课时作业13
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课时作业13 酸碱中和滴定
1.在一支25.00 mL的酸式滴定管中盛入0.1 mol/L的HCl溶液,其液面恰好在5.00 mL的刻度处,若把滴定管中的溶液全部放入烧杯中,然后以0.1 mol/L的NaOH溶液进行中和,则所需NaOH溶液的体积( ) A.大于20 mL B.小于20 mL
C.等于20 mL D.等于5 mL
2.下列有关酸碱中和滴定的操作,会引起误差的是( )
A.酸碱中和滴定时,在锥形瓶中准确地加入一定体积的待测液和滴入2~3滴指示剂后,为了便于观察现象而加入了适量的蒸馏水B.酸碱中和滴定时,拿用蒸馏水洗净但未干燥的锥形瓶装待测液
C.酸碱中和滴定时,拿用蒸馏水洗净但留有水珠的滴定管直接装标准液
D.用NaOH标准溶液滴定未知浓度的稀盐酸时,选用酚酞作指示剂,实验时不小心多加入了一滴指示剂
3.关于下列各实验或装置的叙述中,不正确的是( )
A.①可用于测溶液pH
B.②是用酸性KMnO4溶液滴定Na2SO3溶液
C.③是滴定操作时手的操作
D.④中最后一滴NaOH标准液使溶液由无色变为红色,即达到滴定终
图变化趋势正确的是( )
5.用已知物质的量浓度的HCl溶液滴定未知浓度的NaOH溶液时,下
如图曲线a和b是盐酸与氢氧化钠溶液在常温下相互滴定的滴定曲线,
A.电离常数K(HX)=1.0×10-6
然后轻轻挤压玻璃珠使尖嘴部分充满碱液。
④在上述实验中,下列操作(其他操作正确)会造成测定结果偏高的有
________mL。
(4)某同学根据3次实验分别记录有关数据如下表:
(3)步骤②中在调节起始读数时,滴定管的尖嘴部分必须充满溶液,。
齐桓晋文之事(一)选择题指出下列句子中加点字字意与例句相同的一项( )。
1.例句:吾不忍其觳觫,若无罪而就.死地。
A.金就.砺则利B.然赢欲就.公子之名,故久立公子车骑市中。
C.就.能破之,尚不可有也。
D.自是指物作诗立就.。
2.例句:百姓皆以王为爱.也,臣固知王之不忍也。
A.吴广素爱.人,士卒多为用者。
B.父母之爱.子,则为之计深远。
C.向使三国各爱.其地,……。
D.齐国虽褊小,吾何爱.一牛?3.例句:天下欲疾.其君者,皆欲赴于王。
A.君有疾.在腠理,不治将恐深。
B.吾疾.贫富不均,今为汝均之。
C.顺风而呼,声非加疾.也,而闻者彰。
D.膑至,庞涓恐其贤于已,疾.之。
(二)判断正误1.《孟子》的《齐桓晋文之事》是孟子说服齐宣王施行保民的仁政的言论。
说明王天下的关键在于保民,保民的根源在于有不忍之心,不忍之心的作用在于推行仁政,推行仁政的具体措施在于制民之产。
( )2.先秦时代,“王道”与“霸道”是一对相辅相成的概念。
王道是儒家提出的以仁义治天下的政治主张。
霸道指君主凭借武力、刑法、权势等进行统治。
( )3.“挟太山以超北海”中“超”字的意思与“左右免胄而下,超乘者三百乘”中的“超”意思不同。
( )4.“欲辟土地,朝秦楚,莅中国而抚四夷也。
”中的“中国”一词属古今异义中的词义缩小。
( )5.孟子散文的特点是气势充沛,感情强烈,笔调锋芒,富于鼓动性,有纵横家,雄辩家的气概,充分反映了战国时代尖锐激烈的阶级斗争。
( )(三)填空题1.是故明君制民之产,必使仰,俯;,;然后,。
2.五亩之宅,,;,,;百亩之田,,;谨,申,。
老者,黎民,然而不王者,未之有也。
(四)课内阅读(甲)戴盈之曰:“什一,去关市之征,今兹未能;请轻之,以待来年然后已。
何如?”孟子曰:“今有人日攘其邻之鸡者,或告之曰:‘是非君子之道。
’曰:‘请损之,月攘一鸡,以待来年然后已!如知其非义,斯速已矣,何待来年?”(乙)“无恒产而有恒心者,惟士为能;若民,则无恒产,因无恒心。
贺新郎一、语言运用1.依次填入下列各句横线处的词语,最恰当的一组是( )①随着经济社会的迅速发展,当地的人们渐渐地把________转向了文化事业上,从而大大促进了旅游业的发展。
②尽管德国方面出面证实了西班牙黄瓜的“清白”,但自德国肠道疾病疫情________以来,西班牙蔬菜种植业蒙受了巨大损失。
③最新一项研究表明:手机已经成为大众生活的重要部分,每位智能手机用户平均每天________手机34次,频率有时高达10分钟1次。
A.视线暴发查看B.视线爆发查看C.视野爆发察看D.视野暴发察看2.依次填入下列各句横线处的成语,最恰当的一组是( )①针对周边事务,土耳其很多时候都不再________,其在诸如调停伊朗核问题、打击“伊斯兰国”(ISIS)上的“暧昧”态度更是被外界视为“不是合格北约成员”。
②靳文生深谙艺术贵在创新,不重复自己,也不________,以自己的收藏又走出根、石、翰墨天人合一之途,另辟“组合展览”新形式,令人击掌称绝。
③毋庸置疑,现实工作中的一些不良风气,比如说讲排场、比阔气、报喜不报忧等问题,往往是________、投其所好的结果,根子就出在领导干部身上。
A.上行下效亦步亦趋步人后尘B.亦步亦趋上行下效步人后尘C.亦步亦趋步人后尘上行下效D.步人后尘上行下效亦步亦趋3.下列各句中,有语病的一项是( )A.《贺新郎》,词牌名之一。
此调始见苏轼词,原名《贺新凉》,因词中有“乳燕飞华屋,悄无人,桐阴转午,晚凉新浴”句得名。
B.在毛泽东逝世后出版的多种版本的《毛泽东诗词》中,《贺新郎》毫无例外地排列于卷首,由此可见它在毛泽东诗词中的重要地位。
C.他诗才横溢,是毋庸置疑的。
他的诗词,在正式发表前,都曾经过反复的修改、推敲。
D.《贺新郎》赠别的是夫人杨开慧。
这首词体现了一个革命家的浪漫情怀,其中的婉约风格是毛泽东诗词中少见的。
4.根据所给情景,以“菊花”为描写对象,写一段话。
要求:①语言优美,有文采。
有无相生一、夯基训练1.对下列加点词的解释,不正确的一项是( )A.音声相和.和:应和B.故有道者不处.处:处于、居于C.企.者不立企:踮着脚跟D.自是者不彰.彰:表彰2.下列句中不含通假字的一项是( )A.其脆易泮B.死而不亡者寿C.自见者不明D.知人者智,自知者明3.下列句中加点词的意义与现代汉语相同的一项是( )A.企者不立,跨者不行..者有志.. B.强行C.其死也枯槁.... D.自矜者不长4.下列句中加点词语的活用类型,与其他三项不同的一项是( )(导学号50730032)A.是以圣人犹难.之B.非能水.也,而绝江河C.为无为,事.无事D.环.而攻之而不胜5.下列句子的句式类型,不同于其他三项的一项是( )A.图难于其易B.知人者智,自知者明C.为之于未有D.合抱之木,生于毫末二、课内阅读阅读下面的文字,完成6-8题。
其安易持.,其未兆易谋,其脆易泮,其微易散。
为之于未有,治之.于未乱。
合抱之.木,生于毫末。
九层之台,起于累.土。
千里之行,始于足下。
民之.从事,常于几成而败之。
慎终如始,则无败事。
(《老子》第六十四章)人之.生也柔弱,其死也坚强..。
草木之生也柔脆,其死也枯槁。
故坚强者死之徒.,柔弱者生之徒。
是以兵强则灭,木强则折。
强大处下,柔弱处上。
(《老子》第七十六章)6.对下列句中加点词语的解释,不正确的一项是( )A.其安易持.持:持守B.九层之台,起于累.土累:积累C.其死也坚强..坚强:僵硬D.故坚强者死之徒.徒:同类的(事物)7.下列各句中加点词语与例句相同的一项是( )例句:人之.生也柔弱A.治之.于未乱B.合抱之.木,生于毫末C.民之.从事,常于几成而败之D.蚓无爪牙之.利8.将材料中画横线的句子翻译成现代汉语。
(1)民之从事,常于几成而败之。
慎终如始,则无败事。
(2)是以兵强则灭,木强则折。
强大处下,柔弱处上。
三、延伸阅读阅读下面的文言文,完成9-10题。
曲则..全,枉则直,洼则盈,敝.则新,少则得,多则惑。
章末检测(时间:90分钟满分:100分)一、选择题(共10小题,每小题4分,共40分。
1~6题为单项选择题,7~10题为多项选择题。
)1.下列关于机械能守恒的说法中正确的是()A.做匀速运动的物体,其机械能一定守恒B.物体只受重力,机械能才守恒C.做匀速圆周运动的物体,其机械能一定守恒D.除重力做功外,其他力不做功,物体的机械能一定守恒解析匀速运动所受合力为零,但除重力外可能有其他力做功,如斜面上的物体在阻力作用下匀速向下运动,其机械能减少了,A错误;物体除受重力或弹力也可受其他力,只要其他力不做功或做功的代数和为零,机械能也守恒,B错误;做匀速圆周运动物体的动能不变,但势能可能变化,故C错误;由机械能守恒条件知,D正确。
答案D2.如图1所示,某人用力F将物体沿斜面向下拉,拉力大小等于摩擦力,则下列说法正确的是()图1A.物体做匀速运动B.合力对物体做功等于零C.物体的机械能保持不变D.物体的机械能减小解析物体在沿斜面方向上除受拉力F和摩擦力F f外,还有重力沿斜面方向的分力,拉力大小等于摩擦力,方向相反,因此物体不可能做匀速运动,且合力对物体做功不为零。
物体在运动过程中,合力做的功等于重力做的功,机械能守恒。
答案 C3.如图2甲所示,静置于光滑水平面上坐标原点处的小物块,在水平拉力F 作用下,沿x 轴方向运动,拉力F 随物块所在位置坐标x 的变化关系如图乙所示,图线为半圆。
则小物块运动到x 0处时F 做的总功为( )图2A.0B.12F m x 0C.π4F m x 0D.π4x 20解析 F 为变力,但F -x 图象包围的面积在数值上表示拉力做的总功。
由于图线为半圆,又因在数值上F m =12x 0,故W =12πF 2m =12π·F m ·12x 0=π4F m x 0。
答案 C4.一质点做速度逐渐增大的匀加速直线运动,在时间间隔t 内位移为s ,动能变为原来的9倍。
课时作业(十三)[全员参与·基础练]1.下列现象中,哪些物体受到了滑动摩擦力的作用()A.同学们在操场的跑道上跑步熬炼身体时的脚B.同学们在饮水机上接水时手拿着的水杯C.渐渐行驶在校内内的汽车的轮胎D.同学们考试过程中写字时的钢笔笔尖【解析】A、B、C选项中,两个物体的接触面没有发生相对运动,物体所受的摩擦力属于静摩擦力;D选项中,钢笔笔尖在写字过程中相对纸面滑动,受到的摩擦力为滑动摩擦力.【答案】 D2.关于物体受静摩擦力的叙述中,正确的是()A.静摩擦力的方向不肯定与物体运动方向相反B.静摩擦力的方向不行能与物体运动方向相同C.静摩擦力的方向可能与物体相对运动趋势的方向垂直D.静止物体所受静摩擦力肯定为零【解析】静摩擦力的方向与物体间相对运动趋势的方向相反,与运动方向之间没有关系,既可以相同,可以相反,也可以有任意夹角,但肯定与相对运动趋势方向相反,故A对,B、C 错;静止物体可以受到静摩擦力的作用,比如用力推桌子而桌子没动,说明有静摩擦力平衡了推力,D错.【答案】 A3.下列关于摩擦力的说法中正确的是()A.物体在运动时才受到摩擦力B.摩擦力的方向肯定与物体的运动方向相反C.摩擦力总是成对地消灭D.摩擦力的大小总是与正压力的大小成正比【解析】放在水平地面上的物体,受水平拉力作用处于静止状态时,物体就受到了静摩擦力作用,所以A错误;摩擦力的方向肯定与物体的相对运动方向相反,可以与运动方向相同,B错误;摩擦力是相互接触物体间的相互作用,肯定是成对消灭的,C正确;静摩擦力的大小与正压力的大小之间没有正比关系,D错误.【答案】 C4.(多选)有三个相同的物体叠放在一起,置于粗糙水平地面上,物体之间不光滑,如图3-3-11所示.现用一水平力F作用在乙物体上,物体仍保持静止,下列说法正确的是()图3-3-11A.丙受到地面的摩擦力大小为F,方向水平向左B.甲受到水平向右的摩擦力作用C.乙对丙的摩擦力大小为F,方向水平向右D.丙对乙的摩擦力大小为F,方向水平向右【解析】对于选项A,以甲、乙、丙三者整体为争辩对象,此整体在水平方向上受平衡力的作用,因此丙受到地面的摩擦力大小等于拉力F,方向水平向左,选项A正确;对于选项B,以甲为争辩对象,甲不受摩擦力,选项B错误;对于选项C,乙对丙的摩擦力与丙对乙的摩擦力大小相等、方向相反,由此可知,乙对丙摩擦力的大小等于F,方向水平向右,故选项C 正确,选项D错误.【答案】AC5.(2022·武汉二中高一检测)如图3-3-12所示,用水平恒力F推放置在水平面上的物体m,物体保持静止,关于物体受力状况的说法正确的是()图3-3-12A.推力小于物体所受摩擦力B.物体所受摩擦力的方向与推力的方向相反C.物体所受摩擦力的大小可由F=μF N直接计算D.物体受到三个力的作用【解析】由于物体保持静止,由二力平衡知,推力大小等于物体所受摩擦力,物体所受摩擦力的方向与推力的方向相反,A错,B对.物体所受摩擦力不是滑动摩擦力,大小不能由F =μF N计算,C错.物体受到重力、支持力、摩擦力和推力四个力的作用,D错.【答案】 B6.如图3-3-13所示,在水平放置的传送带上放有一物体,当皮带不动时,要使物体向右匀速运动,作用在物体上的水平拉力为F1;当皮带向左运动时,要使物体仍向右匀速运动,作用在物体上的水平拉力为F2,则()图3-3-13A.F1=F2B.F1>F2C.F1<F2D.以上三种状况都有可能【解析】两种状况下,物体相对于传送带均向右匀速运动,物体均受传送带向左的滑动摩擦力,滑动摩擦力大小均为f=μmg,依据二力平衡条件得F1=F2=f=μmg,故正确选项为A.【答案】 A7.(2021·万州高一检测)如图3-3-14所示,水平传送带上放一物体,当传送带向右以速度v匀速传动时,物体在轻弹簧水平拉力的作用下处于静止状态,此时弹簧的伸长量为Δx;当传送带向右的速度变为2v时,物体处于静止状态时弹簧的伸长量为Δx′.则关于弹簧前、后的伸长量,下列说法中正确的是()图3-3-14A.弹簧伸长量将减小,即Δx′<ΔxB.弹簧伸长量将增加,即Δx′>ΔxC.弹簧伸长量不变,即Δx′=ΔxD.无法比较Δx和Δx′的大小【解析】两种状况下m相对于传送带均向左匀速运动,m均受传送带向右的滑动摩擦力,其大小均为f=μmg,依据二力平衡的条件F1=F2=f=μmg,又F1=F2,即kΔx=kΔx′,故Δx′=Δx,正确的选项为C.【答案】 C8.用劲度系数k=490 N/m的弹簧沿水平方向拉一木板,在水平桌面上做匀速直线运动,弹簧的长度为12 cm,若在木板上放一质量为5 kg的物体,仍用原弹簧沿水平方向匀速拉动木板,弹簧的长度变为14 cm,试求木板与水平桌面间的动摩擦因数μ.(g取9.8 N/kg) 【解析】设木板质量为m,弹簧原长为L0,由题意知k(L1-L0)=μmg,①k(L2-L0)=μ(m+Δm)g,②解得①②两式得μ=(l2-l2)kΔmg代入数据μ=0.02×4905×9.8=0.2.【答案】0.2[超越自我·提升练]9.(多选)(2022·福州一中高一检测)如图3-3-15所示,A叠放在B上,B放在斜面上,A、B均处于静止状态,下列叙述正确的是()图3-3-15A.B相对A与B相对斜面的运动趋势相同B.B相对A的运动趋势方向沿斜面对上C.A相对B的运动趋势方向沿斜面对上D.B相对斜面的运动趋势方向沿斜面对下【解析】对A分析,假设A、B间光滑,则A相对B向下运动,故A相对B的运动趋势沿斜面对下,由相对运动知,B相对A的运动趋势沿斜面对上,假设B与斜面间光滑,则B相对斜面对下滑动,故B相对斜面的运动趋势沿斜面对下,所以B、D正确.【答案】BD10.木板甲、乙分别重50 N和60 N,它们与水平地面之间的动摩擦因数均为0.25.夹在甲、乙之间的轻弹簧被压缩了2 cm,弹簧的劲度系数为400 N/m.系统置于水平地面上静止不动.现将F=1 N的水平拉力作用在木块乙上,如图3-3-16所示,力F作用后()图3-3-16A.木块甲所受摩擦力大小是12.5 NB.木块甲所受摩擦力大小是11.5 NC.木块乙所受摩擦力大小是9 ND.木块乙所受摩擦力大小是7 N【解析】由题意可得木块乙受到的最大静摩擦力F max=μF N=0.25×60 N=15 N,弹簧的弹力F弹=kx=400×0.02 N=8 N,木块乙受到向右的力F弹+F=9 N<F max,故木块乙仍静止.由平衡条件可得木块乙受到向左的摩擦力F f乙=F弹+F=9 N,故C正确,D错误;木块甲受到的最大静摩擦力F max′=μF N'=0.25×50 N=12.5 N,弹簧的弹力F弹=8 N<F max',故甲仍静止,受到向右的摩擦力F f甲=F弹=8 N,故A、B错误.【答案】 C11.如图3-3-17所示,在粗糙水平面上有两个质量分别为m1、m2的木块1和2,中间用一原长为L、劲度系数为k的轻弹簧连接起来,木块与地面间动摩擦因数为μ,现用一水平力向右拉木块2,当两木块一起匀速运动时两木块之间的距离是多少?图3-3-17【解析】以木块1为争辩对象,它所受到的摩擦力为F=μF N=μm1g,依据二力平衡条件,弹簧弹力T=F=μm1g,而依据胡克定律T=k(d-L)所以两木块之间的距离d=μm1gk+L.【答案】μm1gk+L12.(2022·衡水高一检测)如图3-3-18所示,在水平桌面上放一个重G A=20 N的木块,木块与桌面间的动摩擦因数为0.14,使这个木块沿桌面做匀速运动时的水平拉力F为多少?假如再在木块A上加一块重为G B=10 N的木块B,B与A之间的动摩擦因数为0.2,那么当A、B 两木块一起沿桌面匀速滑动时,对木块A的水平拉力应为多少?此时木块B受到木块A的摩擦力多大?图3-3-18【解析】未放上木块B时,F N=G A=20 N,桌面对A的摩擦力为F f1=μF N=μA G A=0.4×20 N=8 N依据二力平衡条件,拉力F=F f1=8 N加上木块B后,F′N=G A+G B=20 N+10 N=30 N,桌面对A的摩擦力为:F′f1=μA F′N=μA(G A+G B)=0.4×30 N=12 N,故拉力F′=F′f1=12 N由于A、B两木块间无相对运动,所以A、B两木块间不产生摩擦力,即B受到的摩擦力F f2=0.【答案】8 N12 N0。
当仁,不让于师一、语基落实1.下列加点字的注音全都正确的一项是( )A.论.语(lùn)诋.毁(dǐ)绥.之斯来(suí)B.喟.然(kuì)弦.歌(xuán)诲.人不倦(huì)C.莞.尔(wǎn)饥馑.(jǐn)偃.仰啸歌(yǎn)D.恸.哭(tònɡ)户牖.(yǒu)千乘.之国(chéng)2.对下列句子中加点词的解释,正确的一项是( )A.仰之弥高,钻.之弥坚钻:钻研。
无以为..也!仲尼不可毁也以为:认为。
B.昔者偃也闻诸.夫子曰诸:诸位,各位。
小人..学道则易使小人:地位低的人。
C.予所否者,天厌.之厌:满足。
夫子循循然...善诱人循循然:一步一步有次序地。
D.噫!天丧.予丧:使……丧。
如其礼乐,以俟君子..君子:德行高的人。
3.下列词类活用现象不同于其他三项的一项是( )A.犹天之不可阶.而升也B.博.我以文C.如会同,端.章甫D.风.乎舞雩4.下列句子与例句句式相同的一项是( )例句:其何伤于日月乎A.吾无行而不与二三子者,是丘也B.加之以师旅,因之以饥馑C.贤哉,回也D.亡之,命矣夫二、阅读理解(一)阅读下面的文字,完成5-9题。
子路、曾皙、冉有、公西华侍坐。
子曰:“以吾一日长乎尔,毋吾以也。
居则曰:‘不吾知也!’如或知尔,则何以哉?”子路率尔而对曰:“千乘之国,摄.乎大国之间,加之以师旅,因之以饥馑;由也为之,比及三年,可使有勇,且知方也。
”夫子哂之。
“求,尔何如?”对曰:“方六七十,如.五六十,求也为之,比及三年,可使足民。
如其礼乐,以俟君子。
”“赤,尔何如?”对曰:“非曰能之,愿学焉。
宗庙之事,如会.同,端章甫,愿为小相焉。
”“点,尔何如?”鼓瑟希,铿尔,舍瑟而作,对曰:“异乎三子者之撰.。
”子曰:“何伤.乎?亦各言其志也。
”曰:“莫春者,春服既成,冠者五六人,童子六七人,浴乎沂,风乎舞雩,咏而归。
”夫子喟然叹曰:“吾与.点也!”三子者出,曾皙后。
课时作业13 基本不等式的实际应用基础强化1.在欧几里得之后,获得与均值不等式等价结果的数学家是芝诺多鲁斯,他写了一本名为《论等周图形》的书,专门研究等周问题,在书中他给了这样一个命题:“在边数相同、周长相等的所有多边形中,等边且等角的多边形的面积最大.”由此可知,若一个矩形的长为a ,宽为b ,则与这个矩形周长相等的所有四边形中,面积最大值为( )A .⎝⎛⎭⎫a +b 2 2B .a 2C .b 2D .ab2.某商场春节前t 天年糕销售总量f (t )=t 2+12t +16(0<t ≤30),则该商场前t 天的年糕平均销售量最少为( )A .18B .27C .20D .163.某公司计划建造一间体积为600 m 3的长方体实验室,该实验室高为3 m ,地面每平方米的造价为120元,天花板每平方米的造价为240元,四面墙壁每平方米的造价为160元,则该实验室造价的最小值约为(参考数据:2 ≈)( )万元 B .万元C .万元D .万元4.校庆当天,学校需要用围栏围起一个面积为225平方米的矩形(小矩形)场地用来展示校友的书画作品.它的左、右两侧都留有宽为2米的自由活动区域,顶部和底部都留有宽为2米的自由活动区域,则整个书画展区域(大矩形)面积的最小值是( )A .360平方米B .384平方米C .361平方米D .400平方米5.(多选)某公司一年购买某种货物800吨,现分次购买,设每次购买x 吨,运费为8万元/次.已知一年的总存储费用为4x 万元,要使一年的总运费与总存储费用之和y 最小,则下列说法正确的是( )A .当x =40时,y 取得最小值B .当x =45时,y 取得最小值C .y min =320D .y min =3606.(多选)十六世纪中叶,英国数学家雷科德在《砺智石》一书中首先把“=”作为等号使用,后来英国数学家哈利奥特首次使用“<”和“>”符号,并逐步被数学界接受,不等号的引入对不等式的发展影响深远.若a >0,b >0,a +b =2,则( )A .0<a ≤1B .0<ab ≤1C .a 2+b 2≥2D .0<b <27.已知某产品总成本C (单位:元)与年产量Q (单位:件)之间的关系为C =40Q 2+16 000.设年产量为Q 时的平均成本为f (Q )(单位:元/件),那么f (Q )的最小值是________.8.已知直角三角形的面积等于50 cm 2,则该三角形的周长的最小值为________ cm. 9.如图,欲在山林一侧建一矩形苗圃,苗圃左侧为林地,三面通道与苗圃之间由栅栏隔开.(1)若苗圃面积为1 250 m 2,求栅栏总长的最小值;(2)若栅栏总长为200 m ,如何设计可使苗圃面积最大?10.如图,长为6米,宽为4米的长方形(ABCD )草坪,截去一个三角形(DEF )区域,得到一个五边形(ABCFE )区域.设DE =a 米,DF =b 米.(1)用a ,b 表示△DEF 的周长L ,并写出a ,b 的取值范围;(2)当△DEF 的周长L =4+22 米时,求五边形ABCFE 的面积S 的最小值,并求此时a ,b 的值. 能力提升11.今有一台坏天平,两臂长不等,其余均精确,有人要用它称物体的质量,他将物体放在左右托盘各称一次,记两次称量结果分别为a ,b ,设物体的真实质量为G ,则( )A .a +b 2 =GB .a +b 2<G C .a +b 2>G D .ab <G 12.为净化水质,向一个游泳池加入某种化学药品,加药后水池中该药品的浓度C (单位:mg/L)随时间t (单位:h)的变化关系为C =30t t 2+9,则当水池中药品的浓度达到最大时,t =( )h B .3 h C .5 h D .6 h13.白菜价格不稳定,假设第一周、第二周的白菜价格分别为a 元/斤、b 元/斤(a ≠b ),甲和乙购买白菜的方式不同,甲每周购买20元钱的白菜,乙每周购买6斤白菜,甲、乙两次平均单价分别记为m 1,m 2,则下列结论正确的是( )A .m 1=m 2B .m 1>m 2C .m 2>m 1D .m 1,m 2的大小无法确定14.(多选)《九章算术》是中国传统数学重要的著作之一,其中记载:“今有邑,东西七里,南北九里,各中开门,出东门一十五里有木,问出南门几何步而见木?”.若一小城,如图所示,出东门1 200步有树,出南门750步恰能见到此树(注:1里≈300步),则该小城的周长可能为( )A .410 里B .610 里C .910 里D .1010 里15.一批货物随17列货车从A 市以v km/h 匀速直达B 市,已知两地铁路线长400 km ,为了安全,两列货车间距离不得小于(v 20)2 km ,那么这批物资全部运到B 市,最快需要________小时,(不计货车的车身长),此时货车的速度是________ km/h.16.为宣传2023年杭州亚运会,某公益广告公司拟在一张矩形海报纸(记为矩形ABCD ,如图)上设计四个等高的宣传栏(栏面分别为两个等腰三角形和两个全等的直角三角形且GH =2EF ),宣传栏(图中阴影部分)的面积之和为36 000 cm 2.为了美观,要求海报上所有水平方向和竖直方向的留空宽度均为10 cm ,设EF =x cm.(1)当x =100 cm 时,求海报纸的面积;(2)为节约成本,应如何选择海报纸的尺寸,可使用纸量最少(即矩形ABCD 的面积最小)?。
§13.3 数学归纳法一、选择题1.用数学归纳法证明2n >n 2(n ≥5,n ∈N *),第一步应验证( )A .n =4B .n =5C .n =6D .n =72.用数学归纳法证明12+22+…+(n -1)2+n 2+(n -1)2+…+22+12=n (2n 2+1)3时,由n =k 的假设到证明n =k +1时,等式左边应添加的式子是( )A .(k +1)2+2k 2B .(k +1)2+k 2C .(k +1)2D. 13(k +1)[2(k +1)2+1] 3.用数学归纳法证明“n 3+(n +1)3+(n +2)3(n ∈N *)能被9整除”,利用归纳法假设证明n =k +1时,只需展开( )A .(k +3)3B .(k +2)3C .(k +1)3D .(k +1)3+(k +2)34.已知f (n )=(2n +7)·3n +9,存在自然数m ,使得对任意n ∈N *,都能使m 整除f (n ),则最大的m 的值为( )A .30B .26C .36D .65.用数学归纳法证明n +(n +1)+(n +2)+…+(3n -2)=(2n -1)2(n ∈N *)时,若记f (n )=n +(n +1)+(n +2)+…+(3n -2),则f (k +1)-f (k )等于( )A .3k -1B .3k +1C .8kD .9k6.平面内有n 条直线,最多可将平面分成f (n )个区域,则f (n )的表达式为 ( )A .n +1B .2n C. n 2+n +22 D .n 2+n +17.古希腊毕达哥拉斯学派的数学家研究过各种多边形数.如三角形数1,3,6,10,第n 个三角形数为n (n +1)2=12n 2+12n .记第n 个k 边形数为N (n ,k )(k ≥3),以下列出了部分k 边形数中第n 个数的表达式:三角形数N (n,3)=12n 2+12n ; 正方形数N (n,4)=n 2;五边形数N (n,5)=32n 2-12n ; 六边形数N (n,6)=2n 2-n .可以推测N (n ,k )的表达式,由此计算N (10,24)=( )A .500B .1000C .1500D .20008.若数列{a n }满足a n +5a n +1=36n +18,n ∈N *,且a 1=4,猜想其通项公式为( )A .3n +1B .4nC .5n -1D .6n -2二、填空题9.设S n =1+12+13+14+…+12n ,则S n +1-S n =______. 10.蜜蜂被认为是自然界中最杰出的建筑师,单个蜂巢可以近似地看作是一个正六边形,下图为一组蜂巢的截面图.其中第一个图有1个蜂巢,第二个图有7个蜂巢,第三个图有19个蜂巢,按此规律,以f (n )表示第n 个图的蜂巢总数,则用n 表示的f (n )=________.11.设数列{a n }的前n 项和为S n ,且对任意的自然数n 都有(S n -1)2=a n S n ,通过计算S 1,S 2,S 3,猜想S n =______.12.观察下列等式:13=12,13+23=32,13+23+33=62,13+23+33+43=102,…,根据上述规律,第n 个等式为________.三、解答题13.设等差数列{a n }的公差d >0,且a 1>0,记T n =1a 1a 2+1a 2a 3+…+1a n a n +1. (1)用a 1,d 分别表示T 1,T 2,T 3,并猜想T n ;(2)用数学归纳法证明你的猜想.14.在数列{a n }中,a n =cos π3×2n -2(n ∈N *). (1)试将a n +1表示为a n 的函数关系式;(2)若数列{b n}满足b n=1-2n·n!(n∈N*),猜想a n与b n的大小关系,并证明你的结论.15.已知等差数列{a n}的公差d大于0,且a2,a5是方程x2-12x+27=0的两根,数列{b n}的前n项和为T n且T n=1-1 2b n.(1)求数列{a n},{b n}的通项公式;(2)设数列{a n}的前n项和为S n,试比较1b n与S n+1的大小,并说明理由.16.函数f(x)=x2-2x-3.定义数列{x n}如下:x1=2,x n+1是过两点P(4,5),Q n(x n,f(x n))的直线PQ n与x轴交点的横坐标.(1)证明:2≤x n<x n+1<3;(2)求数列{x n}的通项公式.参考答案一、选择题1.【答案】B【解析】根据数学归纳法的步骤,首先要验证n取第一个值时命题成立,又n≥5,故第一步证n=5.故选B.2.【答案】 B【解析】 由n =k 到n =k +1时,左边增加(k +1)2+k 2.故选B.3.【答案】 A【解析】 假设n =k 时,原式k 3+(k +1)3+(k +2)3能被9整除,当n =k +1时,(k +1)3+(k +2)3+(k +3)3为了能用上面的归纳假设,只须将(k +3)3展开,让其出现k 3即可.故选A.4.【答案】 C【解析】 ∵f (1)=36,f (2)=108=3×36,f (3)=360=10×36,∴f (1),f (2),f (3)都能被36整除,猜想f (n )能被36整除.证明如下:当n =1,2时,由以上得证.假设当n =k (k ≥2)时,f (k )=(2k +7)·3k +9能被36整除,则当n =k +1时,f (k +1)-f (k )=(2k +9)·3k +1-(2k +7)·3k =(6k +27)·3k -(2k +7)·3k =(4k +20)·3k =36(k +5)·3k -2(k ≥2),∴f (k +1)能被36整除.∵f (1)不能被大于36的数整除,∴所求最大的m 的值为36.5.【答案】 C【解析】 因为f (k )=k +(k +1)+(k +2)+…+(3k -2),f (k +1)=(k +1)+(k +2)+…+(3k -2)+(3k -1)+(3k )+(3k +1),则f (k +1)-f (k )=3k -1+3k +3k +1-k =8k .故选C.6.【答案】 C【解析】 1条直线将平面分成1+1个区域;2条直线最多可将平面分成1+(1+2)=4个区域;3条直线最多可将平面分成1+(1+2+3)=7个区域;……;n 条直线最多可将平面分成1+(1+2+3+…+n )=1+n (n +1)2=n 2+n +22个区域.故选C. 7.【答案】 B【解析】 由已知得,N (n,3)=12n 2+12n =3-22n 2+4-32n ,N (n,4)=n 2=4-22n 2+4-42n ,N (n,5)=32n 2-12n =5-22n 2+4-52n ,N (n,6)=2n 2-n =6-22n 2+4-62n ,根据归纳推理可得,N (n ,k )=k -22n 2+4-k 2n .所以N (10,24)=24-22×102+4-242×10=1100-100=1000,故【答案】为1000.选B.8.【答案】 D【解析】 由a 1=4求得a 2=10,a 3=16,经检验a n =6n -2.故选D.二、填空题9.【答案】 12n +1+12n +2+12n +3+…+12n +2n 【解析】 S n +1=1+12+13+14+…+12n +1 S n +1-S n =12n +1+12n +2+12n +3+…+12n +2n. 10.【答案】 3n 2-3n +1【解析】 由于f (2)-f (1)=7-1=6,f (3)-f (2)=19-7=2×6,推测当n ≥2时,有f (n )-f (n -1)=6(n -1),所以f (n )=[f (n )-f (n -1)]+[f (n -1)-f (n -2)]+[f (n -2)-f (n -3)]+…+[f (2)-f (1)]+f (1)=6[(n -1)+(n -2)+…+2+1]+1=3n 2-3n +1.又f (1)=1=3×12-3×1+1,∴f (n )=3n 2-3n +1.11.【答案】 n n +1【解析】 由(S 1-1)2=S 21,得S 1=12; 由(S 2-1)2=(S 2-S 1)S 2,得S 2=23; 由(S 3-1)2=(S 3-S 2)S 3,得S 3=34. 猜想S n =n n +1. 12.【答案】 13+23+33+…+n 3=⎣⎡⎦⎤n (n +1)22【解析】 由第一个等式13=12,得13=(1+0)2;第二个等式13+23=32,得13+23=(1+2)2;第三个等式13+23+33=62,得13+23+33=(1+2+3)2;第四个等式13+23+33+43=102,得13+23+33+43=(1+2+3+4)2,由此可猜想第n 个等式为13+23+33+43+…+n 3=(1+2+3+…+n )2=⎣⎡⎦⎤n (n +1)22.三、解答题13.(1)解:T 1=1a 1a 2=1a 1(a 1+d ); T 2=1a 1a 2+1a 2a 3=1d ⎝⎛⎭⎫1a 1-1a 2+1d ⎝⎛⎭⎫1a 2-1a 3=1d ⎝⎛⎭⎫1a 1-1a 3=2a 1a 3=2a 1(a 1+2d ); T 3=1a 1a 2+1a 2a 3+1a 3a 4=1d ⎝⎛⎭⎫1a 1-1a 2+1d ⎝⎛⎭⎫1a 2-1a 3+1d ⎝⎛⎭⎫1a 3-1a 4=1d ⎝⎛⎭⎫1a 1-1a 4=3a 1a 4=3a 1(a 1+3d ); 由此可猜想T n =n a 1(a 1+nd ). (2)证明:①当n =1时,T 1=1a 1(a 1+d ),结论成立, ②假设当n =k 时(k ∈N *)时结论成立,即T k =k a 1(a 1+kd ), 则当n =k +1时,T k +1=T k +1a k +1a k +2 =k a 1(a 1+kd )+1(a 1+kd )[a 1+(k +1)d ]=k [a 1+(k +1)d ]+a 1a 1(a 1+kd )[a 1+(k +1)d ]=(a 1+kd )(k +1)a 1(a 1+kd )[a 1+(k +1)d ]=k +1a 1[a 1+(k +1)d ]. 即n =k +1时,结论成立.由①②可知,T n =1a 1(a 1+nd )对于一切n ∈N *恒成立. 14.解:(1)a n =cos π3×2n -2=cos 2π3×2n -1=2⎝⎛⎭⎫cos π3×2n -12-1, ∴a n =2a 2n +1-1, ∴a n +1=± a n +12, 又n ∈N *,n +1≥2,a n +1>0,∴a n +1=a n +12. (2)当n =1时,a 1=-12,b 1=1-2=-1,∴a 1>b 1, 当n =2时,a 2=12,b 2=1-12=12,∴a 2=b 2, 当n =3时,a 3=32,b 3=1-19=89,∴a 3<b 3. 猜想:当n ≥3时,a n <b n ,下面用数学归纳法证明:①当n =3时,由上知,a 3<b 3,结论成立.②假设n =k ,k ≥3,n ∈N *时,a k <b k 成立,即a k <1-2k ·k !, 则当n =k +1,a k +1=a k +12< 2-2k ·k !2 =1-1k ·k !,b k +1=1-2(k +1)·(k +1)!, 要证a k +1<b k +1,即证明⎝⎛⎭⎪⎫1-1k ·k !2<⎝⎛⎭⎫1-2(k +1)·(k +1)!2, 即证明1-1k ·k !<1-4(k +1)·(k +1)!+⎣⎡⎦⎤2(k +1)·(k +1)!2, 即证明1k ·k !-4(k +1)·(k +1)!+⎣⎡⎦⎤2(k +1)·(k +1)!2>0,即证明 (k -1)2k (k +1)·(k +1)!+⎣⎡⎦⎤2(k +1)·(k +1)!2>0,显然成立. ∴n =k +1时,结论也成立.综合①②可知:当n ≥3时,a n <b n 成立.综上可得,当n =1时,a 1>b 1;当n =2时,a 2=b 2; 当n ≥3,n ∈N *时,a n <b n .15.解:(1)设a n 的首项为a 1,∵a 2,a 5是方程x 2-12x +27=0的两根,∴⎩⎪⎨⎪⎧ a 2+a 5=12,a 2·a 5=27,解得⎩⎪⎨⎪⎧a 1=1,d =2, ∴a n =2n -1.∵n =1时,b 1=T 1=1-12b 1,∴b 1=23. n ≥2时,T n =1-12b n ①,T n -1=1-12b n -1②, ①-②得b n =13b n -1数列是等比数列. ∴b n =23·⎝⎛⎭⎫13n -1=23n . (2)S n =1+(2n -1)2n =n 2,S n +1=(n +1)2, 以下比较1b n与S n +1的大小: 当n =1时,1b 1=32,S 2=4,1b 1<S 2, 当n =2时,1b 2=92,S 3=9,1b 2<S 3, 当n =3时,1b 3=272,S 4=16,1b 3<S 4, 当n =4时,1b 4=812,S 5=25,1b 4>S 5, 猜想:n ≥4时,1b n>S n +1. 下面用数学归纳法证明:①当n =4时,已证.②假设当n =k (k ∈N *,k ≥4)时,1b k>S k +1, 即3k 2>(k +1)2,那么,n =k +1时,1b k +1=3k +12=3·3k 2>3(k +1)2=3k 2+6k +3 =(k 2+4k +4)+2k 2+2k -1>[(k +1)+1]2=S (k +1)+1.综合①②,当n ≥4时,1b n>S n +1. 16.(1)证明:用数学归纳法证明2≤x n <x n +1<3.①当n =1时,x 1=2,直线PQ 1的方程为y -5=f (2)-52-4(x -4), 令y =0,解得x 2=114,所以2≤x 1<x 2<3. ②假设当n =k 时,结论成立,即2≤x k <x k +1<3. 直线PQ k +1的方程为y -5=f (x k +1)-5x k +1-4(x -4), 令y =0,解得x k +2=3+4x k +12+x k +1. 由归纳假设知x k +2=3+4x k +12+x k +1=4-52+x k +1<4-52+3=3,x k +2-x k +1=(3-x k +1)(1+x k +1)2+x k +1>0,即x k +1<x k +2.所以2≤x k +1<x k +2<3,即当n =k +1时,结论也成立. 由①②知对任意的正整数n,2≤x n <x n +1<3.(2)解:由(1)及题意得x n +1=3+4x n 2+x n. 设b n =x n -3,则1b n +1=5b n +1,即1b n +1+14=5⎝⎛⎭⎫1b n +14, 所以数列⎩⎨⎧⎭⎬⎫1b n +14是首项为-34,公比为5的等比数列,因此1b n +14=-34·5n -1, 即b n =-43·5n -1+1. 故数列{x n }的通项公式为x n =3-43·5n -1+1.。
课时作业(十三)(分钟:45分钟满分:100分)一、选择题(每小题7分,共70分)1.(2011·佛山质检)下列说法中正确的是( )A.太空人受平衡力作用才能在太空舱中处于悬浮状态B.若卫星轨道越高,其绕地球运行的线速度越大C.地球球心与人造地球卫星的轨道必定在同一平面内D.牛顿发现无论是地面的物体,还是在天上的物体,都遵循万有引力定律[解析]太空人在太空舱中处于悬浮状态,是重力完全提供向心力,太空人处于完全失重状态,A错误;卫星绕地球运行时万有引力提供向心力,可得v=GMr,卫星轨道越高,其绕地球运行的线速度越小,且卫星轨道圆心即为地球球心,B错误,C正确;由万有引力定律可知D正确.[答案]CD2.(2011·大连测试)2010年10月1日我国成功发射“嫦娥二号”绕月卫星,绕月运行高度为100公里.2007年10月24日发射的“嫦娥一号”绕月运行高度为200公里,如图所示.“嫦娥二号”卫星与“嫦娥一号”卫星绕月运行相比,下列判断正确的是() A.周期小,线速度大B.周期大,加速度小C.线速度大,加速度小D.角速度大,线速度大[解析]多天体围绕同一中心天体做匀速圆周运动时,轨道半径越大,其线速度、角速度、向心加速度都越小,而周期越大,由于“嫦娥一号”卫星的轨道半径大于“嫦娥二号”的轨道半径,则A、D正确.[答案]AD3.(2011·江西重点中学联考)组成星球的物质是靠引力吸引在一起的,这样的星球有一个最大的自转速率,如果超过了该速率,星球的万有引力将不足以维持其赤道附近的物体做圆周运动,由此能得到半径为R、密度为ρ、质量为M且分布均匀的星球的最小自转周期T.下列表达式中正确的是()A.T=2πR3GM B.T=2π3R3GMC.T=πGρD.T=3πGρ[解析] 设星球半径为R 、密度为ρ、质量为M ,则由G Mm R 2=m (2πT )2R ,得T =2πR 3GM;再有ρ=M V =4π2R 3/GT 24πR 3/3=3πGT2,故AD 正确.[答案] AD4.(2012·唐山高三理综摸底)2011年8月26日消息,英国曼彻斯特大学的天文学家认为,他们已经在银河系里发现一颗由曾经的庞大恒星转变而成的体积较小的行星,这颗行星完全由钻石构成.若已知万有引力常量,还需知道哪些信息可以计算该行星的质量( )A .该行星表面的重力加速度及绕行星运行的卫星的轨道半径B .该行星的自转周期与星体的半径C .围绕该行星做圆周运动的卫星的公转周期及运行半径D .围绕该行星做圆周运动的卫星的公转周期及公转线速度[解析] 由万有引力定律和牛顿运动定律列出相应方程,已知围绕该行星做圆周运动的卫星的公转周期及运行半径,可解得该行星的质量表达式.若已知围绕该行星做圆周运动的卫星的公转周期及公转线速度,可得运行半径,所以选项CD 正确.[答案] CD5.(2010·山东理综)1970年4月24日,我国自行设计、制造的第一颗人造地球卫星“东方红一号”发射成功,开创了我国航天事业的新纪元. “东方红一号”的运行轨道为椭圆轨道,其近地点M 和远地点N 的高度分别为439 km 和2384 km ,则( )A .卫星在M 点的势能大于N 点的势能B .卫星在M 点的角速度大于N 点的角速度C .卫星在M 点的加速度大于N 点的加速度D .卫星在N 点的速度大于7.9 km/s[解析] 从M 点到N 点,地球引力对卫星做负功,卫星势能增加,选项A 错误;由ma =GMm r 2得,a M >a N ,选项C 正确;在M 点,GMm r 2M <mr M ω2M ,在N 点,GMm r 2N >mr N ω2N ,故ωM >ωN ,选项B 正确;在N 点,由GMm r 2N >m v 2N r N得v N <GMr N<7.9 km/s ,选项D 错误. [答案] BC6.(2010·课标全国)太阳系中的8大行星的轨道均可以近似看成圆轨道. 下列4幅图是用来描述这些行星运动所遵从的某一规律的图象. 图中坐标系的横轴是lg(T /T 0),纵轴是lg(R /R 0);这里T 和R 分别是行星绕太阳运行的周期和相应的圆轨道半径,T 0和R 0分别是水星绕太阳运行的周期和相应的圆轨道半径.下列4幅图中正确的是( )[解析] 由开普勒第三定律R 3T 2=k (常数)可知,(R R 0)3=(T T 0)2,两边取对数可得3lg(RR 0)=2lg(T T 0),即lg(R R 0)=23lg(TT 0),选项B 正确.[答案] B7.(2010·四川高考)a 是地球赤道上一幢建筑,b 是在赤道平面内做匀速圆周运动、距地面9.6×106 m 的卫星,c 是地球同步卫星,某一时刻b 、c 刚好位于a 的正上方(如图甲所示),经48 h ,a 、b 、c 的大致位置是图乙中的(取地球半径R =6.4×106 m ,地球表面重力速度g =10 m/s 2,π=10)( )[解析] 由G Mm (R +h )2=m 4π2T 2(R +h )可得T =4π2(R +h )3GM=4π2(R +h )3gR 2,代入数据可求得b 的周期为20000 s .从图甲位置经48 h 后,同步卫星c 应位于a 的正上方,而卫星b 绕地球做完整圆周运动的次数为8.64次,可以判断只有B 符合要求.[答案] B8.宇宙中两个星球可以组成双星,它们只在相互间的万有引力作用下,绕球心连线的某点做周期相同的匀速圆周运动.根据宇宙大爆炸理论,双星间的距离在不断缓慢增加,设双星仍做匀速圆周运动,则下列说法错误的是( )A .双星相互间的万有引力减小B .双星做圆周运动的角速度增大C .双星做圆周运动的周期增大D .双星做圆周运动的半径增大[解析] 距离增大万有引力减小,A 正确;由m 1r 1ω2=m 2r 2ω2及r 1+r 2=r 得,r 1=m 2rm 1+m 2,r 2=m 1r m 1+m 2,可知D 正确;F =G m 1m 2r 2=m 1r 1ω2=m 2r 2ω2,r 增大F 减小,r 1增大,故ω减小,B 错;由T =2πω知C 正确.[答案] B9.某同学在学习中记录了一些与地球、月球有关的数据资料如表中所示,利用这些数据来计算地球表面与月球表面之间的距离s ,则下列运算公式中错误的是( )A.s =ct2B .s =v T2π-R -rC .s =v 2g-R -rD .s =3g 0R 2T 24π2-R -r[解析] 考查万有引力定律.用激光从地球表面上正对月球表面处向月球表面发射激光束,经过t 时间接收到返回的信号,说明从地球表面到月球表面的距离为s =ct2;根据月球公转的线速度v 与月球公转的周期可知月球绕地球运动的圆周长为v T =2πR 0,其中R 0为地心到月心之间的距离,故s =v T 2π-R -r ;对月球绕地球运动的加速度a =v 2R 0,不等于地球表面重力加速度g ,即月地间距离为s =v 2a -R -r ;对地球表面的物体m ,受到重力近似等于万有引力,故G Mm R 2=mg 0,对月球绕地球运动有G Mm 月R 20=m 月4π2R 0T 2,故R 0=3g 0R 2T 24π2,即月地间距离为s =3g 0R 2T 24π2-R -r ;综上可知C 错误.[答案] C10.(2011·广东理综)已知地球质量为M 、半径为R ,自转周期为T ,地球同步卫星质量为m ,引力常量为G .有关同步卫星,下列表述正确的是( )A .卫星距地面的高度为3GMT 24π2B .卫星的运行速度小于第一宇宙速度C .卫星运行时受到的向心力大小为G MmR2D .卫星运行的向心加速度小于地球表面的重力加速度[解析] 本题考查万有引力定律在天体运动中的应用,并考查考生对同步卫星的认识.GMm (R +h )2=m (2πT )2(R +h ),由同步卫星距地面的高度h =3GMT 24π2-R ,A 错误;近地卫星的速度等于第一宇宙速度,同步卫星的速度小于第一宇宙速度,B 正确;卫星运行时的向心力大小为F 向=GMm (R +h )2,C 错误;由G Mm R 2=mg 得地球表面的重力加速度g =G MR 2,而卫星所在处的向心加速度g ′=G M (R +h )2,D 正确.[答案] BD二、非选择题(共30分)11.(15分)(2011·东城区检测)已知地球半径为R ,地球表面重力加速度为g ,引力常量为G ,不考虑地球自转的影响.(1)求卫星环绕地球运行的第一宇宙速度v 1;(2)若卫星绕地球做匀速圆周运动且运行周期为T ,求卫星运行半径r ;(3)由题目所给条件,请提出一种估算地球平均密度的方法,并推导出密度表达式. [解析] (1)设卫星的质量为m ,地球的质量为M卫星在地球表面附近绕地球作匀速圆周运动满足G MmR2=mg ①第一宇宙速度是指卫星在地面附近绕地球做匀速圆周运动的速度,卫星做圆周运动的向心力等于它受到的万有引力G MmR 2=m v 21R② ①式代入②式,得v 1=Rg(2)卫星受到的万有引力为G Mm r 2=m (2πT )2r ③由①③式解得r =3gR 2T 24π2(3)设质量为m 0的小物体在地球表面附近所受重力为m 0g , 则G Mm 0R2=m 0g将地球看成是半径为R 的球体,其体积为V =43πR 3地球的平均密度为ρ=M V =3g4πGR12.(15分)(2011·南京模拟)为了迎接太空时代的到来,美国国会通过了一项计划:在2050年前建造成太空升降机,就是把长绳的一端搁置在地球的卫星上,另一端系住升降机,放开绳,升降机能到达地球上,人坐在升降机里,在卫星上通过电动机把升降机拉到卫星上. 已知地球表面的重力加速度g =10 m/s 2,地球半径R =6400 km. 在地球表面时某人用弹簧测力计称得某物体重32 N ,站在升降机中,当升降机以加速度a =g /2(g 为地球表面处的重力加速度)竖直加速上升时,此人再一次用同一弹簧测力计称得同一物体重为18 N ,忽略地球自转的影响,求升降机此时距地面的高度.[解析] 设物体质量为m ,在离地面高h 处的重力加速度为g ′,地球质量为M ,半径为R .在地面上:F 1=mg ① G MmR2=mg ② 在高h 处:F 2-mg ′=ma ③ G Mm (R +h )2=mg ′④ 将F 1=32 N ,F 2=18 N ,a =g /2代入①③ 得:g ′=58 m/s 2⑤由②④得:g ′g =(R R +h )2⑥由⑤⑥得:h =3R =1.92×107 m [答案] 1.92×107 m 拓展题:(2011·湖南省衡阳八中第二次月考)人造地球卫星绕地球旋转时,既具有动能又具有引力势能(引力势能实际上是卫星与地球共有的,简略地说此势能是人造卫星所具有的). 设地球的质量为M ,以卫星离地无限远处时的引力势能为零,则质量为m 的人造卫星在距离地心为r 处时的引力势能为E p =-GMmr(G 为万有引力常量).(1)试证明:在大气层外任一轨道上绕地球做匀速圆周运动的人造卫星所具有的机械能的绝对值恰好等于其动能.(2)当物体在地球表面的速度等于或大于某一速度时,物体就可以挣脱地球引力的束缚,成为绕太阳运动的人造卫星,这个速度叫做第二宇宙速度,用v 2表示. 用R 表示地球的半径,M 表示地球的质量,G 表示万有引力常量. 试写出第二宇宙速度的表达式.(3)设第一宇宙速度为v 1,证明:v 2=2v 1.[解析] (1)设卫星在半径为r 的轨道上做匀速圆周运动的速度为v ,地球的质量为M ,卫星的质量为m . 万有引力提供卫星做圆周运动的向心力:G Mm r 2=m v2r ,所以,人造卫星的动能;E k =12m v 2=12GMm r ,卫星在轨道上具有的引力势能为:E p =-GMmr ,所以卫星具有的机械能为:E =E k +E p =12GMm r -GMm r =-12GMm r ,所以:|E |=|-12GMm r |=12GMmr=E k(2)设物体在地球表面的速度为v 2,当它脱离地球引力时r →∞,此时速度为零(理解:第二宇宙速度是卫星恰好到达无穷远处时的最小发射速度,动能恰好全部转化为重力势能,类似于竖直上抛的物体到达最高点即0势点处时,速度恰好为0). 由机械能守恒定律得:12m v 22-GMm R=0得:v 2=2GMR(3)第一宇宙速度v 1即为卫星绕地球表面运行的速度,故有:G Mm R 2=m v 21R 得:v 2= 2GMR=2v 12GM[答案](1)见解析(2)v2=R(3)见解析。