【題目】北斗衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)是我國著眼于國家安全和經(jīng)濟社會發(fā)展需要,自主建設(shè)、獨立運行的衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng),目前有32顆正常運行。其中地球靜止軌道衛(wèi)星(GEO)5顆,定點位置為東經(jīng)58.75°、80°、110.5°、140°、160°的赤道上空;傾斜地球同步衛(wèi)星(IGSO)7顆,均在傾角55°的軌道面上;中地球軌道衛(wèi)星(MEO)20顆,運行在3個傾角為55°的軌道面上。如圖所示是一顆地球靜止軌道衛(wèi)星A、一顆傾斜地球同步衛(wèi)星B和一顆中地球軌道衛(wèi)星C的軌道立體對比示意圖,其中衛(wèi)星B、C的軌道共面,它們都繞地球做勻速圓周運動。已知衛(wèi)星C的離地高度為h,地球自轉(zhuǎn)周期為T,地球半徑為R,地球表面重力加速度g,萬有引力常量為G,下列判斷正確的是( )
A.地球靜止軌道衛(wèi)星A的離地高度為
B.中地球軌道衛(wèi)星C的周期為
C.衛(wèi)星C所受的向心力大于衛(wèi)星B所受的向心力
D.衛(wèi)星C的線速度小于衛(wèi)星B的線速度
【答案】A
【解析】
地面上的物體,重力近似等于萬有引力,由牛頓第二定律:
mg=G
解得:
GM=gR2
A.對地球靜止軌道衛(wèi)星A,萬有引力提供向心力,由牛頓第二定律:
解得A離地面的高度為:
故A符合題意。
B.對衛(wèi)星C,萬有引力提供向心力,由牛頓第二定律:
解得:
故B不符合題意。
C.對B和衛(wèi)星C,由萬有引力公式:F=,C衛(wèi)星的半徑小于B衛(wèi)星的半徑,但兩顆衛(wèi)星的質(zhì)量未知,所以不能確定向心力大小,故C不符合題意。
D.由v=知,r越小,v越大,因為衛(wèi)星C的運動半徑小于衛(wèi)星B的運動半徑,所以衛(wèi)星C的線速度大于衛(wèi)星B的線速度,故D不符合題意。
科目:高中物理 來源: 題型:
【題目】(18分)如圖所示,一對光滑的平行金屬導(dǎo)軌固定在同一水平面內(nèi),導(dǎo)軌間距l = 0.5m,左端接有阻值R = 0.3Ω的電阻。一質(zhì)量m = 0.1kg,電阻r = 0.1Ω的金屬棒MN放置在導(dǎo)軌上,整個裝置置于豎直向上的勻強磁場中,磁場的磁感應(yīng)強度B = 0.4T。棒在水平向右的外力作用下,由靜止開始以a = 2m/s2的加速度做勻加速運動,當(dāng)棒的位移x = 9m時撤去外力,棒繼續(xù)運動一段距離后停下來,已知撤去外力前后回路中產(chǎn)生的焦耳熱之比Q1:Q2 = 2:1。導(dǎo)軌足夠長且電阻不計,棒在運動過程中始終與導(dǎo)軌垂直且兩端與導(dǎo)軌保持良好接觸。求
(1)棒在勻加速運動過程中,通過電阻R的電荷量q;
(2)撤去外力后回路中產(chǎn)生的焦耳熱Q2;
(3)外力做的功WF。
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【題目】如圖甲所示,傾角θ=37°足夠長的傾斜導(dǎo)體軌道與光滑水平導(dǎo)體軌道平滑連接。軌道寬度d=0.5m,電阻忽略不計。在水平軌道平面內(nèi)有水平向右的勻強磁場,傾斜軌道平面內(nèi)有垂直于傾斜軌道向下的勻強磁場,大小都為B,現(xiàn)將質(zhì)量m=0.4kg、電阻R=1Ω的兩相同導(dǎo)體棒eb和cd,垂直于軌道分別置于水平軌道上和傾斜軌道的頂端,同時由靜止釋放。導(dǎo)體棒cd下滑過程中加速度a與速度v的關(guān)系如圖乙所示。cd棒從開始運動到最大速度的過程中流過cd棒的電荷量q=0.4C(sin37°=0.6,cos37°=0.8,g=10m/s2),則( )
A.傾斜導(dǎo)軌粗糙,動摩擦因數(shù)
B.傾斜導(dǎo)軌粗糙,動摩擦因數(shù)
C.導(dǎo)體棒eb對水平軌道的最大壓力為6N
D.cd棒從開始運動到速度最大的過程中,eb棒上產(chǎn)生的焦耳熱
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【題目】如圖所示,水平傳送帶上A、B兩端點間距L=4m,半徑R=1m的光滑半圓形軌道固于豎直平面內(nèi),下端與傳送帶B相切。傳送帶以v0=4m/s的速度沿圖示方向勻速運動,質(zhì)量m=lkg的小滑塊由靜止放到傳送帶的A端,經(jīng)一段時間運動到B端,滑塊與傳送帶間的動摩擦因數(shù)μ=0.5,取g=10m/s2。
(1)求滑塊到達B端的速度;
(2)求滑塊由A運動到B的過程中,滑塊與傳送帶間摩擦產(chǎn)生的熱量;
(3)僅改變傳送帶的速度,其他條件不變,計算說明滑塊能否通過圓軌道最高點C。
【答案】(1)vB=4m/s (2)Q=8J (3)不能通過最高點
【解析】試題分析:⑴滑塊開始時在傳送帶上先向右做加速運動,若傳送帶足夠長,設(shè)當(dāng)滑塊速度v=v0時已運動距離為x,根據(jù)動能定理有:μmgx=-0
解得:x=1.6m<L, 所以滑塊將以速度v=v0=4m/s做勻速運動至B端
⑵設(shè)滑塊與傳送帶發(fā)生相對運動的時間為t,則:v0=μgt
皮帶通過的位移為:x′=v0t
滑塊與傳送帶之間相對滑動的距離為:Δx=x′-x
滑塊與傳送帶之間產(chǎn)生的熱量為:Q=μmgΔx
聯(lián)立以上各式解得:Q=8J
⑶設(shè)滑塊通過最高點C的最小速度為vC,經(jīng)過C點時,根據(jù)向心力公式和牛頓第二定律有:mg=
在滑塊從B運動到C的過程中,根據(jù)動能定理有:-2mgR=-
解得要使滑塊能通過圓軌道最高點C時經(jīng)過B的速度最小為:vB=m/s
若僅改變傳送帶的速度,其他條件不變,使得滑塊一直做勻加速直線運動至B的速度為最大速度,設(shè)為vm,根據(jù)動能定理有:μmgL=-0
解得:vm=m/s<vB=m/s,所以僅改變傳送帶的速度,滑塊不能通過圓軌道最高點
考點:本題主要考查了勻變速直線運動規(guī)律、牛頓第二定律、動能定理、功能關(guān)系的應(yīng)用問題,屬于中檔題。
【題型】解答題
【結(jié)束】
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【題目】如圖所示,在xOy平面內(nèi),y軸左側(cè)有沿x軸正方向的勻強電場,電場強度大小為E;在0<x<L區(qū)域內(nèi),x軸上、下方有相反方向的勻強電場,電場強度大小均為2E;在x>L的區(qū)域內(nèi)有垂直于xOy平面的勻強磁場,磁感應(yīng)強度大小不變、方向做周期性變化.一電荷量為q、質(zhì)量為m的帶正電粒子(粒子重力不計),由坐標為(-L, )的A點靜止釋放.
(1)求粒子第一次通過y軸時速度的大小;
(2)求粒子第一次射入磁場時的位置坐標及速度;
(3)現(xiàn)控制磁場方向的變化周期和釋放粒子的時刻,實現(xiàn)粒子能沿一定軌道做往復(fù)運動,求磁場的磁感應(yīng)強度B的大小取值范圍.
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【題目】某同學(xué)測量一節(jié)干電池的電動勢和內(nèi)阻,現(xiàn)有待測電池、電流表(量程0~0.6A,內(nèi)阻約0.1Ω)、電壓表(量程0~3V,內(nèi)阻約3kΩ)、滑動變阻器(阻值0~10Ω,額定電流2A)、開關(guān)各一個、導(dǎo)線若干。為了防止實驗測量時數(shù)據(jù)過密(即要求電壓變化范圍相對大一些),另外還配有一個定值電阻R0(阻值為1Ω、額定功率為5W)。
(1)請按照圖甲設(shè)計的電路圖用筆畫線將圖乙實物電路圖補充完整______。
(2)該同學(xué)按照要求連接好電路并進行實驗,根據(jù)實驗數(shù)據(jù)繪出了圖13所示的U-I圖像,則電源的電動勢E=______V,電源內(nèi)阻r=_____Ω。
(3)在上述實驗過程中存在系統(tǒng)誤差。在圖所繪圖像中,虛線代表沒有誤差情況下,電壓表兩端電壓的真實值與通過電源電流真實值關(guān)系的圖像,實線是根據(jù)測量數(shù)據(jù)繪出的圖像,則圖14中能正確表示二者關(guān)系的是______(選填選項下面的字母)。
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【題目】如圖所示,在∠MON以外區(qū)域存在著范圍足夠大的勻強磁場,∠MON=60°,磁場方向垂直紙面向里、磁感應(yīng)強度大小為B.在OM邊上取一點P,使得OP長度為a質(zhì)量為m、電荷量為q的帶負電粒子(重力不計)以速度v0=從PO的中點垂直于該邊界射入磁場,從此刻開始計時,在以后的運動過程中,以下說法中正確的是( )
A.粒子會經(jīng)過P點
B.粒子會經(jīng)過O點
C.粒子在磁場區(qū)域飛行的總時間為
D.粒子在磁場區(qū)域飛行的總時間為
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【題目】光滑的水平絕緣導(dǎo)軌處于一個平行于導(dǎo)軌的電場之中,沿導(dǎo)軌建立如圖所示的直線坐標系,若沿+x方向的電勢與坐標值x的函數(shù)關(guān)系滿足φ=(V),由此作出φ﹣x圖象,圖中虛線AB為圖線在x=0.15m處的切線,F(xiàn)將一個小滑塊P從x=0.1m處由靜止釋放,若滑塊P質(zhì)量為m=0.1kg,所帶電荷量為q=+1×10﹣7C.則下列說法正確的是( 。
A.x=0.15m和x=0.3m兩點間的電勢差為1.5×106V
B.滑塊P在x=0.15m處的加速度為20m/s2
C.滑塊P在x=0.3m處的速度為m/s
D.滑塊P的加速度先變小后變大
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【題目】刀削面是西北人喜歡的面食之一,因其風(fēng)味獨特,馳名中外.刀削面全憑刀削,因此得名.如圖所示,將一鍋水燒開,拿一塊面團放在鍋旁邊較高處,用一刀片飛快的水平削下一片片很薄的面片兒,面片便飛向鍋里,若面團到鍋的上沿的豎直距離為,最近的水平距離為,鍋的半徑為.要想使削出的面片落入鍋中.
()面片從拋出到鍋的上沿在空中運動時間?
()面片的水平初速度的范圍?()
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【題目】如圖所示,abcd是矩形的四個頂點,它們正好處于某一勻強電場中,電場線與矩形所在平面平行。已知,;a點電勢為15V,b點電勢為24V,d點電勢為6V。則此勻強電場的電場強度大小為( )
A. 300V/mB. 600V/mC. V/m D. V/m
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