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小型登月器连接在航天站上,一起绕月球做圆周运动,其轨道半径为月球半径的3倍,某时...

小型登月器连接在航天站上,一起绕月球做圆周运动,其轨道半径为月球半径的3倍,某时刻,航天站使登月器减速分离,登月器沿如图所示的椭圆轨道登月,在月球表面逗留一段时间完成科考工作后,经快速启动仍沿原椭圆轨道返回,当第一次回到分离点时恰与航天站对接,登月器快速启动时间可以忽略不计,整个过程中航天站保持原轨道绕月运行.已知月球表面的重力加速度为g,月球半径为R,不考虑月球自转的影响,则登月器可以在月球上停留的最短时间约为(  )

A.4.7π B.3.6π C.1.7π D.1.4π

 

A 【解析】 设登月器和航天飞机在半径3R的轨道上运行时的周期为T,因其绕月球作圆周运动,所以应用牛顿第二定律有 解得: 在月球表面的物体所受重力近似等于万有引力,有: 所以有 设登月器在小椭圆轨道运行的周期是T1,航天飞机在大圆轨道运行的周期是T2.对登月器和航天飞机依据开普勒第三定律分别有: 为使登月器仍沿原椭圆轨道回到分离点与航天飞机实现对接,登月器可以在月球表面逗留的时间t应满足 (其中) 联立解得: (其中) 当n=1时,登月器可以在月球上停留的时间最短,即为 A. 4.7π与分析相符,故A项与题意相符; B. 3.6π与分析不相符,故B项与题意不相符; C. 1.7π与分析不相符,故C项与题意不相符; D. 1.4π与分析不相符,故D项与题意不相符.  
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如图所示为一种获得高能粒子的装置一环形加速器,环形区域内存在垂直纸面向外的可变匀强磁场,质量为m、电荷量为+q的粒子在环中做半径为R的圆周运动,AB为两块中心开有小孔的极板,原来电势都为零,每当粒子飞经A板时,A板电势升高为+UB板电势仍保持为零,设粒子的初速度为零,在两极板间的电场中加速,每当粒子离开电场区域时,A板电势又降为零,粒子在电场多次加速下动能不断增大,而在环形区域内绕中心运动的半径不变(设极板间距远小于R),粒子重力不计,下列关于环形加速器的说法中正确的是

A. 加速器对带正电粒子顺时针加速,对带负电粒子加速需要升高B板电势

B. 电势U越高,粒子最终的速度就越大

C. 粒子每次绕行一圈所需的时间tn与加速次数n之间的关系为

D. 环形区域内的磁感应强度大小Bn与加速次数n之间的关系为

 

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通过观测的结果,间接构建微观世界图景是现代物理学研究的重要手段,如通过光电效应实验确定了光具有粒子性。弗兰克-赫兹实验是研究汞原子能量是否具有量子化特点的重要实验。实验原理如图1所示,灯丝K发射出初速度不计的电子,K与栅极G间的电场使电子加速,GA间加有0.5V电压的反向电场使电子减速,电流表的示数大小间接反映了单位时间内能到达A极电子的多少。在原来真空的容器中充入汞蒸汽后,发现KG间电压U每升高4.9V时,电流表的示数I就会显著下降,如图2所示。科学家猜测电流的变化与电子和汞原子的碰撞有关,玻尔进一步指出该现象应从汞原子能量量子化的角度去解释。下列说法错误的是

A. 汞原子基态和第一激发态的能级之差可能是4.9eV

B. KG间电压低于4.9V时,电流随电压增大而上升,是因为电子能量越高,越容易克服反向电压到达A

C. KG间电压在5~10V之间时,出现电流随电压增大而上升的一段图线,是因为单位时间使汞原子发生跃迁的电子个数增加

D. 即使KG间电压高于4.9V,电子也存在始终不与汞原子发生碰撞的可能性

 

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研究表明,一般人的刹车反应时间(即图甲中反应过程所用时间)t0.5s,但饮酒会导致反应时间延长,在某次试验中,测试员少量饮酒后驾车以v72km/h的速度在试验场的水平路面上匀速行驶,从发现情况到汽车停止,行驶距离L58m。减速过程中汽车速度v与位移s的关系曲线如图乙所示,此过程可视为匀变速直线运动。取重力加速度的大小g10m/s2。求:

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(2)饮酒使志愿者的反应时间比一般人增加了多少?

 

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如图所示,工人需要把质量m=30kg的货箱沿斜放的木板推上卡车。木板与水平面夹角θ=37°,货箱与木板间的动摩擦因数μ=0.2。假定工人推力的方向与板面平行,货箱始终沿板面匀速运动(已知sin37°=0.6cos37°=0.8g10m/s2)。求:

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某同学用如图所示的装置测定重力加速度,实验时,将打点计时器固定在铁架台上由静上释放重物,使重物带动纸带自由下落,打出的纸带如图所示。

1实验时纸带的______端和重物相连接(选填

2已知电火花计时器所接电源是额率为50Hz的交流电,由纸带所示数据可算出重力加速度为______m/s2(保留两位有效数字)

3已知当地的重力加速度数值为9.8m/s2,请写出测量值与当地重力加速度的值有差异的一个原因:_____________________________

 

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