为均匀球体,地球的总质量仍大于月球的总质量,月球仍按原轨道运行,以下说法正确的是( )
A.月球绕地球运动的向心加速度将变大
B.月球绕地球运动的周期将变小
C.月球与地球之间的万有引力将变大
D.月球绕地球运动的线速度将变大
参考答案:A、根据GMmr2=ma=mv2r=mr4π2T2得,a=GMr2,v=
本题解析:
本题难度:简单
5、简答题 我们知道在一个恒星体系中,各个恒星绕着该恒星的运转半径r及运转周期T之间,一般存在以下关系:
=K,K的值由中心的恒星的质量决定.现在,天文学家又发现了相互绕转的三颗恒星,可以将其称为三星系统.如图所示,假设三颗恒星质量相同,均为m,间距也相同.它们仅在彼此的引力作用下围绕着三星系统的中心点O做匀速圆周运动,运动轨迹完全相同.它们自身的大小与它们之间的距离相比,自身的饿大小可以忽略.请你通过计算定量说明:三星系统的运转半径的立方与运转周期的平方的比值应为多少.(万有引力常量G)
参考答案:设三星系统的运转半径为r,运转周期为T,两个天体之间的距离为2rcos30°
对三星系统中的任意一颗恒星有:
Gm2(2rcos30°)2cos30°×2=mr4π2T2
解得r3T2=
本题解析:
本题难度:一般