题目内容

14.2009年被确定为国际天文年,以此纪念伽利略首次用望远镜观测星空400周年,从伽利略的“窥天”创举,到20世纪发射太空望远镜--天文卫星,天文学发生了巨大飞跃,2009年5月14日,欧洲航天局又发射了两颗天文卫星,它们飞往距离地球约160万公里的第二拉格朗日点(图中L2).L2点处在太阳与地球连线的外侧,在太阳和地球的引力共同作用下,卫星在该点能与地球一起绕太阳运动(视为圆周运动),且时刻在太阳、地球连线上并保持背对太阳和地球的姿势,这样能不受太阳的干扰而进行天文观测.不考虑其它星球影响,下列关于工作在L2点的天文卫星的说法中正确的是(  )
A.它绕太阳运动的角速度比地球绕太阳运行的角速度小
B.它绕太阳运行的角速度与地球绕太阳运行的角速度相等
C.它绕太阳运行的线速度比地球绕太阳运行的线速度大
D.它绕太阳运行的线速度与地球绕太阳运行的线速度相等

分析 由题意知,卫星在L2点能与地球同步绕太阳运动,其绕太阳运行的周期、角速度等于地球绕太阳运行的周期、角速度,由v=ωr分析线速度的大小.

解答 解:AB、工作在L2点的天文卫星能与地球同步绕太阳运动,它们绕太阳运动的周期、角速度相同.故A错误,B正确;
CD、地球与卫星转动的角速度相同,由v=ωr分析可知,在L2点的天文卫星的线速度大于地球绕太阳运行的线速度,故C正确,D错误.
故选:BC.

点评 本题考查万有引力的应用,题目较为新颖,在解题时要注意分析向心力的来源及题目中隐含的条件.

练习册系列答案
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4.某同学在科普读物上看到:“劲度系数为k的弹簧从伸长量为x到恢复原长过程中,弹力做的功W=$\frac{1}{2}$kx2”.他设计了如下的实验来验证这个结论.

A.将一弹簧的下端固定在地面上,在弹簧附近竖直地固定一刻度尺,当弹簧在竖直方向静止不动时其上端在刻度尺上对应的示数为x1,如图甲所示.
B.用弹簧测力计拉着弹簧上端竖直向上缓慢移动,当弹簧测力计的示数为F时,弹簧上端在刻度尺上对应的示数为x2,如图乙所示.则此弹簧的劲度系数k=$\frac{F}{{x}_{2}-{x}_{1}}$.
C.把实验桌放到弹簧附近,将一端带有定滑轮、两端装有光电门的长木板放在桌面上,使滑轮正好在弹簧的正上方,用垫块垫起长木板不带滑轮的一端,如图丙所示.
D.用天平测得小车(带有遮光条)的质量为M,用游标卡尺测遮光条宽度d的结果如图丁所示,则d=3.5mm.
E.打开光电门的开关,让小车从光电门的上方以一定的初速度沿木板向下运动,测得小车通过光电门A和B时的遮光时间分别为△t1和△t2.改变垫块的位置,重复实验,直到△t1=△t2时保持木板和垫块的位置不变.
F.用细绳通过滑轮将弹簧和小车相连,将小车拉到光电门B的上方某处,此时弹簧上端在刻度尺上对应的示数为x3,已知(x3-x1)小于光电门A、B之间的距离,如图丙所示.由静止释放小车,测得小车通过光电门A和B时的遮光时间分别为△t1′和△t2′.
在实验误差允许的范围内,若$\frac{1}{2}$k(x3-x1)2=$\frac{1}{2}M(\frac{d}{△{t}_{2}′})^{2}$-$\frac{1}{2}M(\frac{d}{△{t}_{1}′})^{2}$(用实验中测量的符号表示),就验证了W=$\frac{1}{2}$kx2的结论.

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