题目内容
19.在火星表面发射探测器,当发射速度为v时,探测器可绕火星表面做匀速圆周运动;当发射速度达到$\sqrt{2}$v秒时,探测器可摆脱火星引力束缚脱离火星.已知火星质量为地球质量的十分之一,火星半径为地球半径的一半,火星绕太阳公转的轨道半径约为地球公转半径的1.5倍.下列说法正确的有( )| A. | 火星的第一宇宙速度大于地球的第一宇宙速度 | |
| B. | 火星表面的重力加速度大于地球表面的重力加速度 | |
| C. | 火星的第一宇宙速度与第二宇宙速度之比为$\sqrt{2}$:l | |
| D. | 火星绕太阳公转的周期约为2年 |
分析 根据第一宇宙速公式$v=\sqrt{\frac{GM}{R}}$比较火星和地球的第一宇宙速度;根据$g=\frac{GM}{{R}_{\;}^{2}}$比较火星和地球表面的重力加速度;第一宇宙速度是卫星发射的最小速度.第二宇宙速度是人造天体脱离地球引力束缚所需的最小速度;根据开普勒第三定律求火星的公转周期
解答 解:A、根据第一宇宙速度公式$v=\sqrt{\frac{GM}{R}}$,火星的第一宇宙速度${v}_{火}^{\;}=\sqrt{\frac{G{M}_{火}^{\;}}{{R}_{火}^{\;}}}$,地球的第一宇宙速度${v}_{地}^{\;}=\sqrt{\frac{G{M}_{地}^{\;}}{{R}_{地}^{\;}}}$
$\frac{{v}_{火}^{\;}}{{v}_{地}^{\;}}=\sqrt{\frac{{M}_{火}^{\;}}{{M}_{地}^{\;}}•\frac{{R}_{地}^{\;}}{{R}_{火}^{\;}}}$=$\sqrt{\frac{1}{10}×\frac{2}{1}}=\frac{1}{\sqrt{5}}$<1,所以火星的第一宇宙速度小于地球的第一宇宙速度,故A错误;
B、根据$mg=G\frac{Mm}{{R}_{\;}^{2}}$,得$g=\frac{GM}{{R}_{\;}^{2}}$,火星表面的重力加速度为${g}_{火}^{\;}=\frac{G{M}_{火}^{\;}}{{R}_{火}^{2}}$,地球表面的重力加速度为${g}_{地}^{\;}=G\frac{{M}_{地}^{\;}}{{R}_{地}^{2}}$
$\frac{{g}_{火}^{\;}}{{g}_{地}^{\;}}$=$\frac{{M}_{火}^{\;}}{{M}_{地}^{\;}}•\frac{{R}_{地}^{2}}{{R}_{火}^{2}}=\frac{1}{10}×4=\frac{2}{5}<1$,所以火星表面的重力加速度小于地球表面的重力加速度,故B错误;
C、当发射速度为v时,探测器可绕火星表面做匀速圆周运动,所以火星的第一宇宙速度为v;当发射速度达到$\sqrt{2}$v秒时,探测器可摆脱火星引力束缚脱离火星,知火星的第二宇宙速度为$\sqrt{2}v$;火星的第一宇宙速度与第二宇宙速度之比为$1:\sqrt{2}$,故C错误;
D、地球绕太阳的公转周期为1年,根据开普勒第三定律,有$\frac{{R}_{地}^{3}}{{T}_{地}^{2}}=\frac{{R}_{火}^{3}}{{T}_{火}^{2}}$,得${T}_{火}^{\;}$=$\sqrt{\frac{{R}_{火}^{3}}{{R}_{地}^{3}}}{T}_{地}^{\;}$=$\sqrt{1.{5}_{\;}^{3}}×1年$=1.8371≈2年,故D正确;
故选:D
点评 本题要求同学们了解三个宇宙速度的基本含义.通过物理规律把进行比较的物理量表示出来,再通过已知的物理量关系求出问题是选择题中常见的方法.
| A. | 晶体的熔点和液体的沸点都与压强有关 | |
| B. | 多晶体具有各向同性,且无固定熔点 | |
| C. | 液晶具有流动性,且其光学性质具有各向异性 | |
| D. | 饱和汽压随温度的变化而变化 | |
| E. | 影响人感受到干爽和潮湿的因素是空气的绝对湿度,而不是相对湿度 |
| A. | 物体的动能发生变化,其动量不一定变化 | |
| B. | 物体的动能变化,其动量必定变化 | |
| C. | 物体的动量发生变化,其动能必定变化 | |
| D. | 物体的动量发生变化,其动能不一定变化 |
| A. | 2.2×1024kg | B. | 2.2×1030kg | C. | 7.3×1028kg | D. | 3.4×1029kg |
X→${\;}_{82}^{206}$Pb+8${\;}_{2}^{4}$He+6${\;}_{-1}^{0}$e
Y→${\;}_{82}^{207}$Pb+7${\;}_{2}^{4}$He+4${\;}_{-1}^{0}$e
Z→${\;}_{82}^{208}$Pb+6${\;}_{2}^{4}$He+4${\;}_{-1}^{0}$e
根据以上方程可以推断在X、Y和Z中,下列正确的是( )
| A. | Z的中子数小于Y | B. | Y的质量数大于X | ||
| C. | X、Y和Z互为同位素 | D. | Z的电荷数大于Y |
| A. | 电容器a极板带负电 | B. | 金属棒AB中有从B到A的持续电流 | ||
| C. | 电容器两端电压为Bωr2 | D. | 电容器所带电荷量为$\frac{3CBω{r}^{2}}{2}$ |
| A. | 频率最大的光子能量为$\frac{8A}{9}$ | B. | 频率最大的光子能量为-$\frac{8A}{9}$ | ||
| C. | 频率最小的光子能量为-$\frac{5A}{36}$ | D. | 频率最小的光子能量为$\frac{3A}{4}$ |