土星周围有美丽壮观的“光环”，组成环的颗粒是大小不等、线度从1μm到10m的岩石、尘埃，类似于卫星，它们与土星中心的距离从7.3×104km延伸到1.4×105 - 高中物理试题 - 超级试练试题库

题目

题型：天津难度：来源：

土星周围有美丽壮观的“光环”，组成环的颗粒是大小不等、线度从1μm到10m的岩石、尘埃，类似于卫星，它们与土星中心的距离从7.3×10⁴km延伸到1.4×10⁵km．已知环的外缘颗粒绕土星做圆周运动的周期约为14h，引力常量为6.67×10^-11N•m²/kg²，则土星的质量约为（估算时不考虑环中颗粒间的相互作用）（　　）

A．9.0×10¹⁶kg

B．6.4×10¹⁷kg

C．9.0×10²⁵kg

D．6.4×10²⁶kg

答案

研究环的外缘颗粒绕土星做圆周运动，根据万有引力提供向心力，列出等式：
G

=mR(

2π

)2
M=

4π2R3

GT2

，其中R为轨道半径大小是1.4×10⁵km，T为周期约为14h．
代入数据得：M≈6.4×10²⁶kg
故选D．

核心考点

试题【土星周围有美丽壮观的“光环”，组成环的颗粒是大小不等、线度从1μm到10m的岩石、尘埃，类似于卫星，它们与土星中心的距离从7.3×104km延伸到1.4×105】；主要考察你对万有引力定律及其应用等知识点的理解。[详细]

举一反三

已知太阳到地球与地球到月球的距离的比值约为390，月球绕地球旋转的周期约为27天，利用上述数据以及日常的天文知识，可估算出太阳对月球与地球对月球的万有引力的比值约为（　　）

A．0.2

B．2

C．20

D．200

题型：不详难度：| 查看答案

2003年10月15日9时整，我国“神舟”五号载人飞船发射成功，飞船绕地球14圈后，于10月16日6时23分安全返回．在“神舟”五号飞船返回舱距地面20km高度时，速度减为200m/s，此后竖直匀速下降；当返回舱距地面10km时，打开阻力面积为1200m²的降落伞，直至速度降到8.0m/s时再次匀速下落．为实现软着陆（要求着地时返回舱速度为零），当返回舱距地面1.2m时反冲发动机点火，使返回舱着地时速度减为零．
（1）试估算“神舟”五号载人飞船绕地球运行的周期T为多少秒？（保留两位有效数字）
（2）假设返回舱匀速下降时受空气阻力为F f=

ρv²S，式中ρ为大气密度，v为返回舱运动速度，S为与形状有关的受阻力面积．请用字母表示出返回舱在以速度v竖直匀速下降时的质量（设地球表面的重力加速度为g）；
（3）若把“神舟”五号载人飞船的绕地运行看作是在某一轨道上的匀速圆周运动，设其绕地球运行的周期为T、地球表面的重力加速度为g、地球半径为R，试分别写出与“神舟”五号载人飞船有关的物理量：离地面的高度h、运行的线速度v、运行的向心加速度a的表达式（用T、g、R表示，不必代入数据计算）．

题型：枣庄一模难度：| 查看答案

宇航员在某一未知星球表面完成下面实验：如图所示，在固定的竖直光滑圆弧轨道内部的最低点，有一质量为m的小球（可视为质点），现给小球水平初速度v₀，使小球在竖直平面内做圆周运动，测得小球在最高点和最低点时所受压力大小分别为F₁、F₂．然后他在携带的资料中发现这样的信息：在该星球赤道上有相距路程为L的A、B两位置，当某一时刻阳光垂直照射A处时，B处的阳光与星球表面成θ角．请你帮他完成如下计算：
（1）求出该星球表面的重力加速度；
（2）求出该星球的第一宇宙速度．魔方格

题型：椒江区模拟难度：| 查看答案

在天体运动中，将两颗彼此距离较近的行星称为双星，由于两星间的引力而使它们在运动中距离保持不变，已知两个行星的质量分别为M₁和M₂，相距为L，求它们的角速度．

题型：不详难度：| 查看答案

在火星探测器着的最后阶段，着陆器首先降落到火星表面上，再经过多次弹跳才停下来．假设着陆器第一次落到火星表面弹起后，到达最高点时的高度为h，速度大小为v₀，而方向是水平的，则它第二次落到火星表面时速度的大小为______（计算时不计火星大气的阻力，已知火星一个卫星的圆轨道半径为r，周期为T，火星可视为半径为r₀的球体）．

题型：宝山区模拟难度：| 查看答案

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