【題目】所謂“深空探測(cè)”是指航天器脫離地球引力場(chǎng)，進(jìn)入太陽(yáng)系空間或更遠(yuǎn)的宇宙空間進(jìn)行探測(cè)，現(xiàn)在世界范圍內(nèi)的深空探測(cè)主要包括對(duì)月球、金星、火星、木星等太陽(yáng)系星體的探測(cè)。繼對(duì)月球進(jìn)行深空探測(cè)后，2018年左右我國(guó)將進(jìn)行第一次火星探測(cè)。圖示為探測(cè)器在火星上著陸最后階段的模擬示意圖。首先在發(fā)動(dòng)機(jī)作用下，探測(cè)器受到推力作用在距火星表面一定高度處（遠(yuǎn)小于火星半徑）懸停；此后發(fā)動(dòng)機(jī)突然關(guān)閉，探測(cè)器僅受重力下落2t0時(shí)間（未著地），然后重新開(kāi)啟發(fā)動(dòng)機(jī)使探測(cè)器勻減速下降，經(jīng)過(guò)時(shí)間t0，速度為0時(shí)探測(cè)器恰好到達(dá)火星表面。已知探測(cè)器總質(zhì)量為m（不計(jì)燃料燃燒引起的質(zhì)量變化），地球和火星的半徑的比值為k1，質(zhì)量的比值為k2，地球表面附近的重力加速度為g，求：

（1）探測(cè)器懸停時(shí)發(fā)動(dòng)機(jī)對(duì)探測(cè)器施加的力。

（2）探測(cè)器懸停時(shí)具有的重力勢(shì)能（火星表面為零勢(shì)能面）。

【答案】（1） （2）

【解析】本題考查萬(wàn)有引力定律與牛頓運(yùn)動(dòng)定律和運(yùn)動(dòng)學(xué)公式相結(jié)合。需運(yùn)用萬(wàn)有引力等于星球表面物體所受重力、牛頓第二定律、運(yùn)動(dòng)學(xué)公式等知識(shí)求解。

（1）設(shè)地球的質(zhì)量和半徑分別為M和R，火星的質(zhì)量、半徑和表面重力加速度分別為M'、R'和g'

根據(jù)萬(wàn)有引力等于重力有： 和

聯(lián)立解得：

探測(cè)器懸停時(shí)，根據(jù)力的平衡可知，發(fā)動(dòng)機(jī)對(duì)探測(cè)器施加的力

（2）設(shè)重新開(kāi)啟發(fā)動(dòng)機(jī)時(shí)探測(cè)器速度為v，則，

所以探測(cè)器懸停時(shí)距火星表面高度

解得：

探測(cè)器懸停時(shí)具有的重力勢(shì)能

練習(xí)冊(cè)系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

【題目】如圖所示，一個(gè)小球套在固定的傾斜光滑桿上，一根輕質(zhì)彈簧的一端懸掛于O點(diǎn)，另一端與小球相連，彈簧與桿在同一豎直平面內(nèi)，將小球沿桿拉到與O點(diǎn)等高的位置由靜止釋放，小球沿桿下滑，當(dāng)彈簧處于豎直時(shí)，小球速度恰好為零，若彈簧始終處于伸長(zhǎng)且在彈性限度內(nèi)，在小球下滑過(guò)程中，下列說(shuō)法正確的是（ ）

A. 小球的機(jī)械能先增大后減小

B. 彈簧的彈性勢(shì)能一直增加

C. 重力做功的功率一直增大

D. 當(dāng)彈簧與桿垂直時(shí)，小球的動(dòng)能最大

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

【題目】一臺(tái)理想變壓器的原、副線圈的匝數(shù)比是5∶1，原線圈接入電壓為220 V的正弦交流電，各元件正常工作，一只理想二極管和一個(gè)滑動(dòng)變阻器R串聯(lián)接在副線圈上，如圖所示，電壓表和電流表均為理想交流電表，則下列說(shuō)法正確的是(　 　)

A. 原、副線圈中的電流之比為5∶1

B. 電壓表的讀數(shù)約為31.11V

C. 若滑動(dòng)變阻器接入電路的阻值為20Ω，則1分鐘內(nèi)產(chǎn)生的熱量為2904J

D. 若將滑動(dòng)變阻器的滑片向上滑動(dòng)，則兩電表讀數(shù)均減小

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

【題目】圖甲所示為一發(fā)電機(jī)的原理圖，發(fā)電機(jī)產(chǎn)生的交變電流接圖乙中理想變壓器的原線圈。已知變壓器原、副線圈的匝數(shù)之比為22：1，發(fā)電機(jī)輸出電壓u隨時(shí)間t變化的規(guī)律如圖丙所示，發(fā)電機(jī)線圈電阻忽略不計(jì)，則（　�。�

A. 電阻兩端電壓的瞬時(shí)值表達(dá)式為u=10sin 50πt（V）

B. 電壓表示數(shù)為10V

C. 若僅使發(fā)電機(jī)線圈的轉(zhuǎn)速增大一倍，則變壓器副線圈輸出電壓的頻率增大一倍，而電壓表示數(shù)不變

D. 若僅使電阻R增加，則電流表示數(shù)不變

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

【題目】一列簡(jiǎn)諧橫波沿x軸正方向傳播，t=0時(shí)刻的波形如圖所示，介質(zhì)中質(zhì)點(diǎn)A、B、C分別位于x=2m、x=3m、x=6m處。從t=0時(shí)刻開(kāi)始計(jì)時(shí)，當(dāng)t=9s時(shí)質(zhì)點(diǎn)A剛好第3次到達(dá)波峰，則（____）

A．此列波的波速一定為1m/s

B．如果此列波在傳播過(guò)程中與頻率為0.5Hz的橫波相遇，一定發(fā)生干涉現(xiàn)象

C．質(zhì)點(diǎn)C起振方向沿y軸負(fù)向

D．如果質(zhì)點(diǎn)C到達(dá)波峰，則質(zhì)點(diǎn)B一定在平衡位置

E．質(zhì)點(diǎn)A的振動(dòng)方程可表示為y=sin（0.25πt）m

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

【題目】如圖所示，在虛線HF上方存在著垂直于紙面向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng)B1，在x軸上方存在沿x軸正方向的勻強(qiáng)電場(chǎng)，在x軸下方的矩形區(qū)域ABCD內(nèi)還存在垂直于紙面向外的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，矩形區(qū)域的AB邊與x軸重合。M點(diǎn)是HF和y軸的交點(diǎn)，在M點(diǎn)有一靜止鐳核（），某時(shí)刻發(fā)生放射性衰變，放出某種質(zhì)量為m、電荷量為q的粒子后變?yōu)橐浑焙耍?/span>），氡核恰好沿y軸正向做勻速直線運(yùn)動(dòng)，粒子則以初速度v0沿y軸負(fù)方向運(yùn)動(dòng)，恰好從N點(diǎn)進(jìn)入磁場(chǎng)，當(dāng)粒子第二次經(jīng)過(guò)x軸時(shí)電場(chǎng)反向，粒子恰好回到M點(diǎn)，若|OM|=2|ON|，核子的質(zhì)量數(shù)與質(zhì)量成正比，不計(jì)氡核和粒子的重力。

（1）寫(xiě)出上述過(guò)程中鐳核的衰變方程。

（2）求電場(chǎng)強(qiáng)度的大小E。

（3）求N點(diǎn)的橫坐標(biāo)x。

（4）求矩形區(qū)域ABCD內(nèi)勻強(qiáng)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小B2及矩形區(qū)域的最小面積S。

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

【題目】如圖所示，容器A和汽缸B都能導(dǎo)熱，均處于27℃的環(huán)境中，汽缸B上方與大氣連通，大氣壓強(qiáng)為P0=1.0×105Pa．開(kāi)始時(shí)閥門(mén)K關(guān)閉。A內(nèi)為真空，其容積VA=1.2L，B內(nèi)活塞橫截面積S=100cm2、質(zhì)量m=1kg，活塞下方充有理想氣體，其體積Vs=4.8L．活塞上方恰與汽缸上部接觸但沒(méi)有彈力。A與B間連通細(xì)管體積不計(jì)，打開(kāi)閥門(mén)K后使活塞緩慢下移。不計(jì)摩擦，g取10m/s2。

①求穩(wěn)定后活塞的位置及活塞下移過(guò)程中汽缸B內(nèi)氣體對(duì)活塞做的功。

②穩(wěn)定后將閥門(mén)K再次關(guān)閉，然后把整個(gè)裝置放置于207℃的恒溫槽中。求活塞穩(wěn)定后汽缸B內(nèi)氣體的壓強(qiáng)。

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

【題目】如右圖所示，兩足夠長(zhǎng)的光滑金屬導(dǎo)軌豎直放置，相距為 L，一理想電流表與兩導(dǎo)軌相連，勻強(qiáng)磁場(chǎng)與導(dǎo) 軌平面垂直．一質(zhì)量為 m、有效電阻為 4R 的導(dǎo)體棒在距磁場(chǎng)上邊界 h 處?kù)o止釋放．導(dǎo)體棒進(jìn)入磁場(chǎng)后，流經(jīng)電流表的電流逐漸減小，最終穩(wěn)定為I.整個(gè)運(yùn)動(dòng)過(guò)程中，導(dǎo)體棒與導(dǎo)軌接觸良好，且始終保持水平，不計(jì)導(dǎo)軌的電阻．求：

(1)磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小B；

(2)電流穩(wěn)定后，導(dǎo)體棒運(yùn)動(dòng)速度的大小v；

(3)流經(jīng)電流表電流的最大值Im.

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

【題目】如圖所示的電路中,電源電動(dòng)勢(shì)為E,內(nèi)阻為r,R1、R2、R3為定值電阻,電流表和電壓表均為理想電表,C為平行板電容器,在兩板之間的帶電液滴恰好處于靜止?fàn)顟B(tài).由于某種原因燈泡L的燈絲突然燒斷,其余用電器均不會(huì)損壞,則下列說(shuō)法正確的是( )

A. 電流表示數(shù)變大

B. 電壓表示數(shù)變大

C. 液滴將向上運(yùn)動(dòng)

D. 液滴仍保持靜止

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