12．今年是哈勃望遠鏡繞地25周年，它捕捉到的照片正從根本上改變著我們對太空的認識．1990年4月25日，科學家將哈勃天文望遠鏡送上距地球表面約600km的高空（真實高度約560km），使得人類對宇宙中星體的觀測與研究有了極大的進展．假設(shè)哈勃望遠鏡沿圓軌道繞地球運行．已知地球半徑為6.4×106 m，利用地球同步衛(wèi)星與地球表面的距離為3.6×107 m這一事實可得到哈勃望遠鏡繞地球運行的周期，以下數(shù)據(jù)中最接近其運行周期的是（　�。�
A．0.6小時B．1.6小時C．4.0小時D．24小時

分析 哈勃天文望遠鏡繞地球做勻速圓周運動，根據(jù)哈勃天文望遠鏡的萬有引力等于向心力和地球表面重力加速度公式，列出兩式聯(lián)立求解出周期表達式，再代入進行計算；也可以將哈勃天文望遠鏡與同步衛(wèi)星的周期直接比較求解；還可以運用開普勒第三定律求解．

解答 解：哈勃天文望遠鏡繞地球做勻速圓周運動，根據(jù)萬有引力提供向心力，設(shè)衛(wèi)星的質(zhì)量為m、軌道半徑為r、地球質(zhì)量為M，有
F=F向
因而
G$\frac{Mm}{{r}^{2}}$=m（$\frac{2π}{T}$）2r
解得
 T=2π$\sqrt{\frac{{r}^{3}}{GM}}$；
故：T哈：T同=2π$\sqrt{\frac{{r}^{3}}{GM}}$：2π$\sqrt{\frac{r{′}^{3}}{GM}}$
T哈=$\sqrt{\frac{{r}^{3}}{r{′}^{3}}}$ T同≈1.6h；
故選：B．

點評 本題考查萬有引力定律的應(yīng)用，解答的關(guān)鍵根據(jù)萬有引力提供向心力，求出周期的表達式，再進行比較求解．

練習冊系列答案
相關(guān)習題

科目：高中物理 來源： 題型：解答題

2．如圖所示，在Oxy平面（紙面）內(nèi)有垂直平面向外的勻強磁場，磁感應(yīng)強度大小為B，一足夠長的擋板MN與x軸成30°角傾斜放置且通過原點O，放射源A的位置坐標為（0，a）．某時刻，放射源A沿紙面向第一象限內(nèi)的各個方向均勻地輻射同種帶正電的粒子，粒子的質(zhì)量為m、電荷量為q，速率均為$\frac{{\sqrt{3}aqB}}{2m}$．不計粒子的重力、不考慮粒子間的相互作用，打到擋板的粒子均被接地的擋板吸收．

（1）求在同一時刻，放射源A發(fā)出的能夠到達擋板的粒子中，最后到達擋板的粒子和最先到達擋板的粒子的時間差；
（2）保持擋板與x軸正方向的夾角30°不變，在紙面內(nèi)沿y軸負方向?qū)醢錗N平移至某一位置，發(fā)現(xiàn)從放射源A發(fā)出的所有粒子中總有$\frac{1}{3}$的粒子能擊中擋板，求擋板與y軸交點的縱坐標．

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科目：高中物理 來源： 題型：選擇題

3．在桌子上有一質(zhì)量為m1的雜志，雜志上有一質(zhì)量為m2的書．雜志和桌面之間的動摩擦因數(shù)為μ1，雜志和書之間的動摩擦因數(shù)為μ2，欲將雜志從書下抽出，則至少需要用的力的大小為（　�。�
A．（μ1+μ2）（m1+m2）gB．μ1（m1+m2）g+μ2m2gC．（μ1+μ2）m2gD．（μ1m1+μ2m2）g

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科目：高中物理 來源： 題型：解答題

20．某同學利用圖甲所示的實驗裝置，探究小車在均勻長木板上的運動規(guī)律．

（1）在小車做勻加速直線運動時打出一條紙帶，已知打點計時器所用電源的頻率為50Hz，圖乙中所示的是每打5個點所取的計數(shù)點，x1=3.62cm，x4=5.12cm，由圖中數(shù)據(jù)可求得：小車的加速度為0.50m/s2，第3個計數(shù)點與第2個計數(shù)點的距離（即x2）約為4.12cm．
（2）若用該實驗裝置“探究ɑ與F、M之間的關(guān)系”，要用鉤碼（質(zhì)量用m表示）的重力表示小車所受的細線拉力，需滿足M?m，滿足此條件做實驗時，得到一系列加速度a與合外力F的對應(yīng)數(shù)據(jù)，畫出a-F關(guān)系圖象，如圖丙所示，若不計滑輪摩擦及紙帶阻力的影響，由圖象可知，實驗操作中不當之處為沒有平衡摩擦力或平衡摩擦力不足；小車的質(zhì)量M=1kg；如果實驗時，在小車和鉤碼之間接一個不計質(zhì)量的微型力傳感器用來測量拉力F，如圖丙所示，從理論上分析，該實驗圖線的斜率將變大（填“變大”、“變小”或“不變”）．
（3）為了驗證動能定理，在用鉤碼的重力表示小車所受合外力的條件下，在圖乙中1、3兩點間對小車用實驗驗證動能定理的表達式為mg（x2+x3）=$\frac{M}{8{t}^{2}}$[（x3+x4）2-（x1+x2）2]．（用題中所涉及數(shù)據(jù)的字母表示，兩個計數(shù)點間的時間間隔用t表示）

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科目：高中物理 來源： 題型：選擇題

7．如圖甲所示，T為理想變壓器，原、副線圈匝數(shù)比為10：1，副線圈所接電路中，電壓表V1、V2和電流表A1、A2都為理想電表，電阻R1=2Ω，R2=6Ω，R3的最大阻值為12Ω，原線圈兩端加上如圖乙所示的電壓．在R3的滑片自最下端滑動到最上端的過程中，以下說法正確的是（　�。�
A．電壓表V1的示數(shù)與電流表A1的示數(shù)的乘積先增大后減小
B．電壓表V2的示數(shù)為20$\sqrt{2}$V
C．副圈兩端電壓的瞬時值表達式為u1=20$\sqrt{2}$sin（100πt）V
D．電壓表V1的示數(shù)增大

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科目：高中物理 來源： 題型：解答題

17．在“驗證機械能守恒定律”實驗中，某研究小組采用了如圖甲所示的實驗裝置．實驗的主要步驟是：在一根不可伸長的細線一端系一金屬小球，另一端固定于O點，記下小球靜止時球心的位置A，在A處放置一個光電門，現(xiàn)將小球拉至球心距A高度為h 處由靜止釋放，記下小球通過光電門時的擋光時間△t．

（1）如圖乙，用游標卡尺測得小球的直徑d=1.04cm；
（2）該同學測出一組數(shù)據(jù)如下：高度h=0.21m，擋光時間△t=0.0052s，設(shè)小球質(zhì)量為m=100g，g=9.8m/s2．計算小球重力勢能的減小量△Ep=0.206J，動能的增加量△Ek=0.200J．（均保留三位有效數(shù)字）

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科目：高中物理 來源： 題型：多選題

4．在物理學的發(fā)展過程中，許多物理學家的科學發(fā)現(xiàn)推動了人類歷史的進步．下列表述符合物理學史實的是（　　）
A．普朗克為了解釋黑體輻射現(xiàn)象，第一次提出了能量量子化理論
B．愛因斯坦為了解釋光電效應(yīng)的規(guī)律，提出了光子說
C．盧瑟福通過對α粒子散射實驗的研究，提出了原子的核式結(jié)構(gòu)模型
D．貝克勒爾通過對天然放射性的研究，發(fā)現(xiàn)原子核是由質(zhì)子和中子組成的
E．玻爾大膽提出假設(shè)，認為實物粒子也具有波動性

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科目：高中物理 來源： 題型：解答題

1．某學習小組利用自行車的運動“探究克服阻力做功與速度變化的關(guān)系”．人騎自行車在平直的路面上運動，當人停止蹬車后，由于受到阻力作用，自行車的速度會逐漸減小至零，如圖1所示．在此過程中，阻力做功使自行車的速度發(fā)生變化．設(shè)自行車無動力后受到的阻力恒定．

（1）在實驗中使自行車在平直的公路上獲得某一速度后停止蹬車，為了計算自行車的初速度v，除了需要測出人停止蹬車后自行車向前滑行的距離s，還需要測量人停止蹬車后自行車滑行的時間t （填寫物理量的名稱及符號）．
（2）設(shè)自行車受到的阻力恒為f，計算出克服阻力做的功W及自行車的初速度v．改變?nèi)送Ｖ沟跑嚂r自行車的速度，重復(fù)實驗，可以得到多組測量值．以阻力對自行車做功的大小為縱坐標，自行車初速度為橫坐標，作出W-v曲線．分析這條曲線，就可以得到克服阻力做的功與自行車速度變化的定性關(guān)系．在實驗中作出W-v圖象如圖2所示，其中符合實際情況的是C．

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科目：高中物理 來源： 題型：解答題

2．如圖，在豎直面內(nèi)有兩平行金屬導(dǎo)軌AB、CD．導(dǎo)軌間距為L，電阻不計．一根電阻不計的金屬棒ab可在導(dǎo)軌上無摩擦地滑動．棒與導(dǎo)軌垂直，并接觸良好．導(dǎo)軌之間有水平向外的勻強磁場，磁感強度為B．導(dǎo)軌右邊與電路連接．電路中的三個定值電阻阻值分別為2R、R和R．在BD間接有一水平放置的平行板電容器C，板間距離為d．當ab棒以速度v0一直向左勻速運動時，在電容器正中心的質(zhì)量為m的帶電微粒恰好處于靜止狀態(tài)．
（1）試判斷微粒的帶電性質(zhì)及所帶電量的大�。�
（2）若ab棒突然以2v0的速度一直向左勻速運動，則帶電微粒經(jīng)多長時間運動到電容器的上板？其電勢能和動能各增加了多少？

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