2.假設地球半徑為R,地球表面的重力加速度為g,飛船在距地面高度為3R的圓軌道Ⅰ運動,到達軌道上A點點火進入橢圓軌道Ⅱ,到達軌道的近地點B再次點火進入近地軌道Ⅲ繞地球做圓周運動,不考慮飛船質量的變化,下列分析正確的是( 。
A.飛船在軌道Ⅱ上運行速率可能超過7.9km/s
B.飛船在軌道Ⅰ上運行速率為$\sqrt{\frac{gR}{3}}$
C.飛船從軌道Ⅰ到軌道Ⅱ機械能增加
D.飛船在軌道Ⅲ繞地球運行一周所需的時間為2π$\sqrt{\frac{R}{g}}$

分析 在地球表面,萬有引力等于重力,在任意軌道,萬有引力提供向心力,聯(lián)立方程即可求解;衛(wèi)星變軌也就是近心運動或離心運動,根據(jù)提供的萬有引力和所需的向心力關系確定;飛船在近地軌道Ⅲ繞地球運行,重力提供向心力,根據(jù)向心力周期公式即可求解.

解答 解:A、7.9km/s是近地圓軌道的環(huán)繞速度,在B點速度必須大于7.9km/s才能做離心運動,才能沿著軌道Ⅱ運動,故A正確;
B、飛船在軌道Ⅰ上,軌道半徑為4R,萬有引力提供向心力,有:
$\frac{GMm}{(R+3R)^{2}}$=m$\frac{{v}^{2}}{4R}$
地球表面重力加速度:
g=$\frac{GM}{{R}^{2}}$
聯(lián)立解得:
v=$\frac{1}{4}\sqrt{gR}$,故B錯誤;
C、飛船從軌道Ⅰ到軌道Ⅱ要在A點剎車減速做向心運動,故機械能要減小,故C錯誤;
D、飛船在軌道Ⅲ運行時,重力等于向心力,故:
mg=m$\frac{4{π}^{2}}{{T}^{2}}R$
解得:
T=2π$\sqrt{\frac{R}{g}}$,故D正確;
故選:AD.

點評 該題考查了萬有引力公式及向心力基本公式的應用,難度不大,屬于中檔題.

練習冊系列答案
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科目:高中物理 來源: 題型:選擇題

12.如圖,空間存在水平向左的勻強電場和垂直紙面向里的勻強磁場,電場和磁場相互垂直.在電磁場區(qū)域中,有一個豎直放置的光滑絕緣圓環(huán),環(huán)上套有一個帶正電的小球.O點為圓環(huán)的圓心,a、b、c、d為圓環(huán)上的四個點,a點為最高點,c點為最低點,bOd沿水平方向.已知小球所受電場力與重力大小相等.現(xiàn)將小球從環(huán)的頂端a點由靜止釋放.下列判斷正確的是( 。
A.當小球運動的弧長為圓周長的$\frac{1}{4}$時,洛侖茲力最大
B.小球一定又能回到a位置
C.小球從a點到b點,重力勢能減小,電勢能增大
D.小球從b點運動到c點,電勢能增大,動能先增大后減小

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13.如圖所示,空間存在水平向左的勻強電場和垂直紙面向里的水平勻強磁場.在該區(qū)域中,有一個豎直放置的光滑絕緣圓環(huán),環(huán)上套有一個帶正電的小球.O點為圓環(huán)的圓心,a、b、c、d為圓環(huán)上的四個點,a點為最高點,c點為最低點,bd沿水平方向.已知小球所受電場力與重力大小相等.現(xiàn)將小球從環(huán)的頂端a點由靜止釋放.下列判斷正確的是( 。
A.小球能越過與O等高的d點并繼續(xù)沿環(huán)向上運動
B.當小球運動到c點時,小球受到的洛侖茲力最大
C.小球從b點運動到c點,電勢能增大,動能先增大后減小
D.小球從a點到b點,重力勢能減小,電勢能增大

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科目:高中物理 來源: 題型:多選題

10.在勻強磁場中,一矩形金屬線框繞與磁場線垂直的轉軸勻速轉動,如圖1所示,產生的交變電動勢e隨時間t變化的圖象如圖2所示,則( 。
A.該交流電電動勢瞬時值表達式為e=311sin100πt(V)
B.t=0.01s時線框平面與中性面重合
C.t=0.005s時線框的磁通量變化率為零
D.該交變電流經(jīng)原副線圈匝數(shù)比為10:1的理想變壓器變壓,頻率變?yōu)樵瓉淼氖种?/td>

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科目:高中物理 來源: 題型:多選題

17.下列說法中正確的是( 。
A.太陽輻射的能量主要來自太陽內部的核裂變反應
B.盧瑟福的α粒子散射實驗為原子的核式結構模型提供了實驗依據(jù)
C.原子的能量是不連續(xù)的,只能取一系列不連續(xù)的數(shù)值
D.天然放射線中的β射線是高速電子流,是原子的核外電子受到激發(fā)后放出的
E.比結合能越大,原子核中核子結合得越牢固,原子核越穩(wěn)定

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科目:高中物理 來源: 題型:解答題

7.如圖所示,在xOy坐標平面內x軸上、下方分布有磁感應強度不同的勻強磁場,磁場方向均垂直紙面向里.一質量為m、電量為q的帶正電粒子從y軸上的P點以一定的初速度沿y軸正方向射出,粒子經(jīng)過時間t第一次從x軸上的Q點進入下方磁場,速度方向與x軸正向成45°角,當粒子再次回到x軸時恰好經(jīng)過坐標原點O.已知OP=L,不計粒子重力.求:
(1)帶電粒子的初速度大小v0;
(2)x軸上、下方磁場的磁感應強度之比$\frac{{B}_{1}}{{B}_{2}}$.

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14.某小型發(fā)電機產生的交變電動勢表達式為e=100sin100πtV,則該電動勢(  )
A.有效值是50$\sqrt{2}$VB.頻率是100HzC.最大值是50$\sqrt{3}$VD.周期是0.02s

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11.要想了解不同元件的性能,往往需要描繪它們的伏安特性曲線.
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a.在甲圖中完成實驗電路圖.
b.如果根據(jù)測量結果作出的伏安特性曲線如圖乙所示,試根據(jù)圖線確定,把兩個完全相同的“220V,40W”白熾燈串聯(lián)在220V交流電源的火線與零線間,這兩只電燈消耗的總電功率是33w.
(2)某壓敏電阻的伏安特性曲線如圖丙所示,它經(jīng)常被用作家電器的保護電路,如圖丁所示是某影碟機(VCD)的電源電路的一部分,CT表示電源插頭,S是電源開關,BX是保險絲,R是壓敏電阻,試通過伏安特性曲線說明壓敏電阻對變壓器的保護作用.

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12.如圖所示,質量分別為mA,mB的A、B兩個楔形物體疊放在一起,B靠在豎直墻壁上,在力F的作用下,A、B都始終靜止不動,則( 。
A.墻壁對B的摩擦力大小為mgB.A、B之間一定有摩擦力的作用
C.力F增大,墻壁對B的摩擦力也增大D.力F增大,B所受的合外力一定不變

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