4.研發(fā)衛(wèi)星的成本高,提高衛(wèi)星的使用壽命是節(jié)約成本的方法之一.如圖甲所示的“軌道康復(fù)者”航天器可在太空中給“垃圾”衛(wèi)星補(bǔ)充能源,從而延長(zhǎng)衛(wèi)星的使用壽命. 圖乙是“軌道康復(fù)者”在某次拯救一顆地球同步衛(wèi)星前,二者在同一平面內(nèi)沿相同繞行方向繞地球做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的示意圖,此時(shí)二者的連線通過(guò)地心,“軌道康復(fù)者”與同步衛(wèi)星的軌道半徑之比為1:4.若不考慮“軌道康復(fù)者”與同步衛(wèi)星之間的萬(wàn)有引力,則下列說(shuō)法正確的是( 。
A.在圖示軌道上,“軌道康復(fù)者”加速度大小是同步衛(wèi)星加速度大小的4倍
B.在圖示軌道上,“軌道康復(fù)者”的線速度大小是同步衛(wèi)星線速度大小的2倍
C.在圖示軌道上,“軌道康復(fù)者”的周期為6h
D.若要對(duì)該同步衛(wèi)星實(shí)施拯救,“軌道康復(fù)者”可從圖示軌道上進(jìn)行加速后再與同步衛(wèi)星對(duì)接

分析 衛(wèi)星繞地球做圓周運(yùn)動(dòng)萬(wàn)有引力提供向心力,應(yīng)用萬(wàn)有引力公式與牛頓第二定律求出線速度、向心加速度、周期,然后分析答題;衛(wèi)星加速會(huì)做離心運(yùn)動(dòng).

解答 解:A、萬(wàn)有引力提供向心力,由牛頓第二定律得:G$\frac{Mm}{{r}^{2}}$=ma,解得,加速度:a=$\frac{GM}{{r}^{2}}$,則:$\frac{{a}_{軌道康復(fù)者}}{{a}_{同步衛(wèi)星}}$=$\frac{{r}_{同步衛(wèi)星}^{2}}{{r}_{軌道康復(fù)者}^{2}}$=$(\frac{4}{1})^{2}$=$\frac{16}{1}$,故A錯(cuò)誤;
B、萬(wàn)有引力提供向心力,由牛頓第二定律得:G$\frac{Mm}{{r}^{2}}$=m$\frac{{v}^{2}}{r}$,解得,線速度:v=$\sqrt{\frac{GM}{r}}$,$\frac{{v}_{軌道康復(fù)者}}{{v}_{同步衛(wèi)星}}$=$\sqrt{\frac{{r}_{同步衛(wèi)星}}{{r}_{軌道康復(fù)者}}}$=$\sqrt{\frac{4}{1}}$=$\frac{2}{1}$,故B正確;
C、萬(wàn)有引力提供向心力,由牛頓第二定律得:G$\frac{Mm}{{r}^{2}}$=m$(\frac{2π}{T})^{2}$r,解得:T=2π$\sqrt{\frac{{r}^{3}}{GM}}$,則$\frac{{T}_{軌道康復(fù)者}}{{T}_{同步衛(wèi)星}}$=$\sqrt{(\frac{{r}_{軌道康復(fù)者}}{{r}_{同步衛(wèi)星}})^{3}}$=$\sqrt{(\frac{1}{4})^{3}}$=$\frac{1}{8}$,T軌道康復(fù)者=$\frac{1}{8}$T同步衛(wèi)星=$\frac{1}{8}$×24=3h,故C錯(cuò)誤;
D、“軌道康復(fù)者”從圖示軌道上進(jìn)行加速做離心運(yùn)動(dòng),然后與同伴衛(wèi)星對(duì)接進(jìn)行施救,故D正確;
故選:BD

點(diǎn)評(píng) 本題考查了萬(wàn)有引力定律的應(yīng)用,知道萬(wàn)有引力提供向心力是解題的前提,應(yīng)用萬(wàn)有引力公式與牛頓第二定律可以解題;要知道衛(wèi)星做離心運(yùn)動(dòng)的條件.

練習(xí)冊(cè)系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目:高中物理 來(lái)源: 題型:選擇題

8.中國(guó)航天員的發(fā)展一直偏重應(yīng)用,而在純科學(xué)的空間天文與深空探測(cè)方面,過(guò)去長(zhǎng)期是空白的,所以中國(guó)航天部計(jì)劃2018年將利用嫦娥五號(hào)進(jìn)行第一次火星探測(cè),之前美國(guó)已經(jīng)發(fā)射了鳳凰號(hào)著陸器降落在火星北極進(jìn)行勘察.如圖為鳳凰號(hào)著陸器經(jīng)過(guò)多次變軌后登陸火星的軌跡圖,軌道上的P、S、Q三點(diǎn)與火星中心在同一直線上,P、Q兩點(diǎn)分別是橢圓軌道的遠(yuǎn)火星點(diǎn)和近火星點(diǎn),且PQ=2QS(已知橢圓Ⅱ?yàn)閳A軌道).關(guān)于著陸器,下列說(shuō)法正確的是( 。
A.在P點(diǎn)由軌道Ⅰ進(jìn)入軌道Ⅱ需要點(diǎn)火加速
B.在軌道Ⅱ上S點(diǎn)的速度小于在軌道Ⅲ上Q點(diǎn)的速度
C.在軌道Ⅱ上S點(diǎn)與在軌道Ⅲ上P點(diǎn)受到的萬(wàn)有引力相同
D.在軌道Ⅱ上由P到S的時(shí)間是其在軌道Ⅲ上由P到Q的時(shí)間的2倍

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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:填空題

9.原子彈爆炸能瞬間釋放出巨大的能量,是利用了重核裂變(選填“原子核人工轉(zhuǎn)變”“重核裂變”“輕核聚變”或“原子核衰變”);太陽(yáng)能不斷地從外輻射能量,是因?yàn)槠鋬?nèi)部不斷地發(fā)生著輕核聚變(選填“原子核人工轉(zhuǎn)變”“重核裂變”“輕核聚變”或“原子核衰變”).若用${\;}_2^4He$核轟擊 ${\;}_7^{14}N$核發(fā)生核反應(yīng),最終產(chǎn)生${\;}_8^{17}O$核和${\;}_{1}^{1}H$核(寫(xiě)出元素符號(hào)),已知${\;}_2^4He$、${\;}_7^{14}N$核的質(zhì)量分別為m1、m2,產(chǎn)生新核的質(zhì)量分別為m3、m4,則該核反應(yīng)放出的核能為$({m}_{1}+{m}_{2}-{m}_{3}-{m}_{4}){c}^{2}$(已知真空中的光速為c)

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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:解答題

12.如圖所示,為某同學(xué)測(cè)定電源電動(dòng)勢(shì)E和內(nèi)阻r的實(shí)驗(yàn)電路,圖中E為待測(cè)電器,A1、A2,V1、V2均為非理想電表,內(nèi)阻未知,G為靈敏電流計(jì),R1、R2為滑動(dòng)變阻器,S為開(kāi)關(guān),實(shí)驗(yàn)的主要步驟為:
①閉合開(kāi)關(guān)S,調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器R1、R2,使電流計(jì)G的示數(shù)為零,讀出此時(shí)電流表A1、A2的示數(shù)之和I1,以及電壓表V1,V2的示數(shù)之和U1;
②兩次調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器R1,R2,使電流計(jì)G的示數(shù)為零,讀出此時(shí)電流表A1,A2的示數(shù)之和I2,以及電壓表V1,V2的示數(shù)之和U2;
③斷開(kāi)開(kāi)關(guān)S.
試回答下列問(wèn)題:
(1)開(kāi)關(guān)S閉合后,圖中滑動(dòng)變阻R1、R2的滑動(dòng)觸頭均應(yīng)置于變阻器的右端(填“左”或“右”);
(2)開(kāi)關(guān)S閉合后,當(dāng)調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器R1、R2,使電流計(jì)G的示數(shù)為零時(shí),圖中a、b兩點(diǎn)的電勢(shì)φ12,c、a兩點(diǎn)與c,b兩點(diǎn)的電勢(shì)差Ua=Ub(填“>”、“=”或“<”)
(3)電流表和電壓表的內(nèi)阻不會(huì)(填“會(huì)”或“不會(huì)”)對(duì)測(cè)量結(jié)果造成影響
(4)根據(jù)兩次測(cè)量數(shù)據(jù),可得電源電動(dòng)勢(shì)為E=$\frac{{U}_{2}{I}_{1}-{U}_{1}{I}_{2}}{{I}_{1}-{I}_{2}}$,電源內(nèi)阻為r=$\frac{{U}_{2}-{U}_{1}}{{I}_{1}-{I}_{2}}$.

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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:選擇題

19.質(zhì)點(diǎn)P以O(shè)點(diǎn)為平衡位置從O點(diǎn)開(kāi)始向上做簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng),同時(shí)質(zhì)點(diǎn)Q也從O點(diǎn)被豎直向上拋,它們恰好同時(shí)到達(dá)最高點(diǎn),且高度相同.在此過(guò)程中,兩質(zhì)點(diǎn)在同一時(shí)刻的瞬時(shí)速度vP和vQ的關(guān)系是( 。
A.vP>vQB.先vP>vQ,后vP<vQC.vP<vQD.先vP<vQ,后vP>vQ

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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:計(jì)算題

9.如圖,水平地面上有一坑,其豎直截面為半圓,ab為沿水平方向的直徑.若在a點(diǎn)以初速度v0沿ab方向拋出一小球,小球會(huì)擊中坑壁上的c點(diǎn).已知c點(diǎn)與水平地面的距離為圓半徑的一半,則圓的半徑為$\frac{4(7-4\sqrt{3}){v}_{0}^{2}}{g}$.

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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:選擇題

16.如圖,一個(gè)輕型衣柜放在水平地面上,一條光滑輕繩兩端分別固定在兩側(cè)頂端A、B上,再掛上帶有衣服的衣架.若保持繩長(zhǎng)和左端位置點(diǎn)不變,將右端依次改在C點(diǎn)或D點(diǎn)后固定,衣柜一直不動(dòng),下列說(shuō)法正確的是( 。
A.若改在C點(diǎn),繩的張力大小不變
B.若改在D點(diǎn),衣架兩側(cè)繩的張力不相等
C.若改在D點(diǎn),衣架兩側(cè)繩的張力相等且不變
D.若改在C點(diǎn),衣柜對(duì)地面的壓力將會(huì)增大

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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:多選題

13.如圖所示,在質(zhì)量為M(含支架)的小車(chē)中用輕繩懸掛一小球,小球的質(zhì)量為m0,小車(chē)和小球以恒定速度v沿光滑水平地面運(yùn)動(dòng),與位于正對(duì)面的質(zhì)量為m的靜止木塊發(fā)生碰撞,碰撞的時(shí)間極短.在此碰撞過(guò)程中,下列哪個(gè)或哪些說(shuō)法是可能發(fā)生的?( 。
A.在此過(guò)程中小車(chē)、木塊、擺球的速度都發(fā)生變化,分別變?yōu)関1、v2、v3,滿(mǎn)足(M+m0)v=Mv1+mv2+m0v3
B.在此碰撞過(guò)程中,小球的速度不變,小車(chē)和木塊的速度分別為v1和v2,滿(mǎn)足(M+m0)v=Mv1+mv2
C.在此碰撞過(guò)程中,小球的速度不變,小車(chē)和木塊的速度都變成u,滿(mǎn)足Mv=(M+m)u
D.碰撞后小球擺到最高點(diǎn)時(shí)速度變?yōu)闉関1,木塊的速度變?yōu)関2,滿(mǎn)足(M+m0)v=(M+m0)v1+mv2

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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:多選題

14.搬運(yùn)工人對(duì)粗糙水平地面上的木箱施加一拉力 F,使木箱做勻速直線運(yùn)動(dòng).若 F 的方向與水平面夾角為θ,在θ從0逐漸增大到 90°的過(guò)程中,木箱的速度保持不變,則( 。
A.地面作用力一直減小B.F 先增大后減小
C.F 的功率先減小后增大D.F 的功率先增大后減小

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同步練習(xí)冊(cè)答案