题目内容

【题目】设想宇航员完成了对火星表面的科学考察任务，乘坐返回舱返回围绕火星做圆周运动的轨道舱，如图所示。为了安全，返回舱与轨道舱对接时，必须具有相同的速度。已知返回舱返回过程中需克服火星的引力做功，返回舱与人的总质量为m，火星表面的重力加速度为g，火星的半径为R，轨道舱到火星中心的距离为r，轨道舱的质量为M，不计火星表面大气对返回舱的阻力和火星自转的影响， 则下列说法正确的是

A. 该宇航员乘坐的返回舱要返回轨道舱至少需要获得能量W

B. 若设无穷远处万有引力势能为零，则地面处返回舱的引力势能为mgR

C. 轨道舱的动能为

D. 若设无穷远处万有引力势能为零，轨道舱的机械能为

【答案】CD

【解析】AC、返回舱与人在火星表面附近有:
设轨道舱的质量为,速度大小为v,则:


计算得出宇航员乘坐返回舱与轨道舱对接时,具有的动能为

因为返回舱返回过程克服引力做功，,
所以返回舱返回时至少需要能量,故A错误,C正确;
B、若设无穷远处万有引力势能为零,则地面处返回舱的引力势能为 ,故B错误;
D、轨道舱的机械能等于动能加重力势能,所以若设无穷远处万有引力势能为零,轨道舱的机械能为 ,故D正确

故选CD

练习册系列答案
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【题目】如图所示，光滑的金属导轨MN、PQ固定在竖直面内，轨道间距L=1m，底部接入一阻值R=0.15Ω的定值电阻，上端不相连接，金属导轨处于垂直导轨平面向里的磁感应强度B=0.5T的匀强磁场中。一质量m=0.5kg的金属棒ab与导轨接触良好，其离金属导轨的上端和底部都足够长，ab连入导轨间的电阻r=0.1Ω，电路中其余电阻不计。不可伸长的轻质细绳绕过光滑的定滑轮与ab相连，在电键S打开的情况下，用大小为9N的恒力F从静止开始向下拉细绳的自由端，当自由端下降高度h=1.0m时细绳突然断了，此时闭合电键S。运动中ab始终垂直导轨，并接触良好。不计空气阻力，取g=10m/s2，试问：

（1）当细绳自由端下降高度h=1.0m时，ab棒速度的大小是多少？

（2）当细绳突然断后ab棒的运动情况如何？

（3）当ab棒速度最大时电阻R消耗的电功率是多少？

【题目】如图所示，a、b是两个匀强磁场边界上的两点，左边匀强磁场的磁感线垂直纸面向里，右边匀强磁场的磁感线垂直纸面向外，两边的磁感应强度大小相等。电荷量为2e的带正电的质点M以某一速度从a点垂直磁场边界向左射出，与静止在b点的电荷量为e的带负电的质点N相撞，并粘合在一起，不计质点M和质点N的重力，则它们在磁场中的运动轨迹是

A. B.

C. D.

【题目】如图所示，弧形轨道固定于足够长的水平轨道上，弧形轨道与水平轨道平滑连接，水平轨道上静置一小球B和C。小球A从弧形轨道上离地高h处由静止释放，小球A沿轨道下滑后与小球B发生弹性正碰，碰后小球A被弹回，B球与C球碰撞后粘在一起，A球弹回后再从弧形轨道上滚下，已知所有接触面均光滑，A、C两球的质量相等，B球的质量是A球质量的2倍，如果让小球A从h=0．2m处由静止释放，则下列说法正确的是( )(重力加速度为g=10m/s2)

A. A球从h处由静止释放则最后不会与B球再相碰

B. A球从h处由静止释放则最后会与B球再相碰

C. A球从h处由静止释放则C球碰后速度为m/s

D. A球从h处由静止释放则C球碰后速度为m/s

【题目】如图所示，导热性能良好的圆筒形密闭气缸水平放置，可自由活动的活塞将气缸分隔成A、B两部分，活塞与气缸左侧连接一轻质弹簧，当活塞与气缸右侧面接触时弹簧恰好无形变．开始时环境温度为t1=27℃℃，B内充有一定质量的理想气体，A内是真空，稳定时B部分气柱长度为L1=0．10m，此时弹簧弹力与活塞重力大小之比为3：4。已知活塞的质量为m=3．6kg，截面积S=20cm2，重力加速度g=10m/s2

(I)将活塞锁定，将环境温度缓慢上升到t2=127℃，求此时B部分空气柱的压强

(Ⅱ)保持环境温度t2不变解除活塞锁定，将气缸缓慢旋转90°成竖直放置状态，B部分在上面求稳定时B部分空气柱的长度．(标准大气压下冰的熔点为273K)

【题目】下列说法中正确的是____

A．原子的核式结构模型很好的解释了氢原子光谱

B．光电效应实验揭示了光的粒子性

C．原子核经过一次α衰变后，核子数减少4

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【题目】如图所示，电路中电源电动势为E，内阻为r，C为电容器，L为小灯泡，R为定值电阻，闭合电键，小灯泡能正常发光，．现将滑动变阻器滑片向右滑动一段距离，滑动前后理想电压表V1、V2、V3示数变化量的绝对值分别为，理想电流表A示数变化量的绝对值为，则（　　）

A. 电源的输出功率一定增大

B. 灯泡亮度逐渐变暗

C. 均保持不变

D. 当电路稳定后，断开电键，小灯泡立刻熄灭

【题目】用如图甲所示装置结合频闪照相机拍摄的照片的来验证动量守恒定律，实验步骤如下：

①用天平测出A、B两个小球的质量mA和mB；

②安装好实验装置，使斜槽的末端所在的平面保持水平；

③先不在斜槽的末端放小球B，让小球A从斜槽上位置P由静止开始释放，小球A离开斜槽后，频闪照相机连续拍摄小球A的两位置(如图乙所示)；

④将小球B放在斜槽的末端，让小球A仍从位置P处由静止开始释放，使它们碰撞，频闪照相机连续拍摄下两个小球的位置(如图丙所示)；⑤测出所需要的物理量。

请回答：

(1)实验①中A、B的两球质量应满足_____________

(2)在步骤⑤中，需要在照片中直接测量的物理量有__________；(请选填“x0、y0、xA、yA、xB、yB”)

(3)两球在碰撞过程中若动量守恒，满足的方程是： ______________________.

【题目】如图所示，真空中xOy坐标系第四象限内有以O′(R，R)为圆心，半径为R的圆形匀强磁场区域，磁感应强度方向垂直于纸面向外，第一象限内有范围足够大的匀强电场，方向水平向右，电场强度大小为E。一放射源s位于O′处，发射电子的速度大小为v0，方向与x轴正方向成30°角斜向上。已知电子在该匀强磁场中的偏转半径也为R，电荷量为e，质量为m，不计重力及阻力的影响。求：

（1）匀强磁场的磁感应强度B的大小；

（2）电子射出磁场时的位置坐标；

（3）电子在电场中运动的时间。

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