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6.北京時間2016年10月17日7時49分,“神州十一號”載人飛船,在酒泉衛(wèi)星發(fā)射中心發(fā)射升空后準確進入近地軌道,順利將2名航天員送上太空.在一場太空萬里大追蹤后,“神州十一號”飛船與在軌飛行一個月的“天宮二號”空間實驗室于10月19日凌晨成功實現交會對接,航天員景海鵬和陳冬入駐“天宮二號”空間實驗室,開始了為期30天的太空駐留生活.這也是我國迄今為止時間最長的一次載人飛行.如圖所示,在“神州十一號”飛船發(fā)射前,“天宮二號”空間實驗室就已進入高度為393公里(約為地球半徑的$\frac{1}{16}$,地球半徑為R)的近圓對接軌道交會對接,已知“天宮二號”空間實驗室在對接軌道上時的周期為T0,地球同步衛(wèi)星距地面高度約為地球半徑的5倍,引力常量為G,則下列說法正確的是( 。
A.地球同步衛(wèi)星的周期為$\frac{96}{17}$T0
B.由題中已知條件可以求出地球質量為($\frac{17}{16}$)3$\frac{4{π}^{2}{R}^{2}}{G{T}_{0}^{2}}$
C.“神舟十一號”飛船應在近圓對接軌道加速才能與“天宮二號”對接
D.對接前,“神舟十一號”飛船與“天宮二號”空間實驗室通過A點時,“神舟十一號”飛船的加速度等于“天宮二號”空間實驗室的加速度

分析 根據萬有引力提供向心力得出周期的表達式,結合軌道半徑之比得出周期之比.根據萬有引力提供向心力,結合軌道半徑和周期求出地球的質量.根據衛(wèi)星變軌的原理分析判斷如何對接.根據牛頓第二定律比較經過A點時兩者的加速度大小.

解答 解:A、根據$G\frac{Mm}{{r}^{2}}=mr\frac{4{π}^{2}}{{T}^{2}}$得,T=$\sqrt{\frac{4{π}^{2}{r}^{3}}{GM}}$,因為天宮二號空間實驗室的軌道半徑大約為$\frac{17}{16}R$,同步衛(wèi)星的軌道半徑大約為6R,可知同步衛(wèi)星與天宮二號實驗室軌道半徑之比為96:17,則周期之比為$\frac{96}{17}\sqrt{\frac{96}{17}}$,故A錯誤.
B、根據$G\frac{Mm}{{r}^{2}}=mr\frac{4{π}^{2}}{{{T}_{0}}^{2}}$得,地球的質量M=$\frac{4{π}^{2}{r}^{3}}{G{{T}_{0}}^{2}}$,又r=$\frac{17}{16}R$,解得地球的質量M=$(\frac{17}{16})^{3}\frac{4{π}^{2}{R}^{3}}{G{{T}_{0}}^{2}}$,故B錯誤.
C、神舟十一號在近圓對接軌道加速加速,將會做離心運動,軌道半徑變大,不會與天宮二號對接,故C錯誤.
D、對接前,“神舟十一號”飛船與“天宮二號”空間實驗室通過A點時,根據a=$\frac{F}{m}=\frac{GM}{{r}^{2}}$知,“神舟十一號”飛船的加速度等于“天宮二號”空間實驗室的加速度,故D正確.
故選:D.

點評 本題考查了萬有引力的應用,知道萬有引力提供向心力是解題的前提,應用萬有引力公式牛頓第二定律可以解題,要理解衛(wèi)星、航天器變軌的原理.

練習冊系列答案
相關習題

科目:高中物理 來源: 題型:計算題

16.一定質量的理想氣體經歷了如圖所示的狀態(tài)變化.問:
(ⅰ)已知從A到B的過程中,氣體的內能減少了300J,則從A到B氣體吸收或放出的熱量是多少;
(ⅱ)試判斷氣體在狀態(tài)B、C的溫度是否相同.如果知道氣體在狀態(tài)C時的溫度TC=300K,則氣體在狀態(tài)A時的溫度為多少.

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科目:高中物理 來源: 題型:實驗題

17.在用如圖1所示的裝置驗證動量守恒的試驗中

(1)在驗證動量守恒定律的實驗中,必須要求的條件是:BCDE
A、軌道是光滑的.
B、軌道末端的切線是水平的.
C、m1和m2的球心在碰撞的瞬間在同一高度.
D、碰撞的瞬間m1和m2球心連線與軌道末端的切線平行.
E、每次m1都要從同一高度靜止?jié)L下.
(2)在驗證動量守恒定律的實驗中,必須測量的量有:ABFG
A、小球的質量m1和m2.            B、小球的半徑r.
C、桌面到地面的高度H.              D、小球m1的起始高度h.
E、小球從拋出到落地的時間t.        F、小球m1未碰撞飛出的水平距離.
G、小球m1和m2碰撞后飛出的水平距離.
(3)實驗時,小球的落點分別如圖2所示的M、N、P點,應該比較下列哪兩組數值在誤差范圍內相等,從而驗證動量守恒定律:AE
A、m1•$\overline{OP}$   
B、m1•$\overline{OM}$.
C、m1•$\overline{ON}$      
D、m1•$\overline{OM}$+m2•$\overline{ON}$
E、m1•$\overline{OM}$+m2•($\overline{ON}$-2r)    
F、m1•$\overline{OM}$+m2•($\overline{OP}$-2r)

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科目:高中物理 來源: 題型:實驗題

14.如圖是“用圓錐擺粗略驗證向心力的表達式”的實驗裝置,細線下面懸掛一個小鋼球,細線上端固定在鐵架臺上.將畫著幾個同心圓的白紙置于水平桌面上,使鋼球靜止時剛好位于圓心.用手帶動鋼球,設法使它沿紙上半徑為r的圓做圓周運動.由天平測出鋼球的質量為m,重力加速度為g.
(1)用秒表記錄鋼球運動n圈的總時間為t.那么鋼球做圓周運動的向心加速度的表達式為an=$\frac{4{π}^{2}{n}^{2}r}{{t}^{2}}$;
(2)用刻度尺測得小球運動軌道平面距懸點的高度為h,那么鋼球做圓周運動中所受合力的表達式為F=mg$\frac{r}{h}$;
(3)改變小球做圓周運動的半徑,多次實驗,若能大致滿足$(\frac{n}{t})^{2}$=$\frac{g}{4{π}^{2}h}$,就可達到粗略驗證向心力表達式的目的.

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科目:高中物理 來源: 題型:解答題

1.在光的雙縫干涉實驗中,在光屏上放上照相底片并設法減弱光子流的強度,盡可能使光子一個一個地通過狹縫,在曝光時間不長和曝光時間足夠長兩種情況下,實驗結果是
①若曝光時間不長,往往表現為粒子性,在底片上出現一些不規(guī)則的點.
②若曝光時間足夠長,往往表現波動性,在底片上會出現干涉條紋.
③這一實驗結果表明光既有粒子性,又具有波動性.

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科目:高中物理 來源: 題型:實驗題

11.(1)為進行“驗證機械能守恒定律”的實驗,有下列器材可供選擇:
A、鐵架臺    B、電火花打點計時器    C、墨盤     D、紙帶    E、重錘       F、天平     G、秒表    H、220V交流電
上述器材不必要的是FG(只填字母代號),缺少的器材是毫米刻度尺.
(2)在做“驗證機械能守恒定律”的實驗時,用打點計時器打出紙帶如圖所示,其中A點為打下的第一個點.其中A點為打下的第一個點,0、1、2…為連續(xù)的計數點.現測得兩相鄰計數點之間的距離分別為s1、s2、s3、s4、s5、s6,已知計數點間的時間間隔均為T.根據紙帶測量出的距離及打點的時間間隔,可以求出次實驗過程中重錘下落運動的加速度大小表達式為$\frac{({s}_{4}+{s}_{5}+{s}_{6})-({s}_{1}+{s}_{2}+{s}_{3})}{9{T}^{2}}$,在打下第5號計數點時,紙帶運動的瞬時速度大小的表達式為$\frac{{s}_{5}+{s}_{6}}{2T}$.要驗證機械能守恒定律,為減小實驗誤差,應選擇打下第1號和第5號計數點之間的過程為研究對象.

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科目:高中物理 來源: 題型:填空題

18.落地速度為v方向與水平呈θ角的平拋物,其初速度為vcosθ,拋點距地面高為$\frac{{v}^{2}si{n}^{2}θ}{2g}$.

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科目:高中物理 來源: 題型:選擇題

15.靜置于地面上的物體質量為0.3kg,某時刻物體在豎直拉力作用下開始向上運動,若取地面為零勢能面,物體的機械能E和物體上升的高度h之間的關系如圖所示,不計空氣阻力,取g=10m/s2,下列說法中不正確的是( 。
A.物體在OA段重力勢能增加6J
B.物體在AB段動能增加了12 J
C.物體在h=2m時的動能為9 J
D.物體經過OA段和AB段拉力做功之比為5:4

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科目:高中物理 來源: 題型:實驗題

16.(1)如圖1所示,在研究平拋運動時,小球A沿軌道滑下,離開軌道末端(末端水平)時撞開輕質接觸式開關S,被電磁鐵吸住的小球B同時自由下落.改變整個裝置的高度H做同樣的實驗.發(fā)現位于同一高度的A、B兩球總是同時落地,該實驗現象說明了A球在離開軌道后C.
A.水平方向的分運動是勻速直線運動
B.水平方向的分運動是勻加速直線運動
C.豎直方向的分運動是自由落體運動
D.豎直方向的分運動是勻速直線運動
(2)如圖2所示,一張記錄平拋運動的方格紙,小方格的邊長為l=1.25cm,小球在平拋運動途中的幾個位置為圖中的a、b、c、d所示,則小球平拋的初速度為v0=0.7m/s.(取g=9.8m/s2 )

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