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5.如图所示,人造卫星以速度V1在圆轨道Ⅰ绕地球做圆周运动,在P点处经短暂调整,速度由V1变到V2进入轨道Ⅱ,沿轨道Ⅱ运动到近地点Q时线速度为V3,则可以确定(  )
A.V3>V1>V2B.V1>V2>V3C.V2>V1>V3D.V2>V3>V1

分析 根据万有引力提供向心力得出轨道半径越大,线速度越小,从而得出轨道Ⅰ的速度和在Q点做圆周运动的线速度大小关系,而在P点进入圆轨道需减速,从而得出v1、v2的大小关系.

解答 解:飞船在轨道Ⅱ上做椭圆运动,根据开普勒第二定律可知:在近地点速度大于远地点速度,
所以V3>V2
在圆轨道实施变轨成椭圆轨道远地点是做逐渐靠近圆心的运动,要实现这个运动必须万有引力大于飞船所需向心力,所以应给卫星减速,所以V1>V2
卫星在轨道Ⅰ上做匀速圆周运动,由万有引力提供向心力得,$\frac{GMm}{{r}^{2}}$=m$\frac{{v}^{2}}{r}$,
轨道半径越大,线速度越小,轨道I上运行的速度小于Q点做圆周运动的速度,即V3>V1
所以V3>V1>V2
故选:A.

点评 考查了万有引力公式及向心力基本公式的应用,当万有引力小于向心力时,做离心运动,当万有引力大于向心力时,做近心运动.

练习册系列答案
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科目:高中物理 来源: 题型:解答题

15.有一根细而均匀的中空柱状导电材料样品如图a所示,截面为同心圆环如图b所示,在样品两端面上有焊接良好的引出导线.样品长约5cm,教师用多用电表的欧姆挡预测电阻时,选择开关置于“×10”倍率挡,其示数如图c所示,已知这种材料的电阻率为ρ,因该样品的内径太小,无法直接用长度测量工具测量.现提供下列实验器材:
A.20等分刻度的游标卡尺
B.螺旋测微器
C.电流表A1(量程为50mA,内阻r1=1000Ω)
D.电流表A2(量程为3A,内阻r2约为0.1Ω)
E.电压表V1(量程为3V,内阻r3约为10KΩ)
F.电压表V2(量程为15V,内阻r4约为90KΩ)
G.滑动变阻器R(0~10Ω,额定电流2A)
H.直流电源E(电动势12V,内阻r约1Ω)
I.导电材料样品Rx(长约5cm,电阻约为图c测量值)
J.开关一只,导线若干.

不使用多用电表读数情况下,请根据上述实验器材设计一个尽可能精确的测量该样品内径d的实验方案,并回答问题:
①教师用多用电表预测的电阻值如图c所示,约为180Ω
②用游标卡尺测得该样品的长度如图d所示,其示数L=50.35mm;用螺旋测微器测得该样品的外径如图e所示,其示数D=3.206mm.
③请选择合适的仪器,在如图f虚框内画出实验电路图,并在图中标出所选器材的符号.
④用ρ、L、D和测得量的符号来表示样品的内径d=$\sqrt{{D}^{2}-\frac{4ρIL}{πU}}$,I为电流表读数、U为伏特表读数.

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16.如图所示,在地面附近,坐标系xOy在竖直平面内的空间中存在着沿水平方向垂直纸面向里的匀强磁场,磁感应强度为B,在x<0的空间内还有沿x轴负方向的匀强电场,场强大小为E.一个带正电的油滴经图中x轴上的M点,始终沿着与水平方向成θ=30°角的斜向下做直线运动,进入x>0区域.要使油滴进入x>0的区域后能在竖直平面内做匀速圆周运动,需要在x>0区域加一个匀强电场E′.若带电油滴做匀速圆周运动通过x轴上的N点,且MO=NO,g取l0m/s2.求:
(1)油滴运动速度大小;
(2)在x>0空间内所加电场强度大小和方向;
(3)油滴从x轴上的M点开始运动到达N点所用的时间.

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13.如图所示为某同学在做“研究匀变速直线运动”的实验中,由打点计时器得到反映小车运动过程的一条清晰纸带,图上所标的点为计数点,每两个计数点间还有4个打点(图中未画出),测得OA=7.05cm、AB=7.68cm、BC=8.33cm、CD=8.95cm、DE=9.61cm、EF=10.26cm,所用交流电频率为50Hz,则相邻计数点之间的时间间隔T=0.10s,打点计时器打A点时小车的速度是0.74m/s,小车运动的加速度大小是0.64m/s2(计算结果保留两位有效数字).

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20.如图所示,粗糙水平地面上有一压缩并锁定的弹簧,弹簧左端固定于竖直墙壁上,右端与一质量为m=0.1kg的小物块A(可视为质点)接触但不连接,光滑的固定圆周轨道MP与地面相切于M点,P点为轨道的最高点.现解除弹簧锁定,弹簧将小物块A推出,A沿粗糙水平地面运动,之后沿圆周轨道运动并恰能通过P点.已知A与地面间的动摩擦因数为μ=0.25,最初A与M点的距离L=2m,圆周轨道半径R=0.4m,g取10m/s2,空气阻力不计.求:
(1)小滑块到达P 点时的速度大小;
(2)弹簧弹力对滑块所做的功.

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10.用图甲、乙两个电路分别测一个电压表的内电阻.部分备选器材数据如下:
待测电压表V,量程3V,内阻约为1KΩ;
电源电动势为5V,
电流表A1,量程10mA,内阻未知,
电流表A2,量程0.6A,内阻未知,
定值电阻R1=100Ω,R2=500Ω,R3=1000Ω;
滑动变阻器R4=10Ω,R5=1000Ω,

(1)采用图甲电路,从下面所列步骤中选出合理的步骤,按顺序排列为bedc.
a.将变阻器滑动触头移到b端,闭合电键;
b.将变阻器滑动触头移到a端,闭合电键;
c.保持滑动变阻器阻值不变,调电阻箱阻值使电压表指针偏转满刻度一半,同时记下电阻箱阻值为R0
d.调滑动变阻器使电压表指针偏转满刻度;
e.将电阻箱阻值调到零;
按上述步骤得出电压表内电阻的测量值等于R0,为减小误差,滑动变阻器应选R4
(2)采用图乙电路,要求两表示数适当,能尽量多取数据,电流表应选A1,定值电阻R应选R2.按所测U、I值画出U-I图线,得出图线斜率为k,用斜率k和定值电阻R表示,测得电压表内阻为$\frac{kR}{R-k}$.
(3)采用乙电路的实验,请按乙电路将如图丙实验器材连成实验电路.

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17.P、Q为介质中的两个质点,一列简谐横波沿x轴正方向由P传到Q,图甲为该列简谐横波某一时刻的波形图,图乙为P、Q两质点的振动图象,则P、Q两质点平衡位置之间的距离可能是下列的哪些数值(  )
A.0.5mB.1.5 mC.2.5mD.3.5m

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14.很细的一束光沿AO方向入射到玻璃砖侧面上的O点,进入玻璃砖后分成I、II两束,部分光路如图所示.关于光束I、II,以下分析中正确的是(  )
A.光束I在玻璃中的折射率较大
B.光束I在玻璃中的传播速度较小
C.逐渐增大入射角i,光束II在玻璃砖的上表面先发生全反射
D.如果光束I能使某金属发生光电效应,那么光束Ⅱ也一定能使这种金属发生光电效应

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3.图示是质谱仪的工作原理示意图,带电粒子被加速电场加速后,进入速度选择器.速度选择器内相互正交的匀强磁场和匀强电场的强度分别为B和E.平板S上有可让粒子通过的狭缝P和记录粒子位置的胶片A1A2.其中OP与平板平行.平板S下方有磁感应强度大小为B0的匀强磁场.不计带电粒子所受的重力,下列表述正确的是(  )
A.质谱仪是分析同位素的重要工具
B.速度选择器中的磁场方向垂直纸面向外
C.能通过狭缝P的带电粒子的速率等于$\frac{E}{B}$
D.粒子打在胶片上的位置越靠近狭缝P,粒子的比荷越小

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