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1、选择题 1990年5月,紫金山天文台将他们发现的第2751号小行星命名为吴健雄星,该小行星的半径为16km,若将此小行星和地球均看成质量分布均匀的球体,小行星密度与地球相同,已知地球半径R=6400km,地球表面重力加速度为g,这个小行星表面的重力加速度为
[? ]
A.400g
B.
C.20g
D.
参考答案:B
本题解析:
本题难度:一般
2、选择题 火星的质量和半径分别约为地球的
和
,地球表面的重力加速度为g,则火星表面的重力加速度约为
[? ]
A.0.2 g ?
B.0.4 g
C.2.5 g ?
D.5 g
参考答案:B
本题解析:
本题难度:简单
3、简答题 图示是我国的“探月工程”向月球发射一颗绕月探测卫星“嫦娥一号”过程简图.月球探测计划“嫦娥工程”预计在2017年送机器人上月球,实地采样送回地球,为载人登月及月球基地选址做准备.设想我国宇航员随“嫦娥”号登月飞船绕月球飞行,飞船上备有以下实验仪器:
A.计时表一只,B.弹簧秤一把,C.已知质量为m的物体一个,D.天平一只(附砝码一盒).
在飞船贴近月球表面时可近似看成绕月球做匀速圆周运动,宇航员测量出飞船在靠近月球表面的圆形轨道绕行N圈所用的时间为t.飞船的登月舱在月球上着陆后,遥控机器人利用所携带的仪器又进行了第二次测量,利用上述两次测量的物理量可出推导出月球的半径和质量.(已知万有引力常量为G),要求:
(1)说明机器人是如何进行第二次测量的?
(2)试推导用上述测量的物理量表示的月球半径和质量的表达式.
(3)若已知R月=
R地,g月=g地,则近月卫星的运行速度约为近地卫星运行速度的多少倍?
参考答案:(1)机器人在月球上用弹簧秤竖直悬挂物体,静止时读出弹簧秤的读数F,即为物体在月球上所受重力的大小.
? (2)在月球上忽略月球的自转可知?mg月=F?①GMmR2=mg月②
飞船在绕月球运行时,因为是靠近月球表面,故近似认为其轨道半径为月球的半径R,由万有引力提供飞船做圆周运动的向心力可知GMmR2=mR4π2T2③又?T=tN④
由①.②.③.④式可知月球的半径?R=FT24π2m=Ft24π2N2m,
月球的质量?M=F3t416π4GN4m3.
? ?(3)设近月卫星和近地卫星的速度分别为v月、v地.
由GMmR=mv2R得v=
本题解析:
本题难度:一般
4、简答题 两个星球组成双星,他们在相互之间的万有引力作用下,绕连线上某点做周期相同的匀速圆周运动,现测得两星球中心距离为L,运行周期为T,万有引力恒量为G,则两星的总质量为多少?
参考答案:
设两星质量分别为M1和M2,都绕连线上O点作周期为T的圆周运动,星球1和星球2到O的距离分别为l1和l2.
由万有引力定律提供向心力:
对?M1:GM1M2L2=M14π2l1T2…①
对M2:GM1M2L2=M24π2l2T2…②
由几何关系知:l1+l2=L…③
三式联立解得:M总=4π2L3GT2
答:两星的总质量为4π2L3GT2.
本题解析:
本题难度:一般
5、简答题 为了便于研究天体之间相互作用力大小,可近似地认为行星绕太阳做匀速圆周运动。请你根据牛顿运动定律和开普勒运动定律证明:太阳与行星之间相互作用力的大小与它们的质量乘积成正比,与它们之间距离的平方成反比。
参考答案:“略”(参考课本)
本题解析:
本题难度:困难