彗星——拖著長(zhǎng)長(zhǎng)的尾巴,時(shí)而出現(xiàn)于黎明的東方,時(shí)而劃破晴夜的長(zhǎng)空.對(duì)于彗星的觀察,我國(guó)從殷商時(shí)代就有了關(guān)于彗星的觀察記錄,并為后人留下了珍貴的資料,其中在《春秋》中記載的觀察彗星的資料,被公認(rèn)為是世界上哈雷彗星的最早記錄,比歐洲關(guān)于彗星的記錄早了幾百年.在西方研究彗星的眾多科學(xué)家中,英國(guó)物理學(xué)家哈雷對(duì)彗星的研究最為深入,他不僅對(duì)彗星進(jìn)行天文觀察,而且還對(duì)彗星的軌道進(jìn)行了定量的計(jì)算,1705年,他在《彗星天文學(xué)》一書中計(jì)算了彗星的24個(gè)軌道.在現(xiàn)在已知的1 600顆彗星中,人們對(duì)其中的600顆已確定了它們的軌道.

下面是關(guān)于彗星的幾個(gè)問題:

(1)經(jīng)過觀察與研究,人們發(fā)現(xiàn)彗星繞太陽運(yùn)行的軌道一般為橢圓、拋物線或雙曲線.彗星軌道的形狀是由彗星的能量所決定的.試問著名的哈雷彗星的運(yùn)行軌道是橢圓,還是拋物線,還是雙曲線?為什么?

(2)據(jù)科學(xué)家研究發(fā)現(xiàn),彗星是由稀薄氣體、冰凍團(tuán)塊、甲烷、氨、干冰等組成.彗星中還有含鉀、鈣、錳、鈉和鐵等物質(zhì),試說明人們是運(yùn)用什么方法知道彗星中含有上述物質(zhì)的?

(3)1994年,曾經(jīng)發(fā)生了一個(gè)轟動(dòng)世界的天文奇觀,一顆命名為“蘇梅克—列維9號(hào)”的彗星斷裂成了21塊(其中最大的一塊線度約4 km),以60 km/s的速度連續(xù)地向木星撞去,這就是著名的彗—木相撞現(xiàn)象.蘇梅克—列維9號(hào)彗星中的第一塊碎片于格林尼治時(shí)間7月16日20時(shí)15分落入木星大氣層向木星撞去,撞擊后產(chǎn)生的多個(gè)火球綿延近1 000 km.設(shè)想蘇梅克—列維9號(hào)彗星分裂時(shí)有一塊碎塊的質(zhì)量為1012 kg,它相對(duì)于木星的速度為600 m/s,求它與木星相撞過程中損失的機(jī)械能為多少?

(4)蘇梅克—列維9號(hào)彗星中的第一個(gè)碎塊于格林尼治時(shí)間7月16日20時(shí)15分落入木星大氣層向木星撞去,放出了相當(dāng)于8×1020 J的巨大能量.已知一個(gè)鈾235裂變時(shí)可放出約200 MeV的能量,試估算:蘇梅克—列維9號(hào)彗星中的第一個(gè)碎塊與木星相撞所釋放的能量相當(dāng)于多少千克的鈾235發(fā)生了裂變?

 

【答案】

(1)橢圓  (2)光譜分析  (3)1.8×1017J  (4)9.8×106 kg

【解析】

試題分析:(1)哈雷彗星是一顆周期彗星,人們最近的一次觀察到它是在1986年,預(yù)計(jì)在2062年哈雷彗星會(huì)再一次光臨地球“做客”.哈雷彗星的周期為76年,由此可見哈雷彗星的運(yùn)行軌道應(yīng)該是橢圓.

(2)當(dāng)彗星造訪地球時(shí),可以對(duì)其進(jìn)行光譜分析,通過對(duì)彗星光譜的分析,我們可以知道彗星中含有鉀、鈣、鈉、鐵等物質(zhì).

(3)這個(gè)彗星碎塊與木星相撞的過程中損失的機(jī)械能等于其與木星相碰前瞬間的動(dòng)能,則有

ΔE==1.8×1011 J.

(4)我們先計(jì)算一個(gè)鈾235裂變放出的核能是多少焦;ΔE=2×108×1.6×10-19 J,我們?cè)儆?jì)算多個(gè)鈾235裂變后可放出8×1020 J的能量,即n==2.5×1031(個(gè)),

則約相當(dāng)于發(fā)生裂變的鈾的質(zhì)量m=235×10-3×==9.8×106 kg

考點(diǎn):宇宙 天體的運(yùn)動(dòng)  質(zhì)能方程 裂變

點(diǎn)評(píng):本題屬于綜合題,需要同學(xué)結(jié)合所學(xué)天體的有關(guān)知識(shí)和能量關(guān)系綜合解題,另外動(dòng)量能量關(guān)系在天體物理中也是適用的,使我們解決這部分問題的關(guān)鍵。

 

練習(xí)冊(cè)系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目:高中物理 來源: 題型:022

指出下列過程中能量的轉(zhuǎn)化:

(1)給電爐通電,電爐絲變紅了___________________________________;

(2)飛馳而過的流星拖著一條發(fā)光的尾巴_______________________________;

(3)木炭燃燒放熱____________________________________________________;

(4)用氣筒給自行車打氣時(shí)氣筒變熱__________________________________;

(5)水沸騰時(shí),水壺蓋兒被頂起來_____________________________________.

查看答案和解析>>

科目:高中物理 來源:物理教研室 題型:022

指出下列過程中能量的轉(zhuǎn)化:

(1)給電爐通電,電爐絲變紅了___________________________________;

(2)飛馳而過的流星拖著一條發(fā)光的尾巴_______________________________;

(3)木炭燃燒放熱____________________________________________________;

(4)用氣筒給自行車打氣時(shí)氣筒變熱__________________________________;

(5)水沸騰時(shí),水壺蓋兒被頂起來_____________________________________.

查看答案和解析>>

科目:高中物理 來源: 題型:閱讀理解

彗星——拖著長(zhǎng)長(zhǎng)的尾巴,時(shí)而出現(xiàn)于黎明的東方,時(shí)而劃破晴夜的長(zhǎng)空.對(duì)于彗星的觀察,我國(guó)從殷商時(shí)代就有了關(guān)于彗星的觀察記錄,并為后人留下了珍貴的資料,其中在《春秋》中記載的觀察彗星的資料,被公認(rèn)為是世界上哈雷彗星的最早記錄,比歐洲關(guān)于彗星的記錄早了幾百年.在西方研究彗星的眾多科學(xué)家中,英國(guó)物理學(xué)家哈雷對(duì)彗星的研究最為深入,他不僅對(duì)彗星進(jìn)行天文觀察,而且還對(duì)彗星的軌道進(jìn)行了定量的計(jì)算,1705年,他在《彗星天文學(xué)》一書中計(jì)算了彗星的24個(gè)軌道.在現(xiàn)在已知的1 600顆彗星中,人們對(duì)其中的600顆已確定了它們的軌道.

下面是關(guān)于彗星的幾個(gè)問題:

(1)經(jīng)過觀察與研究,人們發(fā)現(xiàn)彗星繞太陽運(yùn)行的軌道一般為橢圓、拋物線或雙曲線.彗星軌道的形狀是由彗星的能量所決定的.試問著名的哈雷彗星的運(yùn)行軌道是橢圓,還是拋物線,還是雙曲線?為什么?

(2)據(jù)科學(xué)家研究發(fā)現(xiàn),彗星是由稀薄氣體、冰凍團(tuán)塊、甲烷、氨、干冰等組成.彗星中還有含鉀、鈣、錳、鈉和鐵等物質(zhì),試說明人們是運(yùn)用什么方法知道彗星中含有上述物質(zhì)的?

(3)1994年,曾經(jīng)發(fā)生了一個(gè)轟動(dòng)世界的天文奇觀,一顆命名為“蘇梅克—列維9號(hào)”的彗星斷裂成了21塊(其中最大的一塊線度約4 km),以60 km/s的速度連續(xù)地向木星撞去,這就是著名的彗—木相撞現(xiàn)象.蘇梅克—列維9號(hào)彗星中的第一塊碎片于格林尼治時(shí)間7月16日20時(shí)15分落入木星大氣層向木星撞去,撞擊后產(chǎn)生的多個(gè)火球綿延近1 000 km.設(shè)想蘇梅克—列維9號(hào)彗星分裂時(shí)有一塊碎塊的質(zhì)量為1012 kg,它相對(duì)于木星的速度為600 m/s,求它與木星相撞過程中損失的機(jī)械能為多少?

(4)蘇梅克—列維9號(hào)彗星中的第一個(gè)碎塊于格林尼治時(shí)間7月16日20時(shí)15分落入木星大氣層向木星撞去,放出了相當(dāng)于8×1020 J的巨大能量.已知一個(gè)鈾235裂變時(shí)可放出約200 MeV的能量,試估算:蘇梅克—列維9號(hào)彗星中的第一個(gè)碎塊與木星相撞所釋放的能量相當(dāng)于多少千克的鈾235發(fā)生了裂變?

查看答案和解析>>

科目:高中物理 來源: 題型:閱讀理解

彗星——拖著長(zhǎng)長(zhǎng)的尾巴,時(shí)而出現(xiàn)于黎明的東方,時(shí)而劃破晴夜的長(zhǎng)空.對(duì)于彗星的觀察,我國(guó)從殷商時(shí)代就有了關(guān)于彗星的觀察記錄,并為后人留下了珍貴的資料,其中在《春秋》中記載的觀察彗星的資料,被公認(rèn)為是世界上哈雷彗星的最早記錄,比歐洲關(guān)于彗星的記錄早了幾百年.在西方研究彗星的眾多科學(xué)家中,英國(guó)物理學(xué)家哈雷對(duì)彗星的研究最為深入,他不僅對(duì)彗星進(jìn)行天文觀察,而且還對(duì)彗星的軌道進(jìn)行了定量的計(jì)算,1705年,他在《彗星天文學(xué)》一書中計(jì)算了彗星的24個(gè)軌道.在現(xiàn)在已知的1 600顆彗星中,人們對(duì)其中的600顆已確定了它們的軌道.

下面是關(guān)于彗星的幾個(gè)問題:

(1)經(jīng)過觀察與研究,人們發(fā)現(xiàn)彗星繞太陽運(yùn)行的軌道一般為橢圓、拋物線或雙曲線.彗星軌道的形狀是由彗星的能量所決定的.試問著名的哈雷彗星的運(yùn)行軌道是橢圓,是拋物線,還是雙曲線?為什么?

(2)據(jù)科學(xué)家研究發(fā)現(xiàn),彗星是由稀薄氣體、冰凍團(tuán)塊、甲烷、氨、干冰等組成.彗星中還含有鉀、鈣、錳、鈉和鐵等物質(zhì),試說明人們是運(yùn)用什么方法知道彗星中含有上述物質(zhì)的.

(3)1994年,曾經(jīng)發(fā)生了一個(gè)轟動(dòng)世界的天文奇觀,一顆命名為“蘇梅克—列維9號(hào)”的彗星斷裂成了21塊(其中最大的一塊線度約4km),以60km/s的速度連續(xù)地向木星撞去,這就是著名的彗—木相撞現(xiàn)象.蘇梅克—列維9號(hào)彗星中的第一塊碎片于格林尼治時(shí)間7月16日20時(shí)15分落入木星大氣層向木星撞去,撞擊后產(chǎn)生的多個(gè)火球綿延近1 000 km.設(shè)想蘇梅克—列維9號(hào)彗星分裂時(shí)有一塊碎塊的質(zhì)量為1012kg,它相對(duì)于木星的速度為600 m/s,求它與木星相撞過程中損失的機(jī)械能為多少.

(4)蘇梅克—列維9號(hào)彗星中的第一個(gè)碎塊于格林尼治時(shí)間7月16日20時(shí)15分落入木星大氣層向木星撞去,放出了相當(dāng)于8×1020J的巨大能量.已知一個(gè)鈾235裂變時(shí)可放出約200 MeV的能量,試估算:蘇梅克—列維9號(hào)彗星中的第一個(gè)碎塊與木星相撞所釋放的能量相當(dāng)于多少千克的鈾235發(fā)生了裂變?

查看答案和解析>>

同步練習(xí)冊(cè)答案