20.2014年3月8日凌晨馬航客機(jī)失聯(lián)后,西安衛(wèi)星測(cè)控中心緊急調(diào)動(dòng)海洋、風(fēng)云、高分、遙感4個(gè)型號(hào)近10顆衛(wèi)星,為地面搜救提供技術(shù)支持.特別是“高分一號(hào)”突破了空間分辨率、多光譜與大覆蓋面積相結(jié)合的大量關(guān)鍵技術(shù).如圖為“高分一號(hào)”與北斗導(dǎo)航系統(tǒng)兩顆衛(wèi)星在空中某一面內(nèi)運(yùn)動(dòng)的示意圖.“北斗”系統(tǒng)中兩顆衛(wèi)星“G1”和“G3”以及“高分一號(hào)”均可認(rèn)為繞地心O做勻速圓周運(yùn)動(dòng).衛(wèi)星“G1”和“G3”的軌道半徑為r,某時(shí)刻兩顆工作衛(wèi)星分別位于軌道上的A、B兩位置,“高分一號(hào)”在C位置.若衛(wèi)星均順時(shí)針運(yùn)行,地球表面處的重力加速度為g,地球半徑為R,不計(jì)衛(wèi)星間的相互作用力.則下列說(shuō)法正確的是( 。
A.衛(wèi)星“G1”和“G3”的加速度大小相等且為g
B.如果調(diào)動(dòng)“高分一號(hào)”衛(wèi)星快速到達(dá)B位置的下方,必須對(duì)其加速
C.衛(wèi)星“G1”由位置A運(yùn)動(dòng)到位置B所需的時(shí)間為$\frac{πr}{3R}\sqrt{\frac{r}{g}}$
D.“高分一號(hào)”所在高度處的加速度大于地面處的重力加速度

分析 根據(jù)萬(wàn)有引力提供向心力和萬(wàn)有引力等于重力求出衛(wèi)星的加速度大小.
“高分一號(hào)”衛(wèi)星速度增大,萬(wàn)有引力不夠提供向心力,做離心運(yùn)動(dòng),軌道半徑變大,速度變小,路程變長(zhǎng),運(yùn)動(dòng)時(shí)間變長(zhǎng).
根據(jù)萬(wàn)有引力提供向心力求出衛(wèi)星的角速度,然后通過(guò)轉(zhuǎn)過(guò)的角度求出時(shí)間.
根據(jù)萬(wàn)有引力等于重力得出重力加速度與軌道半徑的關(guān)系,從而比較大小.

解答 解:A、根據(jù)萬(wàn)有引力提供向心力$G\frac{Mm}{{r}^{2}}=ma$得,a=$\frac{GM}{{r}^{2}}$,而GM=gR2,所以衛(wèi)星的加速度a=$\frac{g{R}^{2}}{r}$,故A錯(cuò)誤.
B、“高分一號(hào)”衛(wèi)星加速,將做離心運(yùn)動(dòng),軌道半徑變大,速度變小,路程變長(zhǎng),運(yùn)動(dòng)時(shí)間變長(zhǎng),故如果調(diào)動(dòng)“高分一號(hào)”衛(wèi)星快速到達(dá)B位置的下方,必須對(duì)其減速,故B錯(cuò)誤.
C、根據(jù)萬(wàn)有引力提供向心力$G\frac{Mm}{{r}^{2}}=mr{ω}^{2}$,解得$ω=\sqrt{\frac{GM}{{r}^{3}}}$,衛(wèi)星“G1”由位置A運(yùn)動(dòng)到位置B所需的時(shí)間為t=$\frac{\frac{π}{3}}{ω}=\frac{πr}{3R}\sqrt{\frac{r}{g}}$,故C正確.
D、根據(jù)$g=\frac{GM}{{r}^{2}}$知,“高分一號(hào)”所在高度處的加速度小于地面處的重力加速度,故D錯(cuò)誤.
故選:C.

點(diǎn)評(píng) 解決本題的關(guān)鍵掌握萬(wàn)有引力提供向心力和萬(wàn)有引力等于重力這兩個(gè)重要理論,并能靈活運(yùn)用,難度中等.在本題中,學(xué)生容易在B選項(xiàng)中出錯(cuò),認(rèn)為加速可以會(huì)到達(dá)B位置的正下方,沒(méi)有注意到加速后軌道半徑變大,速度變小,運(yùn)動(dòng)時(shí)間變長(zhǎng).

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

10.如圖所示的A、B為兩塊相同的木塊,C為一放置于兩木塊上的木板,在拉力F作用下三者相對(duì)靜止一起沿水平面向右勻速運(yùn)動(dòng),下列說(shuō)法中正確的是( 。
A.水平面可能是光滑平面
B.A、C間的摩擦力大于B、C間的摩擦力
C.C、B間的動(dòng)摩擦因數(shù)大于B與水平面的動(dòng)摩擦因數(shù)
D.C由慣性維持勻速,故C與A、B間均無(wú)摩擦力

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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:選擇題

11.在豎直向上的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中放置載有相同電流的三根導(dǎo)線,如圖所示,導(dǎo)線aa′水平放置并且長(zhǎng)為L(zhǎng);導(dǎo)線bb′長(zhǎng)為2L且與水平方向成60°角;直角折導(dǎo)線cOc′中Oc=Oc′=$\frac{{\sqrt{2}}}{2}$L,c、c′在同一水平面;假如它們所受安培力分別為F1、F2、F3,不計(jì)通電導(dǎo)線間的相互作用力,則它們的大小關(guān)系為(  )
A.F1<F2<F3B.F1>F2>F3
C.F1<F2,無(wú)法判斷F3的大小D.F1=F2=F3

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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:選擇題

8.質(zhì)量為0.5kg的物體從10m高下落,下落1s時(shí)刻重力的瞬時(shí)功率是(取g=10m/s2)( 。
A.59WB.50WC.40WD.45W

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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:選擇題

15.如圖所示的電路中,電源電壓u=311sin(100πt)V,A、B間接有“220V,440W”的電暖寶、“220V,220W”的抽油煙機(jī)、交流電壓表及保險(xiǎn)絲,下列說(shuō)法正確的是( 。
A.交流電壓表的示數(shù)為311 V
B.電路要正常工作,保險(xiǎn)絲的額定電流至少為3$\sqrt{2}$ A
C.電暖寶發(fā)熱的功率是抽油煙機(jī)發(fā)熱功率的2倍
D.抽油煙機(jī)1 min消耗的電能為1.32×104 J

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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:選擇題

5.關(guān)于磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度,以下說(shuō)法正確的是(  )
A.垂直于磁場(chǎng)放置的通電導(dǎo)線的受力方向就是磁感應(yīng)強(qiáng)度的方向
B.若一電流元在某一區(qū)域不受磁場(chǎng)力,則表明該區(qū)域磁感應(yīng)強(qiáng)度一定為零
C.磁感應(yīng)強(qiáng)度是反應(yīng)磁場(chǎng)本身性質(zhì)的物理量,與放入其中的電流或小磁針無(wú)關(guān)
D.當(dāng)一長(zhǎng)度為L(zhǎng)的電流I在磁場(chǎng)中某一位置所受磁場(chǎng)力為F,就可以利用公式B=$\frac{F}{IL}$求出磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小

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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:多選題

12.如圖所示,C為兩極板水平放置的平行板電容器,懸浮在電容器間的帶電塵埃在A點(diǎn)恰好處于靜止?fàn)顟B(tài),上極板與一靈敏靜電計(jì)相接,下極板接地.閉合開(kāi)關(guān)S后,以下說(shuō)法正確的是(  )
A.A點(diǎn)電勢(shì)增大B.帶電塵埃向下運(yùn)動(dòng)
C.電容器所帶電荷量增大D.靈敏靜電計(jì)指針張角變小

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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:解答題

9.如圖所示,正方形區(qū)域abcd邊長(zhǎng)L=8cm,內(nèi)有平行于ab方向指向bc邊的勻強(qiáng)電場(chǎng),場(chǎng)強(qiáng)E=3750V/m,一帶正電的粒子電量q=10-10C,質(zhì)量m=10-20kg,沿電場(chǎng)中心線RO飛入電場(chǎng),初速度v0=2×106m/s,粒子飛出電場(chǎng)后經(jīng)過(guò)界面cd、PS間的無(wú)電場(chǎng)區(qū)域后,進(jìn)入固定在O點(diǎn)的點(diǎn)電荷Q形成的電場(chǎng)區(qū)域,一進(jìn)入該區(qū)域即開(kāi)始做勻速圓周運(yùn)動(dòng)(設(shè)點(diǎn)電荷左側(cè)的電場(chǎng)分布以界面PS為界限,且不受PS影響).已知cd、PS相距12cm,粒子穿過(guò)PS最后垂直打在放置于中心線上的熒光屏MN上.(靜電力常數(shù)k=9×109Nm2/C2,不計(jì)粒子所受重力)試求:

(1)粒子穿過(guò)界面PS時(shí)的速度大小與方向;
(2)點(diǎn)電荷Q的電性及電量大。

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科目:高中物理 來(lái)源: 題型:選擇題

10.甲、乙兩物體做平拋運(yùn)動(dòng)的初速度之比為3:1,若它們的水平射程相等,則它們拋出點(diǎn)離地面的高度之比為( 。
A.1:9B.9:1C.3:1D.1:$\sqrt{3}$

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