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题型:解答题 难度:0.65 引用次数:37 题号:22899273
阅读材料,回答下列问题。
2022年11月12日,我国空间站基本建成。如图所示,空间站绕地球的运动可视为匀速圆周运动,轨道半径为r。已知空间站的总质量为m,地球质量为M,地球半径为R,引力常量为G

1.空间站绕地球做匀速圆周运动时受到地球的万有引力大小为______
A.B.C.D.
2.关于做匀速圆周运动的人造地球卫星,轨道越高,下列说法中正确的是______
A.周期越大B.角速度越大C.线速度越大D.向心加速度越大
3.如图所示为扭秤实验的装置图,下列说法正确的是______

A.牛顿通过该装置测出了引力常量G
B.卡文迪什通过该装置发现了万有引力定律
C.开普勒通过该装置提出了万有引力定律
D.该实验巧妙地利用了微小量放大思想
4.宇航员在地球表面以一定初速度竖直上抛一小球,经过时间t小球落回原处;若他在某星球表面以相同的初速度竖直上抛同一小球,需经过时间5t小球落回原处。(取地球表面重力加速度,空气阻力不计)。
(1)求该星球表面附近的重力加速度
(2)已知该星球的半径与地球半径之比为,求该星球的质量与地球质量之比

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解答题 | 适中 (0.65)
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(1)如图甲所示为一个电荷量为的点电荷形成的电场,静电力常量为,有一电荷量为的试探电荷放入场中,与场源电荷相距为。根据电场强度的定义式,推导:试探电荷所在处的电场强度的表达式;
(2)场是物理学中重要的概念,除了电场和磁场外,还有引力场,物体之间的万有引力就是通过引力场发生作用的。忽略地球自转影响,地球表面附近的引力场也叫重力场。已知地球质量为,半径为,引力常量为G。请类比电场强度的定义方法,定义距离地球球心为处的引力场强度,并说明两种场的共同点;
(3)微观世界的运动和宏观运动往往遵循相同的规律,根据玻尔的氢原子模型,电子的运动可以看成是经典力学描述下的轨道运动,如图乙。原子中的电子在原子核的库仑引力作用下,绕静止的原子核做匀速圆周运动。这与天体运动规律相似,天体运动轨道能量为动能和势能之和。已知氢原子核(即质子)电荷量为,核外电子质量为,带电量为,电子绕核运动的轨道半径为,静电力常量为。若规定离核无限远处的电势能为零,电子在轨道半径为处的电势能为,求电子绕原子核运动的系统总能量(包含电子的动能与电势能)。

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