1.(2017•全国卷Ⅲ)2017年4月,我国成功发射的天舟一号货运飞船与天宫二号空间实验室完成了首次交会对接,对接形成的组合体仍沿天宫二号原来的轨道(可视为圆轨道)运行。与天宫二号单独运行时相比,组合体运行的( )
A.周期变大 B.速率变大
C.动能变大 D.向心加速度变大
答案 C
解析 天舟一号货运飞船与天宫二号空间实验室对接形成的组合体仍沿天宫二号原来的轨道运行,根据GMmr2=ma=mv2r=mr4π2T2可知,组合体运行的向心加速度、速率、周期不变,质量变大,则动能变大,C正确。
2.(2018•江苏高考)我国高分系列卫星的高分辨对地观察能力不断提高。今年5月9日发射的“高分五号”轨道高度约为705 km,之前已运行的“高分四号”轨道高度约为36000 km,它们都绕地球做圆周运动。与“高分四号”相比,下列物理量中“高分五号”较小的是( )
A.周期 B.角速度
C.线速度 D.向心加速度
答案 A
解析 设地球质量为M,人造卫星质量为m,人造卫星做匀速圆周运动时,根据万有引力提供向心力有GMmr2=mv2r=mω2r=m2πT2r=ma,得v=GMr,ω=GMr3,T=2π r3GM,a=GMr2,因为“高分四号”的轨道半径比“高分五号”的轨道半径大,所以A正确,B、C、D错误。
3.(2018•全国卷Ⅱ)2018年2月,我国500 m口径射电望远镜(天眼)发现毫秒脉冲星“J0318+0253”,其自转周期T=5.19 ms,假设星体为质量均匀分布的球体,已知万有引力常量为6.67×10-11 N•m2/kg2。以周期T稳定自转的星体的密度最小值约为( )
A.5×109 kg/m3 B.5×1012 kg/m3
C.5×1015 kg/m3 D.5×1018 kg/m3
答案 C
解析 设脉冲星质量为M,密度为ρ,半径为R,星体表面一物块质量为m,根据天体运动规律知:GMmR2≥m2πT2R,ρ=MV=M43πR3,代入可得:ρ≥3πGT2≈5×1015 kg/m3,故C正确。