【题目】有a、b、c、d四颗地球卫星,a还未发射,在地球赤道上随地球表面一起转动,b处于地面附近近地轨道上正常运动,c是地球同步卫星,d是高空探测卫星,各卫星排列位置如图所示。则下列说法不正确的是( )
A.a的向心加速度等于重力加速度g
B.c在4h内转过的圆心角是
C.b在相同时间内转过的弧长最长
D.d的运动周期有可能是23h
【答案】ABD
【解析】
A.地球同步卫星的周期c必须与地球自转周期相同,角速度相同,则知a与c的角速度相同,根据a=ω2r知,c的向心加速度大。由,得
,卫星的轨道半径越大,向心加速度越小,则同步卫星c的向心加速度小于b的向心加速度,而b的向心加速度约为g,故知a的向心加速度小于重力加速度g。故A错误;
B.c是地球同步卫星,周期是24h,则c在4h内转过的圆心角是.故B错误;
C.由,解得
,可知,卫星的轨道半径越大,速度越小,
,又a和c的角速度相同,
可知
,所以b的速度最大,在相同时间内转过的弧长最长。故C正确;
D.由开普勒第三定律知,卫星的轨道半径越大,周期越大,所以d的运动周期大于c的周期24h。故D错误;
本题选错误的,故选ABD.
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【题目】一列简谐横波沿x轴传播。如图1所示为简谐横波在时的波形图,如图2所示为平衡位置在x=25m处质点的振动图像,则下列说法正确的是( )
A. 波沿x轴负方向传播
B. 波的传播速度为
C. t=0时刻,质点P的速度沿y轴正方向
D. P、Q两质点的振动方向总是相反
E. 从t=0时刻开始,质点P比质点Q早回到平衡位置
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【题目】如图所示,ABC为等腰棱镜,OO’是棱镜的对称轴,a、b两束不同频率的单色光垂直AB边射入棱镜,两束光在AB面上的入射点到D点的距离相等,两束光折射后相交于图中的P点,下列判断正确的是
A.在同一介质中,a光光速大于b光光速
B.若从同一介质射入真空,发生全反射时a光的临界角比b光大
C.用同一双缝干涉实验装置观察,a光的干涉条纹间距小于b光的干涉条纹间距
D.在真空中,a光波长大于b光波长
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【题目】如图所示,运动员把质量为m的足球从水平地面踢出,足球在空中达到的最高点高度为h,在最高点时的速度为v,不计空气阻力,重力加速度为g.下列说法正确的是( )
A. 运动员踢球时对足球做功mv2
B. 足球上升过程重力做功mgh
C. 运动员踢球时对足球做功mgh+mv2
D. 足球上升过程克服重力做功mgh+mv2
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【题目】如图所示,牛顿在思考万有引力定律时就曾设想,把物体从高山上O点以不同速度水平抛出,速度一次比一次大,落地点也就一次比一次远。不考虑大气阻力。以下说法正确的是
A. 落到A点的物体做的是平抛运动
B. 以小于7.9km/s的速度抛出的物体可沿着圆轨道B运动
C. 以大于7.9km/s、小于11.2km/s的速度抛出的物体有可能沿椭圆轨道C运动
D. 以大于11.2km/s、小于16.7 km/s的速度抛出的物体有可能沿椭圆轨道C运动
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【题目】两间距为L=1m的平行直导轨与水平面间的夹角为=37° ,导轨处在垂直导轨平面向下、 磁感应强度大小B=2T的匀强磁场中.金属棒P垂直地放在导轨上,且通过质量不计的绝缘细绳跨过如图所示的定滑轮悬吊一重物(重物的质量m0未知),将重物由静止释放,经过一 段时间,将另一根完全相同的金属棒Q垂直放在导轨上,重物立即向下做匀速直线运动,金 属棒Q恰好处于静止状态.己知两金属棒的质量均为m=lkg、电阻均为R=lΩ,假设重物始终没有落在水平面上,且金属棒与导轨接触良好,一切摩擦均可忽略,重力加速度g=l0m/s2,sin 37°=0.6,cos37°=0.8.求:
(1)金属棒Q放上后,金属棒户的速度v的大小;
(2)金属棒Q放上导轨之前,重物下降的加速度a的大小(结果保留两位有效数字);
(3)若平行直导轨足够长,金属棒Q放上后,重物每下降h=lm时,Q棒产生的焦耳热.
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【题目】现在科学技术研究中常要用到高速电子,电子感应加速器就是利用感生电场使电子加速的设备.它的基本原理如图甲所示,上、下为两个电磁铁,磁极之间有一个环形真空室,电子在真空室内做圆周运动.电磁铁线圈电流的大方向可以变化,在两极间产生一个变化的磁场,这个变化的磁场又在真空室内激发感生电场,其电场线是在同一平面内的一系列同心圆,产 生的感生电场使电子加速.图甲中上部分为侧视图、下部分为俯视图.如果从上往下看,电子沿逆时针方向运动。己知电子质量为m、电荷量为e,初速度为零,电子圆形轨道的半径为R.穿过电子圆形轨道面积的磁通量随时间t的变化关系如图乙所示,在t0时刻后,电子轨道处的磁感应强度为B0,电子加速过程中忽略相对论效应.
(1)求在t0时刻后,电子运动的速度大小;
(2)求电子在整个加速过程中运动的圈数;
(3)为了约束加速电子在同一轨道上做圆周运动,电子感应加速器还需要加上“轨道约束”磁场,其原理如图丙所示.两个同心圆,内圆半径为R,内圆内有均匀的“加速磁场” B1,方向垂直纸面向外.另外在两圆面之间有垂直纸面向外的“轨道约束”磁场B2,B2之值恰好使电子在二圆之间贴近内圆面在;B2磁场中做逆时针的圆周运动(圆心为0,半径为R)。现使B1随时间均匀变化,变化率=k (常数)为了使电子保持在同一半径R上做圆周运动,求磁场B2的变化率
。
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【题目】如图半径为l=0.5m的圆形金属导轨固定在水平面上,一根长也为l=0.5m,电阻R=1Ω的金属棒ab一端与导轨接触良好,另一端固定在圆心处的导电转轴上,由电动机A带动以角速度
旋转,在金属导轨区域内存在垂直于导轨平面,大小为B1=0.6T、方向竖直向下的匀强磁场。另有一质量为m=0.1kg、电阻R=1Ω的金属棒cd搁置在等高的挡条上,并与固定在竖直平面内的两直导轨保持良好接触,导轨间距也为l=0.5m,两直导轨上端接有阻值R=1Ω的电阻,在竖直导轨间的区域存在大小B2=1T,方向垂直导轨平面的匀强磁场。接通开关S后,棒对挡条的压力恰好为零。不计摩擦阻力和导轨电阻。
(1)指出磁场B2方向
(2)求金属棒ab旋转角速度大小
(3)断开开关S后撤去挡条,棒开始下滑,假设导轨足够长,棒下落过程中始终与导轨垂直,且与导轨接触良好,从金属棒cd开始下落到刚好达到最大速度的过程中,电阻R上产生的焦耳热Q=0.6 J,求这一过程金属棒下落的高度。
(4)从金属杆开始下落到刚好达到最大速度的过程中,通过金属杆的电荷量q。
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【题目】2019年5月17日,中国在西昌卫星发射中心用长征三号丙运载火衛,成功发射了第四十五颗北斗导航卫星。该卫星发射过程为:先将卫星发射至近地圆轨道1上,然后在P处变轨到桶圆轨道2上,最后由轨道2在Q处变轨进入同步卫星轨道3,轨道1,2相切于P点,轨道2、3相切于Q点。忽略卫星质量的变化,则该卫星
A. 在轨道3上的运行周期为24h
B. 在轨道3上的运行速率大于7.9km/s
C. 在轨道3上经过Q点的向心加速度大于在轨道2上经过Q点的向心加速度
D. 在轨道2上由P点向Q点运动的过程中,地球引力对卫星做负功,卫星的动能减少
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