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    8．据新华社北京3月21日电，记者21日从中国载人航天工程办公室了解到，已在轨工作1630天的天宫一号目标飞行器在完成与三艘神舟飞船交会对接和各项试验任务后，由于超期服役两年半时间，其功能已于近日失效，正式终止了数据服务．根据预测，天宫一号的飞行轨道将在今后数月内逐步降低，并最终坠入大气层烧毁．若天宫一号服役期间的轨道可视为圆且距地面h（h≈343km），运行周期为T，地球的半径为R，下列关于天宫一号的说法正确的是（　　）
    A．天宫一号坠入外层稀薄大气一小段时间内，克服气体阻力做的功小于引力势能的减小量
    B．女航天员王亚平曾在天宫一号中漂浮着进行太空授课，那时她不受地球的引力作用
    C．因为天宫一号的轨道距地面很近，其线速度小于同步卫星的线速度
    D．由题中信息可知地球的质量为$\frac{{4{π^2}{R^3}}}{{G{T^2}}}$

    分析 根据动能定理及功能关系分析克服气体阻力做的功与引力势能的减小量的关系．根据万有引力提供向心力，求出线速度与半径的关系分析速度大小；根据根据万有引力提供向心力，求解地球的质量．

    解答 解：A、根据动能定理可知，引力与空气阻力对天宫一号做的总功应为正值，而引力做的功等于引力势能的减少量，即天宫一号克服气体阻力做的功小于引力势能的变化，故A正确；
    B、航天员在天宫一号中处于失重状态，地球对她的万有引力提供她随天宫一号围绕地球做圆周运动的向心力，不是不受地球的引力作用，故B错误；
    C、根据万有引力提供向心力可知：$\frac{GMm}{r^2}=m\frac{v^2}{r}$，解得：$v=\sqrt{\frac{GM}{r}}$，由于天宫一号的轨道半径小于同步卫星的半径，则其线速度大于同步卫星的线速度，故C错误；
    D、根据万有引力提供向心力可知：$\frac{GMm}{{{{（{R+h}）}^2}}}=m\frac{{4{π^2}}}{T^2}（{R+h}）$，解得：$M=\frac{{4{π^2}{{（{R+h}）}^3}}}{{G{T^2}}}$，故D错误．
    故选：A．

    点评 解决卫星问题的核心原理是万有引力提供向心力，要灵活选择向心力公式，要注意完全失重不是不受重力．

    练习册系列答案
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    科目：高中物理 来源： 题型：实验题

    1．如图甲所示，用“碰撞实验器”可以验证动量守恒定律，即研究两个小球在轨道水平部分碰撞前后的动量关系

    （1）图中O点是小球抛出点在地面上的垂直投影．实验时，先让入射球m1多次从斜轨上S位置静止释放，找到其平均落地点的位置P，测量平抛射程OP．然后，把被碰小球m2静置于轨道的水平部分，再将入射球m1从斜轨上S位置静止释放，与小球m2相碰，并多次重复．
    接下来要完成的必要步骤是ADE．（多选．填选项前的字母）
    A．用天平测量两个小球的质量m1、m2
    B．测量小球m1开始释放高度h
    C．测量抛出点距地面的高度H
    D．分别找到m1、m2相碰后平均落地点的位置M、N
    E．测量平抛射程OM、ON
    （2）经测定，m1=45.0g，m2=7.5g，小球落地点的平均位置距O点的距离如图乙所示．碰撞前后m1的动量分别为p1与p1′，则p1：p1′=14：11；若碰撞结束时m2的动量为p2′，则p1′：p2′=11：2.9．实验结果说明，碰撞前后总动量的比值$\frac{p1}{p1′+p2′}$=1.01．

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    科目：高中物理 来源： 题型：选择题

    19．如图所示为太阳能路灯，每只路灯的光伏电池板有效采光面积约0.3m2，光电转换效率约为15%．晴天时电池板每平方米面积上每小时接收到的太阳辐射能约为3.6×106J．如果每天有效日照时间约为7h，那么每只路灯的光伏电池一天产生的电能可供30W 的路灯工作时间大约是 （　　）
    A．10hB．15hC．20hD．25h

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    科目：高中物理 来源： 题型：计算题

    16．如图所示，ABC、DEF为同一竖直平面内的两条固定光滑轨道，其中ABC的末端水平，DEF为直径竖直方向的半圆形轨道（r=0.5m）．一质量m=1kg的滑块（可视为质点）从轨道ABC上的A点由静止释放，若滑块经C点后恰能沿轨道DEF做圆周运动，g取10m/s2，求：
    （1）滑块释放点A距C点的竖直高度H；
    （2）滑块到达轨道DEF的最低点F时对轨道的压力大小FN；
    （3）若轨道DEF的最低点与水平传送带的左端平滑相切，水平传送带长L=5m，以速度v0=3m/s沿顺时针方向匀速运行，滑块与传送带间的滑动摩擦因数μ=0.2，求滑块在传动带上运动过程中系统产生的内能．

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    科目：高中物理 来源： 题型：计算题

    3．质量m=lkg 的物体，以v0=2m/s的初速度水平抛出，经时间t=ls落地．已知运动过程中物体只受重力作用，重力加速度g=10m/s2．求：
    （1）求抛出点距地面的高度h；
    （2）物体落地时的速度大小．

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    科目：高中物理 来源： 题型：选择题

    13．如图，一光滑大圆环固定在桌面上，环面位于竖直平面内，在大圆环上套着一个小环．小环由大圆环的最高点从静止开始下滑，在小环下滑的过程中，大圆环对它的作用力（　　）
    A．一直做负功B．一直做正功
    C．始终垂直速度方向D．始终背离大圆环圆心

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    科目：高中物理 来源： 题型：选择题

    20．河中各点水速大小与各点到河岸的垂直距离的关系如图甲所示，船在静水中的速度与时间的关系如图乙所示，若要使船以最短时间渡河，下列说法中正确的是（　　）
    A．船渡河的最短时间60s
    B．船在行驶过程中，船头始终与河岸垂直
    C．船航行的轨迹是一条直线
    D．船在沿河岸方向相等时间内运动的位移越来越大

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    科目：高中物理 来源： 题型：选择题

    17．如图所示，把一根通过硬直导线放在某磁场区域中，该磁场的一条磁感线如图中曲线所示，导线可以在空中自由转动和平移，则下列说法正确的是（　　）
    A．导线只会向下平移
    B．导线只会逆时针转动（俯视）
    C．虚线框内的磁场源可能为通电螺线管
    D．虚线框内的磁场源不可能是通电直导线

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    科目：高中物理 来源： 题型：选择题

    18．中国运动员参加奥运蹦床比赛，取得骄人的成绩．运动员从接触蹦床至运动到最低点的过程中（不计空气阻力），下列说法正确的是（　　）
    A．运动员的机械能先增大后减小
    B．运动员的动量先减小后增大
    C．运动员所受重力的冲量小于运动员所受弹力的冲量
    D．只有重力和蹦床弹力对运动员做功，运动员的机械能守恒

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