组卷网 > 知识点选题 > 第一宇宙速度的意义及推导
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解析
| 共计 6 道试题
2023·贵州铜仁·二模
1 . 我国航天技术水平在世界处于领先地位,对于人造卫星的发射,有人提出了利用“地球隧道”发射人造卫星的构想:沿地球的一条弦挖一通道,在通道的两个出口处分别将等质量的待发射卫星部件同时释放,部件将在通道中间位置“碰撞组装”成卫星并静止下来;另在通道的出口处由静止释放一个大质量物体,大质量物体会在通道与待发射的卫星碰撞,只要物体质量相比卫星质量足够大,卫星获得足够速度就会从对向通道口射出。(以下计算中,已知地球的质量为,地球半径为,引力常量为G,可忽略通道AB的内径大小和地球自转影响。)
(1)如图甲所示,将一个质量为的质点置于质量分布均匀的球形天体内,质点离球心O的距离为r。已知天体内部半径在之间的“球壳”部分(如甲示阴影部分)对质点的万有引力为零,求质点所受万有引力的大小
(2)如图乙所示,设想在地球上距地心h处沿弦长方向挖了一条光滑通道AB,一个质量为m。的质点在离通道中心的距离为x处,求质点所受万有引力沿弦AB方向的分力;将该质点从A点静止释放,求质点到达通道中心处时的速度大小
(3)如图丙所示,如果质量为m的待发射卫星已静止在通道中心处,由A处静止释放另一质量为M的物体,物体到达处与卫星发生弹性正碰,设M远大于m,计算时可取。卫星从图丙示通道右侧B处飞出,为使飞出速度达到地球第一宇宙速度,h应为多大?
2023-03-21更新 | 1644次组卷 | 6卷引用:5.万有引力及天体运动-2023年全国甲卷地区二模分类汇编
2 . 航天技术的发展是当今各国综合国力的直接体现,近年来,我国的航天技术取得了让世界瞩目的成绩,也引领科技爱好者思索航天技术的发展,有人就提出了一种不用火箭发射人造地球卫星的设想。其设想如下:如图所示,在地球上距地心h处沿一条弦挖一光滑通道,在通道的两个出口处AB分别将质量为的物体和质量为的待发射卫星同时自由释放,,在中点弹性正撞后,质量为的物体,即待发射的卫星就会从通道口B冲出通道,设置一个装置,卫星从B冲出就把速度变为沿地球切线方向,但不改变速度大小,这样就有可能成功发射卫星。已知地球可视为质量分布均匀的球体,且质量分布均匀的球壳对壳内物体的引力为零,地球半径为,表面的重力加速度为
(1)求地球的第一宇宙速度;
(2)求在地球内部距球心h处的重力加速度大小;
(3)试证明:若单独释放物体,则物体将以为平衡位置作简谐运动;
(4)求卫星成功发射时,h的最大值。
2019·北京房山·二模
3 . 2019年4月10日,人类史上首张黑洞照片发布,照片中是室女座巨椭圆星系M87的黑洞照片,这是黑洞存在最直接的视觉证据.黑洞最初是一个衰老的巨大恒星,它的质量要达到太阳的数十倍以上,恒星不断的发光发热,随着恒星中心的“燃料”不断消耗,恒星内部能量不足,无法支撑外壳重压,恒星内核开始塌缩.最终,所有物质缩成一个体积接近无限小的点,这便是奇点.奇点会形成强大引力场,吸收周围物质,就连光也会被吸进去,至此黑洞诞生.拍摄黑洞用的是事件视界望远镜,该望远镜收集到的不是我们日常的可见光,而是一种波长比光波更长的亚毫米波,亚毫米波本身是没有颜色的区别,科学家们实际上只能感受到强弱的不同.发布的图片中心黑暗区域正中为黑洞.周围环绕一个新月状光环,一侧亮一些,另一侧暗一些,是因为光环旋转,导致接收者接收到相位和频率变化造成的.根据以上信息下列说法正确的是
A.恒星发光发热是恒星内部的核裂变造成的
B.环状新月型光环上下两侧不对称是多普勒效应造成的
C.黑洞的第一宇宙速度是光速
D.事件视界望远镜收集的亚毫米波比可见光的频率大
2019-05-11更新 | 882次组卷 | 3卷引用:专题15 光学-学易金卷:3年(2021-2023)高考物理真题和1年模拟分项汇编(北京专用)
4 . 2017年11月21日,我国以“一箭三星”方式将吉林一号视频04、05、06星成功发射.其中吉林一号04星的工作轨道高度约为535km,比同步卫星轨道低很多,同步卫星的轨道又低于月球的轨道,其轨道关系如图所示.下列说法正确的是(       

A.吉林一号04星的发射速度一定小于7.9km/s
B.同步卫星绕地球运行的角速度比月球绕地球的角速度大
C.吉林一号04星绕地球运行的周期比同步卫星的周期大
D.所有卫星在运行轨道上完全失重,重力加速度为零
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2017·江西南昌·二模
5 . 使物体成为卫星的最小发射速度称为第一宇宙速度,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的关系是=,已知某星球半径是地球半径R,其表面的重力加速度是地球表面重力加速度g,地球的平均密度为,不计其他星球的影响,则
A.该星球上的第一宇宙速度为
B.该星球上的第二宇宙速度为
C.该星球的平均密度为
D.该星球的质量为
2017-04-26更新 | 2056次组卷 | 25卷引用:2019年4月2日《每日一题》 必修2 有关万有引力相关参量的估算
6 . 一宇航员到达半径为R、密度均匀的某星球表面,做如下实验:用不可伸长的轻绳拴一质量为m的小球,上端固定在O点,如图甲所示,在最低点给小球某一初速度,使其绕O点的竖直面内做圆周运动,测得绳的拉力F大小随时间t的变化规律如图乙所示.F1=7F2,设Rm、引力常量G以及F1为已知量,忽略各种阻力.以下说法正确的是
A.该星球表面的重力加速度为
B.卫星绕该星球的第一宇宙速度为
C.星球的密度为
D.小球过最高点的最小速度为0
共计 平均难度:一般