《好题》高中物理必修二第七章《万有引力与宇宙航行》测试卷(含答案解析).pdf
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这篇资料主要涉及的是高中物理中的天体运动和万有引力相关知识,具体涵盖以下几个要点: 1. **彗星运动特点**: - 彗星绕太阳的轨道是椭圆形的,根据开普勒行星运动定律,彗星在近日点的速度大于远日点,因为根据第二定律,行星沿椭圆轨道运动时,它对太阳的连线在相等的时间内扫过相等的面积。 - 彗星在近日点的加速度大于远日点,因为离太阳越近,受到的引力越大,加速度也就越大。 - 机械能是守恒的,彗星在近日点和远日点的机械能相等,因为它只受保守力(万有引力)作用。 2. **光的传播与光学现象**: - 光在不同介质中的传播速度不同,红光的波长比紫光长,所以在同一均匀介质中,红光的速度大于紫光。 - 蜻蜓翅膀的彩色是由于薄膜干涉产生的,光线在翅膀薄膜的两面反射,相干叠加形成干涉条纹。 - 多普勒效应可用于计算星体相对于我们的速度,通过比较接收光谱的频率变化。 3. **相对论与曲线运动**: - 匀变速曲线运动中,速度方向不断改变,因此速率(速度的大小)可能变化,但加速度恒定,意味着速度变化量在相等时间内是恒定的。 - 地球自转角速度增大,赤道上的物体因离心力增大,支持力相应减小,以维持向心运动。 4. **卫星运动与万有引力**: - 北斗卫星A和B的动能相等,但轨道半径不同,根据万有引力提供向心力公式,速度与根号下轨道半径成反比,所以A、B的速度之比是2:3。 - 第一宇宙速度是卫星绕地球表面做匀速圆周运动的最小速度,A、B两颗卫星的轨道半径大于地球半径,故它们的速度均小于7.9km/s。 5. **地球自转与卫星运动比较**: - 地球赤道上的物体与地球同步卫星角速度相同,但同步卫星离地面更高,线速度和向心加速度较小。 - 人造卫星的向心力由万有引力提供,与地球表面的重力加速度相比,卫星的向心加速度更大。 6. **双黑洞合并**: - 在双星系统中,两黑洞绕共同质心运动,质量大的黑洞绕行周期短。 - 若两黑洞间距减小,根据开普勒第三定律,轨道半径减小,周期也减小,向心加速度增大。 7. **人造卫星轨道**: - 同步卫星的轨道必须与地球自转同步,因此不能是倾斜的a轨道。 - 根据卫星的角速度和线速度,可以利用万有引力定律求解中心天体(地球)的质量,但不能求卫星的质量。 8. **火星与地球比较**: - 火星表面的重力加速度约为地球的1/2的平方,约为地球的0.4倍。 - 火星绕太阳的公转周期较地球长,但轨道半径不是简单的倍数关系,需要通过开普勒第三定律求解。 - 火星表面的第一宇宙速度与地球的比值为地球表面重力加速度与火星表面重力加速度的平方根之比,约为地球的1/根号10。 - 火星受到太阳的万有引力与地球与太阳质量比及半径比的平方成正比,约等于地球的1/100。 9. **卫星椭圆轨道运动**: - 椭圆轨道中,地球通常位于一个焦点,此处的F1可能是地球的位置。 - 开普勒第二定律表明,卫星在轨道的不同位置,单位时间内扫过的面积相等,因此S1不一定大于S2。 - 从A到C,卫星接近地球,引力做正功,动能增大,势能减小。 10. **火星同步卫星轨道**: - 火星两极与赤道的重力加速度比为k,同步卫星轨道必须是赤道平面内的,所以轨道半径r满足(1-k)gR = GM/r^2,解得r = (1/k)^(1/3)R,其中M是火星质量,R是火星半径。 11. **物理学家及其贡献**: - 开普勒提出了行星运动的三大定律,而不是牛顿。 - 牛顿发现了万有引力定律。 - 伽利略确实通过实验和推理相结合的方法,证明了重物与轻物下落速度相同。 - 第一次精确测量出万有引力常量的是卡文迪许。 以上是针对题目中提到的高中物理知识点的详细解释,涵盖了天体运动、光的性质、相对论、万有引力等多个方面。这些知识不仅对于理解天文学现象,还对于掌握基本物理原理至关重要。
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