地球和某行星在同一軌道平面內(nèi)同向繞太陽做勻速圓周運(yùn)動。地球的軌道半徑為R=1.50×1011m,運(yùn)轉(zhuǎn)周期為T=3.16×107s。地球和太陽中心的連線與地球和行星的連線所夾的角叫地球?qū)υ撔行堑挠^察視角(簡稱視角)。當(dāng)行星處于最大視角處時,是地球上的天文愛好者觀察該行星的最佳時期,如圖甲或圖乙所示,該行星的最大視角θ=14.5°。求:

(1)該行星的軌道半徑r和運(yùn)轉(zhuǎn)周期T1(sin14.5°=0.25,最終計(jì)算結(jié)果均保留兩位有效數(shù)字)

(2)若已知地球和行星均為逆時針轉(zhuǎn)動,以圖甲和圖乙為初始位置,分別經(jīng)過多少時間能再次出現(xiàn)觀測行星的最佳時期。(最終結(jié)果用T、T1、θ 來表示)

     


【解析】

(1)由題意當(dāng)?shù)厍蚺c行星的連線與行星軌道相切時,視角最大

    可得行星的軌道半徑r為:           代入數(shù)據(jù)得

    設(shè)行星繞太陽的運(yùn)轉(zhuǎn)周期為T/,由開普勒第三定律:有

    代入數(shù)據(jù)得      (2)t=


練習(xí)冊系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目:高中物理 來源: 題型:


若貨物隨升降機(jī)運(yùn)動的圖像如題5圖所示(豎直向上為正)。則貨物受到升降機(jī)的支持力與時間關(guān)系的圖像可能是

 

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科目:高中物理 來源: 題型:


質(zhì)量為m的小球在豎直向上的恒定拉力作用下,由靜止開始從水平地面向上運(yùn)動,經(jīng)一段時間,拉力做功為W,此后撤去拉力,球又經(jīng)相同時間回到地面,以地面為零勢能面,不計(jì)空氣阻力。求:

(1)球回到地面時的動能

(2)撤去拉力前球的加速度大小a及拉力的大小F;

(3)球動能為W/5時的重力勢能

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科目:高中物理 來源: 題型:


圖5為氣流加熱裝置的示意圖,使用電阻絲加熱導(dǎo)氣管,視變壓器為理想變壓器,原線圈接入電壓有效值恒定的交流電并保持匝數(shù)不變,調(diào)節(jié)觸頭P,使輸出電壓有效值由220V降至110V,調(diào)節(jié)前后

A.副線圈中的電流比為1∶2                  B.副線圈輸出功率比為2∶1

C.副線圈的接入匝數(shù)比為2∶1                D.原線圈輸入功率比為1∶2

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科目:高中物理 來源: 題型:


(1)(8分)某同學(xué)使用打點(diǎn)計(jì)時器測量當(dāng)?shù)氐闹亓铀俣取?/p>

①請完成以下主要實(shí)驗(yàn)步驟:按圖14(a)安裝實(shí)驗(yàn)器材并連接電源;豎直提起系起有重物的紙帶,使重物             (填“靠近”或“遠(yuǎn)離”)計(jì)時器下端;                              ,使重物自由下落;關(guān)閉電源,取出紙帶;換新紙帶重復(fù)實(shí)驗(yàn)。

②圖14(b)和(c)是實(shí)驗(yàn)獲得的兩條紙帶,應(yīng)選取       (填“b或“c”)來計(jì)算重力加速度。在實(shí)驗(yàn)操作和數(shù)據(jù)處理都正確的情況下,得到的結(jié)果仍小于當(dāng)?shù)刂亓铀俣,主要原?img src='http://thumb.1010pic.com/pic1/files/down/test/2015/06/20/04/2015062004395711640063.files/image024.gif'>是空氣阻力和        。

圖14

(2)(10分)某實(shí)驗(yàn)小組研究兩個未知元件XY的伏安特性,使用的器材包括電壓表(內(nèi)阻約為3kΩ)、電流表(內(nèi)阻約為1Ω)、定值電阻等。

 

圖15

①使用多用電表粗測元件X的電阻。選擇“×1”歐姆檔測量,示數(shù)如圖15(a)所示,讀數(shù)為     Ω。據(jù)此應(yīng)選擇圖15中的       (填“b”或“c”)電路進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。

②連接所選電路,閉合S;滑動變阻器的滑片P從左向右滑動,電流表的示數(shù)逐漸       (填“增大”或“減小”);依次記錄電流及相應(yīng)的電壓;將元件X換成元件Y,重復(fù)實(shí)驗(yàn)。

    

圖16

③圖16(a)是根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)作出的U-I圖線,由圖可判斷元件      (填“X”或“Y”)是非線性元件。

④該小組還借助XY中的線性元件和阻值R=21Ω的定值電阻,測量待測電池組的電動勢E和電阻r,如圖16(b)所示。閉合S1S2,電壓表讀數(shù)為3.00V;斷開S2,讀數(shù)為1.00V,利用圖16(a)可算得E    V,r     Ω(結(jié)果均保留兩位有效數(shù)字,視電壓表為理想電壓表)。

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科目:高中物理 來源: 題型:


一個圓柱形的豎直的井里存有一定量的水,井的側(cè)面和底部是密閉的,在井中固定地插著一根兩端開口的薄壁圓管,管和井共軸,管下端未觸及井底. 在圓管內(nèi)有一不漏氣的活塞,它可沿圓管上下滑動.開始時,管內(nèi)外水面相齊,且活塞恰好接觸水面,如圖所示. 現(xiàn)用卷揚(yáng)機(jī)通過繩子對活塞施加一個向上的力F,使活塞緩慢向上移動,已知管筒半徑r=0.100m,井的半徑R=2r,水的密度r=1.00×103kg/m/3,大氣壓r0=1.00×105Pa. 求活塞質(zhì)量,不計(jì)摩擦,重力加速度g=10m/s2.)

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如圖所示,輕彈簧一端連于固定點(diǎn)O,可在豎直平面內(nèi)自由轉(zhuǎn)動,另一端連接一帶電小球P,其質(zhì)量m=2×10-2 kg,電荷量q=0.2 C.將彈簧拉至水平后,以初速度V0=20 m/s豎直向下射出小球P,小球P到達(dá)O點(diǎn)的正下方O1點(diǎn)時速度恰好水平,其大小V=15 m/s.若O、O1相距R=1.5 m,小球P在O1點(diǎn)與另一由細(xì)繩懸掛的、不帶電的、質(zhì)量M=1.6×10-1 kg的靜止絕緣小球N相碰。碰后瞬間,小球P脫離彈簧,小球N脫離細(xì)繩,同時在空間加上豎直向上的勻強(qiáng)電場E和垂直于紙面的磁感應(yīng)強(qiáng)度B=1T的弱強(qiáng)磁場。此后,小球P在豎直平面內(nèi)做半徑r=0.5 m的圓周運(yùn)動。小球P、N均可視為質(zhì)點(diǎn),小球P的電荷量保持不變,不計(jì)空氣阻力,取g=10 m/s2。那么,

(1)彈簧從水平擺至豎直位置的過程中,其彈力做功為多少?

(2)請通過計(jì)算并比較相關(guān)物理量,判斷小球P、N碰撞后能否在某一時刻具有相同的速度。

 (3)若題中各量為變量,在保證小球P、N碰撞后某一時刻具有相同速度的前提下,請推導(dǎo)出r的表達(dá)式(要求用B、q、m、θ表示,其中θ為小球N的運(yùn)動速度與水平方向的夾角)。

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如圖甲所示,A、B是一對平行放置的金屬板,中心各有一小孔P、Q,PQ連線垂直金屬板,從P點(diǎn)處連續(xù)不斷地有質(zhì)量為m、帶電量為+q地帶電粒子(重力不計(jì))沿PQ方向放出,初速可忽略,在A、B間某時間t=0開始加有如圖乙所示的交變電壓,其電壓大小為U,周期為T,帶電粒子在A、B間運(yùn)動過程中,粒子之間的相互作用力可忽略不計(jì).

(1)請分別描述在0、T/8、T/4、3T/8時刻進(jìn)入小孔P的粒子在兩極板間的運(yùn)動情況(設(shè)兩板間距離足夠大)。

(2)若在3T/8時刻前進(jìn)入小孔P的粒子都可以從小孔Q中射出,則兩板的間距d是多少?每個周期有多長時間有粒子從小孔Q中射出?

(3)若兩板的間距d=5cm,U=2.5V。一質(zhì)量m=2.0×10-27kg、電量q=+1.6×10-19C的帶電粒子在t0=0時刻從緊臨B板處無初速釋放,剛好在2T時刻到達(dá)A板,則周期T應(yīng)為多少?

(4)根據(jù)第(3)問的條件和結(jié)果,在T/5時刻進(jìn)入小孔P的粒子,經(jīng)過多長時間才能到達(dá)小孔Q。

34.如圖所示,半徑R = 0.8m的四分之一光滑圓弧軌道位于豎直平面內(nèi),與長CD = 2.0m的絕緣水平面平滑連接。水平面右側(cè)空間存在互相垂直的勻強(qiáng)電場和勻強(qiáng)磁場,電場強(qiáng)度E = 40N/C,方向豎直向上,磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度B = 1.0T,方向垂直紙面向外。兩個質(zhì)量均為m = 2.0×10-6kg的小球ab,a球不帶電,b球帶q = 1.0×10-6C的正電,并靜止于水平面右邊緣處。將a球從圓弧軌道頂端由靜止釋放,運(yùn)動到D點(diǎn)與b球發(fā)生正碰,碰撞時間極短,碰后兩球粘合在一起飛入復(fù)合場中,最后落在地面上的P點(diǎn)。已知小球a在水平面上運(yùn)動時所受的摩擦阻力f = 0.1mg, PN =,取g =10m/s2。ab均可作為質(zhì)點(diǎn)。求:

(1)小球ab相碰后瞬間速度的大小v;

(2)水平面離地面的高度h;

(3)從小球a開始釋放到落地前瞬間的整個運(yùn)動過程中,ab系統(tǒng)損失的機(jī)械能ΔE。

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如圖所示,長度都為L的兩金屬棒C、D兩端分別連接兩根輕質(zhì)的細(xì)軟導(dǎo)線,懸掛在水平固定光滑絕緣的圓柱體兩側(cè),空間存在兩個邊界水平、上下高度都為d的兩個勻強(qiáng)磁場區(qū)域Ⅰ和Ⅱ,磁場方向與金屬棒及其兩端的豎直導(dǎo)線所確定的平面垂直,磁感應(yīng)強(qiáng)度均為B,C的質(zhì)量為2m,D的質(zhì)量為m,C、D的電阻都為R,導(dǎo)線電阻不計(jì),讓兩金屬棒從靜止(軟導(dǎo)線棚緊)開始釋放,經(jīng)過一段時間,C剛進(jìn)入Ⅰ區(qū)磁場,而D尚未進(jìn)入Ⅱ區(qū)磁場,從此時開始直到D離開Ⅰ區(qū)磁場,C、D都做勻速直線運(yùn)動。求:

C進(jìn)入磁場之前,每根導(dǎo)線中的張力T

⑵釋放的位置,C離Ⅰ區(qū)磁場上邊緣的距離h

⑶全過程中產(chǎn)生的焦耳熱Q

⑷全過程中動過導(dǎo)線截面的電量q

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