【題目】設(shè)想在地球赤道平面內(nèi)有一垂直于地面的輕質(zhì)電梯，電梯的頂端可超過地球同步衛(wèi)星的高度R（從地心算起）延伸到太空深處，利用這種太空電梯可以低成本發(fā)射及回收人造地球衛(wèi)星，如圖所示。發(fā)射方法是將衛(wèi)星通過太空電梯勻速提升到相應(yīng)高度，然后啟動(dòng)推進(jìn)裝置將衛(wèi)星從太空電梯發(fā)射出去。假設(shè)在某次發(fā)射時(shí)，衛(wèi)星在太空電梯中極其緩慢地上升，上升到某一高度時(shí)意外地和電梯脫離，關(guān)于脫離后衛(wèi)星的運(yùn)動(dòng)以下說法正確的是（ ）

A. 若在0.80R處脫離，衛(wèi)星將沿直線落向地球

B. 若在0.80R處脫離，衛(wèi)星沿曲線軌道靠近地球

C. 若在R處脫離，衛(wèi)星將沿直線落向地球

D. 若在1.5R處脫離，衛(wèi)星將沿曲線軌道靠近地球

【答案】B

【解析】試題分析：由于“電梯”也圍繞地球做圓周運(yùn)動(dòng)，故電梯上脫落的物體相對(duì)于地球速度不為0，故不會(huì)沿直線落向地球，若剛好在R處脫落則衛(wèi)星恰好為同步衛(wèi)星，繞地球做圓周運(yùn)動(dòng)而相對(duì)于電梯靜止，其它位移脫落根據(jù)萬有引力和向心力的大小關(guān)系進(jìn)行分析即可．

由題意知，電梯和同步衛(wèi)星繞地球做圓周運(yùn)動(dòng)，在同步衛(wèi)星處剛好滿足萬有引力提供圓周運(yùn)動(dòng)向心力，整個(gè)電梯轉(zhuǎn)動(dòng)的角速度相同，在半徑小于R的位置萬有引力大于同步衛(wèi)星處的引力，而向心力小于同步衛(wèi)星處的向心力，故在距離小于R的位置脫落，衛(wèi)星滿足萬有引力＞在該處圓周運(yùn)動(dòng)的向心力，故衛(wèi)星要做近心運(yùn)動(dòng)，沿曲線落向地球，故A錯(cuò)誤，B正確；當(dāng)衛(wèi)星恰好在R處脫落時(shí)，因?yàn)橥叫l(wèi)星軌道上恰好滿足萬有引力提供圓周運(yùn)動(dòng)向心力，則該衛(wèi)星將成為地球同步衛(wèi)星，即相對(duì)于地球位置不變，故衛(wèi)星將相對(duì)于太空電梯靜止，則地球提供的萬有引力小于在該處圓周運(yùn)動(dòng)的向心力，將遠(yuǎn)離地心，故CD錯(cuò)誤．

練習(xí)冊系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】如圖所示，在以O1點(diǎn)為圓心、r=0.20m為半徑的圓形區(qū)域內(nèi)，存在著方向垂直紙面向里，磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B=1.0×10—3的勻強(qiáng)磁場（圖中未畫出）。圓的左端跟y軸相切于直角坐標(biāo)系原點(diǎn)O,右端與一個(gè)足夠大的熒光屏MN相切于x軸上的A點(diǎn)，粒子源中，有帶正電的粒子（比荷為）不斷地由靜止進(jìn)入電壓U=800V的加速電場.經(jīng)加速后，沿x軸正方向從坐標(biāo)原點(diǎn)O射入磁場區(qū)域，粒子重力不計(jì)。

(1)求粒子在磁場中做圓周運(yùn)動(dòng)的半徑、速度偏離原來方向的夾角的正切值。

(2)以過坐標(biāo)原點(diǎn)O并垂直于紙面的直線為軸，將該圓形磁場逆時(shí)針緩慢旋轉(zhuǎn)90°，求在此過程中打在熒光屏MN上的粒子到A點(diǎn)的最遠(yuǎn)距離。

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】飛行時(shí)間質(zhì)譜儀可以對(duì)氣體分子進(jìn)行分析。飛行時(shí)間質(zhì)譜儀主要由脈沖閥、激光器、加速電場、偏轉(zhuǎn)電場和探測器組成，探測器可以在軌道上移動(dòng)以捕獲和觀察帶電粒子。整個(gè)裝置處于真空狀態(tài)。加速電場和偏轉(zhuǎn)電場電壓可以調(diào)節(jié)，只要測量出帶電粒子的飛行時(shí)間，即可以測量出其比荷。如圖所示，脈沖閥P噴出微量氣體，經(jīng)激光照射產(chǎn)生不同價(jià)位的離子，自a板小孔進(jìn)入a、b間的加速電場，從b板小孔射出，沿中線方向進(jìn)入M、N板間的偏轉(zhuǎn)控制區(qū)，到達(dá)探測器。已知加速電場ab板間距為d，偏轉(zhuǎn)電場極板M、N的長度為L1，寬度為L2。不計(jì)離子重力及進(jìn)入a板時(shí)的初速度。

（1）設(shè)離子的比荷為k（k=q/m），當(dāng)a、b間的加速電壓為U1，在M、N間加上適當(dāng)?shù)碾妷篣2，試求離子進(jìn)入偏轉(zhuǎn)電場時(shí)的初速度v；以及探測器偏離開中線的距離y。

（2）當(dāng)a、b間的電壓為U1時(shí)，在M、N間加上適當(dāng)?shù)碾妷篣2，離子從脈沖閥P噴出到到達(dá)探測器的全部飛行時(shí)間為t。請(qǐng)推導(dǎo)出離子比荷k的表達(dá)式。

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】如圖1所示，水平放置的平行金屬板A、B間距為d=20 cm，板長L=30 cm，在金屬板的左端豎直放置一帶有小孔的擋板，小孔恰好位于A、B中間，距金屬板右端x=15 cm處豎直放置一足夠大的熒光屏�，F(xiàn)在A、B板間加如圖2所示的方波形周期電壓，有大量質(zhì)量m=1.0×10–7 kg、電荷量q=2.0×10–2 C的帶正電粒子以平行于金屬板的速度v0=1.0×104 m/s持續(xù)射向擋板。已知U0=1.0×102 V，粒子重力不計(jì)。求：

（1）粒子在電場中的運(yùn)動(dòng)時(shí)間；

（2）t=0時(shí)刻進(jìn)入的粒子離開電場時(shí)在豎直方向的位移；

（3）撤去擋板后熒光屏上的光帶寬度。

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】如圖所示，絕緣水平面上固定一正點(diǎn)電荷Q，另一電荷量為－q、質(zhì)量為m的滑塊（可看作點(diǎn)電荷）從a點(diǎn)以初速度v0沿水平面向Q運(yùn)動(dòng)，到達(dá)b點(diǎn)時(shí)速度為零。已知a、b間距離為x，滑塊與水平面間的動(dòng)摩擦因數(shù)為μ，重力加速度為g。以下判斷正確的是（ ）

A. 滑塊在運(yùn)動(dòng)過程中所受Q的庫侖力有可能大于滑動(dòng)摩擦力

B. 滑塊在運(yùn)動(dòng)過程的中間時(shí)刻速率小于

C. 此過程中產(chǎn)生的內(nèi)能為

D. Q產(chǎn)生的電場中a、b兩點(diǎn)間的電勢差Uab＝

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】質(zhì)量分別為的甲、乙兩球，在離地相同高度處，同時(shí)由靜止開始下落，由于空氣阻力的作用，兩球到達(dá)地面前經(jīng)時(shí)間分別到達(dá)穩(wěn)定速度，已知空氣阻力大小f與小球的下落速率v成正比，即（k>0），且兩球的比例常數(shù)k完全相同，兩球下落的v-t關(guān)系如圖所示，下落說法正確的是

A.

B.

C. 釋放瞬間甲球的加速度較大

D. 時(shí)間內(nèi)兩球下落的高度相等

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】某實(shí)驗(yàn)探究小組為了測定滑動(dòng)變阻器上金屬絲的電阻率，除待測滑動(dòng)變阻器Rx(總阻值約25 Ω)外，在實(shí)驗(yàn)室還找到了下列器材．

A．學(xué)生電源：直流穩(wěn)壓(電壓6 V，額定電流0.6 A)

B．電流表A1(0～0.6 A～3 A，內(nèi)阻約1 Ω、0.5 Ω)

C．電流表A2(0～100 mA，內(nèi)阻約10 Ω)

D．電壓表V(0～3 V～15 V，內(nèi)阻約1 kΩ、3 kΩ)

E．螺旋測微器

F．電阻箱R1(0～999.9 Ω，1 A)

G．電阻箱R2(0～9 999 Ω，1 A)

H．單刀雙擲開關(guān)S一只

（1）選擇適當(dāng)?shù)钠鞑�，要求能較準(zhǔn)確地測出Rx和電流表內(nèi)阻RA的值，在虛線框內(nèi)已經(jīng)畫出設(shè)計(jì)好的電路圖，并標(biāo)明了所選器材代號(hào)，簡要說明電流表為什么選A2：_____________________________________________________

（2）根據(jù)給出的設(shè)計(jì)，簡要說明實(shí)驗(yàn)步驟，寫出Rx和電流表內(nèi)阻RA的表達(dá)式：

A．__________________________________________________________；

B．__________________________________________________________；

C．Rx＝________，RA＝________.

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】如圖所示，一彈丸從離地高度H=1．95m的A點(diǎn)以v0=8．0m/s的初速度水平射出，恰以平行于斜面的速度射入靜止在固定斜面頂端C處的一木塊中，并立即與木塊具有相同的速度（此速度大小為彈丸進(jìn)入木塊前一瞬間速度的）共同運(yùn)動(dòng)，在斜面下端有一垂直于斜面的擋板，木塊與它相碰沒有機(jī)械能損失，碰后恰能返回C點(diǎn)。已知斜面頂端C處離地高h=0．15m，（g=10m/s2）求：

（1）A點(diǎn)和C點(diǎn)間的水平距離？

（2）木塊與斜面間的動(dòng)摩擦因數(shù)μ？

（3）木塊從被彈丸擊中到再次回到C點(diǎn)的時(shí)間t ？（保留兩位有效數(shù)字，）

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科目：高中物理 來源： 題型：

【題目】真空室中有如圖甲所示的裝置，電極K持續(xù)發(fā)出的電子（初速度不計(jì)）經(jīng)過電場加速后，從小孔O沿水平放置的偏轉(zhuǎn)極板M、N的中心軸線射入。M、N板長均為L=0.20 m，間距為d=0.05 m，偏轉(zhuǎn)極板右邊緣到熒光屏P（足夠大）的距離為S=0.10 m。若加速電壓U1隨時(shí)間t變化的圖象如圖乙所示，電子加速時(shí)間極短，可認(rèn)為加速時(shí)電壓不變，不計(jì)電子重力。當(dāng)板間所加電壓為某一值時(shí)，電子打到熒光屏上只有一個(gè)點(diǎn)。求：

（1）U2的大小；

（2）看到屏幕上的該點(diǎn)距中心點(diǎn)O'的距離。

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同步練習(xí)冊答案