问题 问答题

中国首个月球探测计划“嫦娥工程”预计在2017年送机器人上月球,实地采样送回地球,为载人登月及月球基地选址做准备.设想我国宇航员随“嫦娥”号登月飞船绕月球飞行,飞船上备有以下实验仪器:A.计时表一只,B.弹簧秤一把,C.已知质量为m的物体一个,D.天平一只(附砝码一盒).在飞船贴近月球表面时可近似看成绕月球做匀速圆周运动,宇航员测量出飞船在靠近月球表面的圆形轨道绕行N圈所用的时间为t.飞船的登月舱在月球上着陆后,遥控机器人利用所携带的仪器又进行了第二次测量,科学家利用上述两次测量数据便可计算出月球的半径和质量.若已知万有引力常量为G,则:

(1)简述机器人是如何通过第二次测量物体在月球所受的重力F

(2)试利用测量数据(用符号表示)求月球的半径和质量.

答案

(1)机器人在月球上用弹簧秤竖直悬挂物体,静止时读出弹簧秤的读数F,即为物体在月球上所受重力的大小.

(2)在月球上忽略月球的自转可知  

     F=mg,①

     G

Mm
R2
=mg  ②

飞船在绕月球运行时,因为是靠近月球表面,故近似认为其轨道半径为月球的半径R,由万有引力提供物体做圆周运动的向心力,则有

   G

Mm
R2
=mR
4π2
T2
  ③

又    T=

t
N
  ④

所以,由①、②、③、④式可知月球的半径   R=

FT2
4π2m
=
Ft2
4π2N2m

月球的质量 M=

F3t4
16π4GN4m3

答:

(1)机器人在月球上用弹簧秤竖直悬挂物体,静止时读出弹簧秤的读数F,即为物体在月球上所受重力的大小.

(2)月球的半径为

Ft2
4π2N2m
,质量为
F3t4
16π4GN4m3

填空题

(18分)运用化学反应原理研究氮、硫、氯、碘等单质及其化合物的反应有重要意义。

(1)硫酸生产中,SO2催化氧化生成SO3

2SO2(g)+O2(g)2SO3(g),混合体系中SO3的百分含量和温度的关系如图所示(曲线上任何一点都表示平衡状态)。根据图示回答下列问题:

①2SO2(g)+O2(g)2SO3(g)的正反应为         反应(填“放热”、“吸热”);若在恒温、恒容条件下向上述平衡体系中通入氦气,平衡________移动(填“向左”、“向右”或“不”);

②若温度为T1、T2时,反应的平衡常数分别为K1、K2,则K1_______K2;若反应进行到状态D时,v(正)_______v(逆)(填“>”、“<”或“=”)。

(2)氮是地球上含量丰富的一种元素,氮及其化合物在工农业生产、生活中有着重要作用。

右图是一定的温度和压强下N2和H2反应生成1 mol NH3过程中能量变化示意图,请写出工业合成氨的热化学反应方程式:______________。(ΔH的数值用含字母a、b的代数式表示)

(3)海水中含有大量的元素,常量元素如氯、微量元素如碘在海水中均以化合态存在。在25 ℃下, 2.0×10-3 mol·L-1的NaCl溶液中逐滴加入适量的2.0×10-4  mol·L-1硝酸银溶液,      白色沉淀生成(填“有”、“没有”)。通过计算解释原因______________________________,向反应后的浊液中,继续加入2.0×10-3mol·L-1的NaI溶液,看到的现象是_____________________________,产生该现象的原因是_____________(用离子方程式表示)。(已知25 ℃时Ksp(AgCl)=1.8×10-10,Ksp(AgI)=1.5×10-16)

单项选择题 A1型题