1、简答题 银河系中存在一些“双星”,即相互间距离较近的两颗恒星,它们除围绕银河系中心“公转”外,还绕它们连线上的某一点做角速度相同的匀速圆周运动.图中的A、B就是这样的“双星”.若已知AB间距为L,绕行周期为T,圆周半径比rA:rB=2:1,求每个恒星的质量.
参考答案:设两颗恒星的质量分别为mA、mB,做圆周运动的半径分别为rA、rB.根据题意有:
rA+rB=L
根据万有引力定律和牛顿定律,有
GmAmBr2A=mA(2πT)2rA
GmAmBr2A=mB(2πT)2rB
联立以上三式解得:mA=4π2L33GT2,mB=8π2L33GT2;
答:恒星A的质量为4π2L33GT2,恒星B的质量为8π2L33GT2.
本题解析:
本题难度:一般
2、选择题 如图,火星和地球绕太阳的运动可以近似看作为在同一平面内的同方向的匀速圆周运动,已知火星轨道半径r1=2.3×1011m,地球轨道半径为r2=1.5×1011m,根据你所掌握的物理和天文知识,估算火星与地球相邻两次相距最近的最短时间间隔约为

[? ]
A.1年?
B.2年?
C.3年?
D.4年
参考答案:A
本题解析:
本题难度:一般
3、简答题 宇航员在一行星上以速度v0竖直上抛一质量为m的物体,不计空气阻力,经t秒后落回手中,已知该星球半径为R.若在该星球上离表面高h处以速度v0平抛一物体, 落地点离抛出点的距离多大?
参考答案:
本题解析:由题意可知星球表面重力加速度为
①
以v0平抛:
②
X=v0t1③
几何关系:
④
由①②③④得:
由①②③④得:T=0.3T0=2.4h
本题难度:一般
4、选择题 人造卫星绕地球沿椭圆形轨道运动,卫星在近地点处的动能Ek1、重力势能EP1和机械能E1与远地点处动能Ek2、重力势能EP2、机械能E2的关系是 (阻力不计) (?)
A.Ek1>Ek2,EP1>EP2,E1>E2
B.Ek1>Ek2,EP1<EP2,E1=E2
C.Ek1<Ek2,EP1>EP2,E1=E2
D.因卫星所受重力是变力,故无法比较
参考答案:B
本题解析:由公式
得
得近地轨道要比远地轨道上的速度大,即
,在卫星向外轨逃逸过程中需要克服引力做功,即动能转化为势能,所以
整个过程中只有引力做功,所以机械能守恒。故B正确。
本题难度:简单
5、选择题 土星外层上有一个环,为了判断它是土星的一部分还是土星的卫星群,可以测量环中各层的线速度v与该层到土星中心的距离R之间的关系来判断(?)
A.若v∝R,则该层是土星的一部分
B.若v2∝R,则该层是土星的卫星群
C.若v∝
,则该层是土星的卫星群
D.若v2∝
,则该层是土星的卫星群
参考答案:AD
本题解析:若环是土星的一部分,则环中各点的角速度相同,对应线速度v=ωR即v∝R,其中R为土星环内任一点到土星中心的距离,故A正确.
若环为卫星群,则环中任一颗粒都有:
G
=m
v=
,即v2∝
,故D选项正确.
本题难度:简单