正确率40.0%svg异常
D
A.卫星要进入月球轨道,在地球上的发射速度一定要大于第三宇宙速度
B.卫星在轨道$${{I}}$$上经过$${{P}}$$点的速度小于在轨道$${{I}{I}}$$上经过$${{P}}$$点的速度
C.卫星在轨道$${{I}}$$上经过$${{P}}$$点的加速度大于在轨道$${{I}{I}}$$上经过$${{P}}$$点的加速度
D.卫星在轨道$${{I}}$$上运动的周期大于在轨道$${{I}{I}{I}}$$上运动的周期
2、['第二宇宙速度和第三宇宙速度', '利用牛顿第三定律解决问题']正确率60.0%据$${{2}{0}{0}{0}}$$年$${{9}}$$月$${{2}{0}}$$日出版的英国$${《}$$自然$${》}$$周刊报道,近代引力理论所预言的一种特殊天体黑洞,已被天文学家找到了存在的确凿证据。黑洞可以用我们学过的知识加以说明:理论计算表明,人造卫星脱离地球的速度(第二宇宙速度)等于环绕速度(第一宇宙逨度)的$${\sqrt {2}}$$倍,其它天体的两种速度关系亦如此,如果天体的质量非常大$${、}$$半径非常小,则第二宇宙速度有可能等于或超过光速,即$$v_{2}=\sqrt{\frac{2 G M} {R}} \geq c$$.爱因斯坦相对论指出,任何物体的速度都不可能超过光速。由此推断,对于这种天体来说,包括光在内的任何物体都不能脱离它的引力束缚,因而人们无法通过光学测量看到它,这就是把这种天体叫做黑洞的原因。设地球的质量为$${{M}}$$,半径为$${{R}}$$,万有引力常量为$${{G}}$$,光速用$${{c}}$$表示。下列说法中正确的是()
D
A.地球对物体的引力大于物体对地球的引力
B.所有天体的第二宇宙速度都相同
C.黑洞的第二宇宙速度可以超过光速
D.若地球变为黑洞,则其半径的最大值为$$\frac{2 G M} {c^{2}}$$(假设地球质量不变)
3、['第一宇宙速度', '第二宇宙速度和第三宇宙速度', '物理学史、物理常识、研究方法']正确率40.0%下列说法正确的是:
D
A.月球的第一宇宙速度是$$7. 9 k m / s$$
B.同步卫星的线速度介于第一和第二宇宙速度之间
C.牛顿通过实验测出了万有引力恒量,验证了万有引力定律
D.卡文迪许在实验室测出了万有引力恒量的数值,并验证了万有引力定律
4、['环绕天体运动参量的分析与计算', '第一宇宙速度', '第二宇宙速度和第三宇宙速度', '万有引力定律的其他应用', '天体中的相遇问题', '功能关系的应用', '人造卫星的运行规律', '卫星变轨问题']正确率40.0%svg异常
D
A.发射卫星$${{b}}$$时速度要大于$$1 1. 2 k m / s$$
B.卫星$${{a}}$$的机械能大于卫星$${{b}}$$的机械能
C.若要卫星$${{c}}$$与$${{b}}$$实现对接,可让卫星$${{c}}$$加速
D.卫星$${{a}}$$和$${{b}}$$下次相距最近还需经过$$t=\frac{2 \pi} {\sqrt{\frac{G M} {8 R^{3}}}-\omega}$$
5、['第一宇宙速度', '第二宇宙速度和第三宇宙速度', '万有引力定律的其他应用', '人造卫星的运行规律']正确率40.0%在星球表面发射探测器,当发射速度为$${{v}}$$时,探测器可绕星球做匀速圆周运动;当发射速度达到$${\sqrt {2}{v}}$$时,可摆脱星球引力束缚脱离该星球,已知地球$${、}$$火星两星球的质量比约为$${{1}{0}{:}{1}}$$,半径比约为$${{2}{:}{1}}$$,下列说法正确的有()
B
A.探测器在地球表面受到的引力比在火星表面的小
B.探测器在地球表面做匀速圆周运动的周期比在火星表面的小
C.探测器脱离地球所需要的发射速度比脱离火星的发射速度小
D.探测器脱离星球的过程中引力势能逐渐变小
6、['第一宇宙速度', '第二宇宙速度和第三宇宙速度', '卫星变轨问题']正确率40.0%svg异常
D
A.该卫星的发射速度必定大于第二宇宙速度$${\bf1 1. 2 k m / s}$$
B.卫星在同步轨道$${{I}{I}}$$上的运行速度大于第一宇宙速度$$7. 9 \mathrm{k m / s}$$
C.在轨道$${{I}}$$上,卫星在$${{P}}$$点的速度小于在$${{Q}}$$点的速度
D.卫星在$${{Q}}$$点通过加速实现由轨道$${{I}}$$进入轨道$${{I}{I}}$$
7、['相对论时空观及牛顿力学的成就与局限性', '能级及能级跃迁', '第二宇宙速度和第三宇宙速度', '能量子表达式、概念理解及简单计算', '热辐射 黑体与黑体辐射', '光子说及光子能量表达式', '向心力']正确率60.0%以下说法正确的是
C
A.汽车在有积雪的路面上快速转弯时容易发生侧滑,是因为汽车受到了离心力
B.在地球表面发射一个物体并使它绕月球运动,发射速度必须大于第二宇宙速度而小于第三宇宙速度
C.牛顿时空观认为:时间和空间都是独立于物体及其运动而存在的
D.爱因斯坦认为:光是一份一份的,每一份叫一个光子,光子的能量跟光的传播速
8、['天体质量和密度的计算', '第二宇宙速度和第三宇宙速度', '万有引力和重力的关系']正确率40.0%使物体成为卫星的最小发射速度称为第一宇宙速度$${{v}_{1}}$$,而使物体脱离星球引力所需要的最小发射速度称为第二宇宙速度$${{v}_{2}}$$,$${{v}_{2}}$$与$${{v}_{1}}$$的关系是$$v_{2}=\sqrt2 v_{1}$$。已知某星球半径是地球半径$${{R}}$$的$$\frac{1} {3}$$,其表面的重力加速度是地球表面重力加速度$${{g}}$$的$$\frac{1} {6}$$,地球的平均密度为$${{ρ}}$$,不计其它星球的影响,则$${{(}{)}}$$
A
A.该星球的平均密度为$$\frac{\rho} {2}$$
B.该星球的质量为$$\frac{8 \pi R^{3} \rho} {8 1}$$
C.该星球上的第二宇宙速度为$$\frac{\sqrt{3 g R}} {3}$$
D.该星球自转周期是地球的$$\frac{1} {6}$$
9、['第一宇宙速度', '第二宇宙速度和第三宇宙速度', '人造卫星的运行规律', '线速度、角速度和周期、转速']正确率0.0%已知地球的半径为$$6. 4 \times1 0^{6} m$$,地球自转的角速度为$$7. 2 9 \times1 0^{-5} r a d / s$$,地面的重力加速度为$$9. 8 m / s^{2}$$,在地球表面发射卫星的第一宇宙速度为$$7. 9 \times1 0^{3} \, m / s$$,第三宇宙速度为$$1 6. 7 \times1 0^{3} \, m / s$$,月球到地球中心的距离为$$3. 8 4 \times1 0^{8} \, m.$$假设地球上有一棵苹果树长到了接近月球那么高,则当苹果脱离苹果树后,将$${{(}{)}}$$
D
A.落向地面
B.成为地球的同步“苹果卫星”
C.成为地球的“苹果月亮”
D.飞向茫茫宇宙
10、['天体质量和密度的计算', '第一宇宙速度', '第二宇宙速度和第三宇宙速度']正确率40.0%理论上可以证明,天体的第二宇宙速度$${{(}}$$逃逸速度$${{)}}$$是第一宇宙速度$${{(}}$$环绕速度$${{)}}$$的$${\sqrt {2}}$$倍,这个关系对于天体普遍适用。若某“黑洞”的半径约为$${{4}{5}{k}{m}}$$,逃逸速度可近似认为是真空中光速。已知万有引力常量$$G=6. 6 7 \times1 0^{-1 1} N \cdot m^{2} / k g^{2}$$,真空中光速$$c=3 \times1 0^{8} m / s$$。根据以上数据,估算此“黑洞”质量的数量级约为$${{(}{)}}$$
A
A.$$1 0^{3 1} \, k g$$
B.$$1 0^{2 8} \, k g$$
C.$$1 0^{2 3} \, k g$$
D.$$1 0^{2 2} \, k g$$
以下是各题的详细解析:
1. 解析:
A. 错误。进入月球轨道只需达到第二宇宙速度(脱离地球引力),无需超过第三宇宙速度(脱离太阳系)。
B. 正确。轨道Ⅰ为转移轨道,需减速进入轨道Ⅱ,故轨道Ⅰ的P点速度大于轨道Ⅱ的P点速度。
C. 错误。同一位置的加速度仅由万有引力决定,与轨道无关。
D. 正确。轨道Ⅰ的半长轴大于轨道Ⅲ的半径,根据开普勒第三定律,周期更长。
2. 解析:
A. 错误。地球对物体的引力与物体对地球的引力是作用力与反作用力,大小相等。
B. 错误。第二宇宙速度与天体质量和半径有关,不同天体不同。
C. 正确。题干已说明黑洞的第二宇宙速度可超过光速。
D. 正确。由 $$v_2 = \sqrt{\frac{2GM}{R}} \geq c$$ 推导得最大半径 $$R = \frac{2GM}{c^2}$$。
3. 解析:
A. 错误。月球的第一宇宙速度约为1.68 km/s,远小于地球的7.9 km/s。
B. 错误。同步卫星线速度小于第一宇宙速度。
C. 错误。牛顿提出万有引力定律,但未测量万有引力常量。
D. 正确。卡文迪许通过扭秤实验测定了万有引力常量。
4. 解析:
A. 错误。卫星b绕地球运行,发射速度只需介于第一和第二宇宙速度之间。
B. 错误。卫星b的轨道更高,发射时需更多能量,机械能更大。
C. 错误。卫星c加速会进入更高轨道,无法与b对接。
D. 正确。由角速度差计算下次相遇时间 $$t = \frac{2\pi}{\omega_b - \omega_a}$$,代入 $$\omega_b = \sqrt{\frac{GM}{8R^3}}$$ 和 $$\omega_a = \omega$$ 即可。
5. 解析:
A. 错误。地球质量更大,引力更强。
B. 正确。由 $$T = 2\pi \sqrt{\frac{r^3}{GM}}$$ 可知地球表面周期更小。
C. 错误。地球的逃逸速度 $$v_2 = \sqrt{2}v$$ 更大。
D. 错误。脱离过程中引力做负功,势能增大。
6. 解析:
A. 错误。同步卫星发射速度小于第二宇宙速度。
B. 错误。同步轨道速度小于第一宇宙速度。
C. 正确。轨道Ⅰ上P点为近地点,速度大于Q点。
D. 正确。Q点加速可使卫星进入更高轨道。
7. 解析:
A. 错误。离心力是惯性效应,非真实受力。
B. 正确。绕月需脱离地球但未脱离太阳系。
C. 正确。牛顿时空观认为时空绝对独立。
D. 错误。光子能量与频率相关,与传播速度无关。
8. 解析:
A. 正确。由 $$\rho = \frac{3g}{8\pi GR}$$ 推导得该星球密度为 $$\frac{\rho}{2}$$。
B. 错误。星球质量 $$M = \frac{gR^2}{6G} = \frac{4\pi R^3 \rho}{81}$$。
C. 正确。第二宇宙速度 $$v_2 = \sqrt{\frac{gR}{3}} = \frac{\sqrt{3gR}}{3}$$。
D. 错误。题干未提供自转周期信息。
9. 解析:
D. 正确。苹果高度接近月球轨道,脱离树时的线速度已超过地球逃逸速度(第三宇宙速度),将飞向宇宙。
10. 解析:
A. 正确。由 $$c = \sqrt{\frac{2GM}{R}}$$ 得 $$M = \frac{c^2 R}{2G} \approx 10^{31} \, \text{kg}$$。