(08年全國卷Ⅱ)(20分)我國發(fā)射的“嫦娥一號”探月衛(wèi)星沿近似于圓形軌道繞月飛行。為了獲得月球表面全貌的信息,讓衛(wèi)星軌道平面緩慢變化。衛(wèi)星將獲得的信息持續(xù)用微波信號發(fā)回地球。設地球和月球的質量分別為M和m,地球和月球的半徑分別為R和R1,月球繞地球的軌道半徑和衛(wèi)星繞月球的軌道半徑分別為r和r1,月球繞地球轉動的周期為T。假定在衛(wèi)星繞月運行的一個周期內衛(wèi)星軌道平面與地月連心線共面,求在該周期內衛(wèi)星發(fā)射的微波信號因月球遮擋而不能到達地球的時間(用M、m、R、R1、r、r1和T表示,忽略月球繞地球轉動對遮擋時間的影響)。
解析:如下圖所示:
設O和分別表示地球和月球的中心。在衛(wèi)星軌道平面上,A是地月連心線與地月球表面的公切線ACD的交點,D、C和B分別是該公切線與地球表面、月球表面和衛(wèi)星軌道的交點。過A點在另一側作地月球面的公切線,交衛(wèi)星軌道于E點。衛(wèi)星在圓弧上運動時發(fā)出的信號被遮擋。
設探月衛(wèi)星的質量為m0,萬有引力常量為G,根據萬有引力定律有
①
②
②式中,T1是探月衛(wèi)星繞月球轉動的周期。由①②式得
③
設衛(wèi)星的微波信號被遮擋的時間為t,則由于衛(wèi)星繞月球做勻速圓周運動,應有
④
式中,α=∠CO′A,β=∠CO′B。由幾何關系得
⑤
⑥
由③④⑤⑥式得
⑦
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(08年全國卷Ⅰ)已知太陽到地球與到月球的距離的比值約為390,月球繞地球旋轉的周期約為27天。利用上述數(shù)據以及日常的天文知識,可估算出太陽對月球與地球對月球的萬有引力的比值約為:
A. 0.2 B.
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(08年全國卷Ⅰ)(14分)已知O、A、B、C為同一直線上的四點、AB間的距離為l1,BC間的距離為l2,一物體自O點由靜止出發(fā),沿此直線做勻速運動,依次經過A、B、C三點,已知物體通過AB段與BC段所用的時間相等。求O與A的距離。
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(08年全國卷Ⅱ)(13分)圖5為一電學實驗的實物連線圖。該實驗可用來測量待測電阻Rx的阻值(約500Ω)。圖中兩具電壓表量程相同,內阻都很大,實驗步驟如下:
①調節(jié)電阻箱,使它的阻值R0與待測電阻的
阻值接近,將滑動變阻器的滑動頭調到最右端。
②合上開關S。
③將滑動變阻器的滑動頭向左端滑動,使兩個電壓表指針都有明顯偏轉。
④記下兩個電壓表和的讀數(shù)U1和U2
⑤多次改變滑動變阻器滑動頭的位置,記下和的多組讀數(shù)U1和U2。
⑥求Rx的平均值。
回答下面問題:
(Ⅰ)根據實物連線圖在虛線框內畫出實驗的電路原理圖,其中電阻箱的符號為,滑動變阻器的符號為,其余器材用通用的符號表示。
(Ⅱ)不計電壓表內阻的影響,用U1、U2和R0表示Rx的公式為Rx=___________
(Ⅲ)考慮電壓表內阻的影響,用U1、U2、R0、的內阻r1、的內阻r2表示Rx的公式為Rx=__________________。
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(08年全國卷Ⅱ)23.(15分)如圖, 一質量為M的物塊靜止在桌面邊緣,桌面離水平面的高度為h。一質量為m的子彈以水平速度v0射入物塊后, 以水平速度v0/2射出。重力加速度為g。求
(1)此過程中系統(tǒng)損失的機械能;
(2)此后物塊落地點離桌面邊緣的水平距離。
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(08年全國卷Ⅰ)如圖,一輛有動力驅動的小車上有一水平放置的彈簧,其左端固定在小車上,右端與一小球相連,設在某一段時間內小球與小車相對靜止且彈簧處于壓縮狀態(tài),若忽略小球與小車間的摩擦力,則在此段時間內小車可能是
A.向右做加速運動
B.向右做減速運動
C.向左做加速運動
D.向左做減速運動
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