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(12分)如图所示,宇航员从空间站C(绕地球运行)上释放了一颗质量m的探测卫星P...

(12分)如图所示,宇航员从空间站C(绕地球运行)上释放了一颗质量m的探测卫星P 。该卫星通过一条柔软的细轻绳与空间站连接,稳定时卫星始终在空间站的正下方,到空间站的距离为l 。已知空间站的轨道为圆形,周期为T,地球半径为R,地球同步卫星到地面的高度为H0,地球自转周期为T0,万有引力常量为G,忽略卫星拉力对空间站轨道的影响,求:

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(1)空间站离地面的高度H及卫星离地面的高度h;

(2)卫星所受轻绳拉力的大小。

 

(1);(2) 【解析】 试题分析:(1)设空间站离地面的高度为H, 因为同步卫星的周期和地球自转周期相同,根据开普勒第三定律以及题意有:           ① ( 2分) 即:                ② ( 2分) 卫星的高度: h =      ③ ( 2分) (2)卫星在细绳的拉力 F 和地球引力作用下跟随空间站一起绕地球作周期为 T 的圆周运动,有:       ④ ( 2分) 式中 M为地球质量.空间站在地球引力作用下绕地球作周期为 T 的圆周运动 故有:        ⑤ ( 2分) 式中m’为空间站的质量.由④、⑤两式得:        ⑥ ( 2分) 考点:万有引力定律及应用
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考点分析:
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(12分)如图所示,在竖直平面内的轨道,AB段粗糙且绝缘,BC段为半径为R的光滑绝缘圆弧轨道,半径OC竖直。圆心O点处有一带电量为Q的正点电荷。一个质量为m带电量为满分5 manfen5.com(q>0)的小球自A点由静止开始下滑,小球沿轨道到达最高点C时恰好对轨道没有压力,小球经过B点时无机械能损失,已知A离地面高度 H=2.5R,AO间距离L=3R,重力加速度为g,静电力常量为k,求:

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(1)小球到达C点时速度大小;

(2)小球到达B点时动能大小;

(3)摩擦力对小球做的功(提示:取无穷远处电势为零,离点电荷Q距离为r处的电势为φ=kQ/r )。

 

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(10分)一位同学玩飞镖游戏,已知飞镖距圆盘为L,且对准圆盘上边缘的A点水平抛出,初速度为v0 ,飞镖抛出的同时,圆盘以垂直盘面且过盘心O点的水平轴匀速转动。若飞镖恰好击中A点,空气阻力忽略不计,重力加速度为g,求:

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(1)飞镖打中A点所需的时间;

(2)圆盘的半径r;

(3)圆盘转动角速度的可能值。

 

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(8分)某兴趣小组为了测量一待测电阻满分5 manfen5.com的阻值,首先用多用电表粗测出它的阻值,然后再用其他方法更精确地测量。实验室里准备了以下器材:

A.多用电表

B.电压表满分5 manfen5.com,量程15V,内阻约20满分5 manfen5.com

C.电流表满分5 manfen5.com,量程0.6A,内阻满分5 manfen5.com约1满分5 manfen5.com

D.电流表满分5 manfen5.com,量程1.2mA,内阻满分5 manfen5.com

E.滑动变阻器满分5 manfen5.com,最大阻值5满分5 manfen5.com

F.滑动变阻器满分5 manfen5.com,最大阻值50满分5 manfen5.com 

G.电阻箱满分5 manfen5.com,阻值满分5 manfen5.com

另有电源(电动势约满分5 manfen5.com)、导线、开关等

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(1)①在用多用电表粗测电阻时,该兴趣小组首先选用“满分5 manfen5.com”欧姆挡,其阻值如图甲中指针所示,为了减小多用电表的读数误差,多用电表的选择开关应换用       欧姆挡;

②按正确的操作程序再一次用多用电表测量该待测电阻的阻值时,其阻值如图乙中指针所示,则满分5 manfen5.com阻值大约是           满分5 manfen5.com

(2)①在用某种测量方法精确测量该电阻的阻值时,要求待测电阻的电压从零开始可以连续调节,测量时两电表指针偏转均超过其量程的一半。则在上述器材中,除了电源、导线、开关外还应选用的器材是          (填器材前面的字母序号);

②在虚线框内画出用此方法测量该电阻阻值时的实验电路图。

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(8分)为测定木块与桌面之间的动摩擦因数,小亮设计了如图1所示的装置进行实验。实验中,当木块A位于水平桌面上的O点时,重物B刚好接触地面。将A拉到P点,待B稳定后静止释放,B着的后速度立即减为零,A最终滑到Q点。分别测量OP、OQ的长度h和s,测得A、B的质量分别为m、M 。改变h,重复上述实验,分别记录几组实验数据。

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(1)请根据下表的实验数据作出s-h关系的图象。

h(cm)

20.0

30.0

40.0

50.0

60.0

s(cm)

19.5

28.5

39.0

48.0

56.5

(2)木块与桌面之间的动摩擦因数μ=               。(用被测物理量的字母表示)

(3)若实验测得A、B的质量分别为m=0.40kg、M=0.50kg.根据图2所示的s-h图象可计算出A木块与桌面间的动摩擦因数μ=         (结果保留一位有效数字)。

(4)实验中,滑轮轴的摩擦会导致的测量结果        (选填“偏大”或“偏小”)。

 

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一圆弧形的槽,槽底放在水平地面上,槽的两侧与光滑斜坡aa′、bb′相切,相切处a、b位于同一水平面内,槽与斜坡在竖直平面内的截面如图所示。一小物块从斜坡aa′上距水平面ab的高度为2h处沿斜坡自由滑下,并自a处进入槽内,到达b后沿斜坡bb′向上滑行,已知到达的最高处距水平面ab 的高度为h;接着小物块沿斜坡bb′滑下并从b处进入槽内反向运动,若不考虑空气阻力,则(    )

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A.小物块再运动到a处时速度变为零

B.小物块每次经过圆弧槽最低点时对槽的压力不同

C.小物块不仅能再运动到a处,还能沿斜坡aa′向上滑行,上升的最大高度为h

D.小物块不仅能再运动到a处,还能沿斜坡aa′向上滑行,上升的最大高度小于h

 

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