专题13 人造卫星—七年高考(2011-2017)物理试题分项精析版 Word版含解析
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一、单项选择题1.【2011·重庆卷】某行星和地球绕太阳公转的轨道均可视为圆。
每过N年,该行星会运行到日地连线的延长线上,如图所示。
该行星与地球的公转半径比为()A.B.C.D.【答案】B2.【2014·浙江卷】长期以来“卡戎星(Cha r on)”被认为是冥王星唯一的卫星,它的公转轨道半径r1=19600km,公转周期T1=6.39天。
2006年3月,天文学家新发现两颗冥王星的小卫星,其中一颗的公转轨道半径r2=48000km,则它的公转周期T2最接近于()A.15天B.25天C.35天D.45天【答案】B3.【2011·四川卷】据报道,天文学家近日发现了一颗距地球40光年的“超级地球”,名为“55Canc r i e”,该行星绕母星(中心天体)运行的周期约为地球绕太阳运行周期的1/480,母星的体积约为太阳的60倍。
假设母星与太阳密度相同,“55 Canc r i e”与地球均做匀速圆周运动,则“55 Canc r i e”与地球的()A.轨道半径之比约为B.轨道半径之比约为C.向心加速度之比约为D.向心加速度之比约为【答案】B4.【2012•浙江卷】如图所示,在火星与木星轨道之间有一小行星带.假设该带中的小行星只受到太阳的引力,并绕太阳做匀速圆周运动.下列说法正确的是()A.太阳对各小行星的引力相同B.各小行星绕太阳运动的周期均小于一年C.小行星带内侧小行星的向心加速度大于外侧小行星的向心加速度值D.小行星带内各小行星圆周运动的线速度值大于地球公转的线速度值【答案】C5.【2012·重庆卷】冥王星与其附近的另一星体卡戎可视为双星系统,质量比约为7∶1,同时绕它们连线上某点O 做匀速圆周运动.由此可知,冥王星绕O 点运动的( )A .轨道半径约为卡戎的71B .角速度大小约为卡戎的71C .线速度大小约为卡戎的7倍D .向心力大小约为卡戎的7倍 【答案】A6.【2014·福建卷】若有一颗“宜居”行星,其质量为地球的p 倍,半径为地球的q 倍,则该行星卫星的环绕速度是地球卫星环绕速度的( )A . 倍B .倍C .倍D .倍【答案】C【考点定位】本题考查天体运动7.【2015·江苏·3】过去几千年来,人类对行星的认识与研究仅限于太阳系内,行星“51 peg b ”的发现拉开了研究太阳系外行星的序幕。
一、单项选择题1.【2011·福建卷】“嫦娥二号”是我国月球探测第二期工程的先导星.若测得“嫦娥二号”在月球(可视为密度均匀的球体)表面附近圆形轨道运行的周期T ,已知引力常数G ,半径为R 的球体体积公式343V R π=,则可估算月球的( )A .密度B .质量C .半径D .自转周期 【答案】A【考点定位】万有引力定律2.【2017·新课标Ⅲ卷】2017年4月,我国成功发射的天舟一号货运飞船与天宫二号空间实验室完成了首次交会对接,对接形成的组合体仍沿天宫二号原来的轨道(可视为圆轨道)运行。
与天宫二号单独运行时相比,组合体运行的( )A .周期变大B .速率变大C .动能变大D .向心加速度变大【答案】C【解析】根据万有引力提供向心力有2222π()GMm mv m r ma r T r ===,可得周期32πGMT r=,速率GMv R=,向心加速度2GM a r =,对接前后,轨道半径不变,则周期、速率、向心加速度均不变,质量变大,则动能变大,C 正确,ABD 错误。
【考点定位】万有引力定律的应用、动能【名师点睛】万有引力与航天试题,涉及的公式和物理量非常多,理解万有引力提供做圆周运动的向心力,适当选用公式22222π()GMm mv m r m r ma r T rω====,是解题的关键。
要知道周期、线速度、角速度、向心加速度只与轨道半径有关,但动能还与卫星的质量有关。
3.【2011·全国卷】我国“嫦娥一号”探月卫星发射后,先在“24小时轨道”上绕地球运行(即绕地球一圈需要24小时);然后,经过两次变轨依次到达“48小时轨道”和“72小时轨道”;最后奔向月球。
如果按圆形轨道计算,并忽略卫星质量的变化,则在每次变轨完成后与变轨前相比( )A .卫星动能增大,引力势能减小B .卫星动能增大,引力势能增大C .卫星动能减小,引力势能减小D .卫星动能减小,引力势能增大 【答案】D【考点定位】万有引力定律4.【2016·北京卷】如图所示,一颗人造卫星原来在椭圆轨道1绕地球E 运行,在P 点变轨后进入轨道2做匀速圆周运动。
避躲市安闲阳光实验学校第五单元 万有引力定律 人造地球卫星『夯实基础知识』1.开普勒行星运动三定律简介(轨道、面积、比值) 2.万有引力定律及其应用(1) 内容:(2)定律的适用条件: (3) 地球自转对地表物体重力的影响。
地面附近:G2R Mm= mg ⇒GM=gR 2 (黄金代换式) (1)天体表面重力加速度问题 (2)计算中心天体的质量 (3)计算中心天体的密度 (4)发现未知天体 3、人造地球卫星。
1、卫星的轨道平面:由于地球卫星做圆周运动的向心力是由万有引力提供的,所以卫星的轨道平面一定过地球球心,球球心一定在卫星的轨道平面内。
2、原理:由于卫星绕地球做匀速圆周运动,所以地球对卫星的引力充当卫星所需的向心力,于是有实际是牛顿第二定律的具体体现3、表征卫星运动的物理量:线速度、角速度、周期等: 应该熟记常识:地球公转周期1年, 自转周期1天=24小时=86400s , 地球表面半径6.4x103km 表面重力加速度g=9.8 m/s 2月球公转周期30天4.宇宙速度及其意义(1)三个宇宙速度的值分别为(2)当发射速度v 与宇宙速度分别有如下关系时,被发射物体的运动情况将有所不同5.同步卫星(所有的通迅卫星都为同步卫星) ⑴同步卫星。
⑵特点 『题型解析』【例题1】下列关于万有引力公式221r m m GF =的说法中正确的是( )A .公式只适用于星球之间的引力计算,不适用于质量较小的物体B .当两物体间的距离趋近于零时,万有引力趋近于无穷大C .两物体间的万有引力也符合牛顿第三定律D .公式中万有引力常量G 的值是牛顿规定的【例题2】设想把质量为m 的物体,放到地球的中心,地球的质量为M ,半径为R ,则物体与地球间的万有引力是( )A .2R GMmB .无穷大C .零D .无法确定【例题3】设想人类开发月球,不断地把月球上的矿藏搬运到地球上.假如经过长时间开采后,地球仍可看成均匀球体,月球仍沿开采前的圆轨道运动则与开采前比较A .地球与月球间的万有引力将变大B .地球与月球间的万有引力将减小C .月球绕地球运动的周期将变长D .月球绕地球运动的周期将变短表面重力加速度:轨道重力加速度:【例题4】设地球表面的重力加速度为g ,物体在距地心4R (R 是地球半径)处,由于地球的引力作用而产生的重力加速度g ,,则g/g ,为( )A 、1;B 、1/9;C 、1/4;D 、1/16。
人造卫星宇宙速度素养目标:1.会比较卫星运行的各物理量之间的关系。
2.理解三种宇宙速度,并会求解第一宇宙速度的大小。
3.会分析天体的“追及”问题。
1.北京时间2024年5月3日17时27分,长征五号遥五运载火箭在我国文昌航天发射场点火升空,嫦娥六号顺利发射。
如图所示,嫦娥六号探测器进行多次变轨修正之后,“着陆器、上升器组合体”降落月球表面,下列关于嫦娥六号探测器的说法正确的是( )A.在地球上的发射速度一定大于第二宇宙速度B.在P点由轨道1进入轨道2需要加速C.在轨道1与轨道2上经过P点时,机械能相同D.在轨道2上运行时经过P点时的速度小于经过Q点时的速度【答案】D【解析】A.嫦娥六号发射出去后绕地球做椭圆运动,没有离开地球束缚,故嫦娥六号的发射速度大于第一宇宙速度7.9km/s,小于第二宇宙速度11.2km/s。
故A错误;BC.嫦娥六号在轨道1上的P点处减速,使万有引力大于向心力做近心运动,才能进入轨道2,嫦娥六号的机械能减小,则在轨道1与轨道2上经过P点时,机械能不相等。
故BC 错误;D.由开普勒第二定律可知,在轨道2上运行经过P点时的速度小于经过Q点时的速度。
故D正确。
故选D。
考点一 卫星运行参量的分析1.基本公式(1)线速度大小:由G Mmr 2=m v 2r得v(2)角速度:由GMm r 2=mω2r 得ω(3)周期:由G Mmr 2=m (2πT )2r 得T =(4)向心加速度:由GMm r 2=ma n 得a n =GM r 2。
结论:同一中心天体的不同卫星,轨道半径r 越大,v 、ω、a n 越小,T 越大,即越高越慢。
2.“黄金代换式”的应用忽略中心天体自转影响,则有mg =G Mm R 2,整理可得GM =gR 2。
在引力常量G 和中心天体质量M 未知时,可用gR 2替换GM 。
3.人造卫星卫星运行的轨道平面一定通过地心,一般分为赤道轨道、极地轨道和其他轨道,同步卫星中的静止卫星的轨道是赤道轨道。
2017年高考物理试题分类汇编及解析专题01. 直线运动力和运动专题02. 曲线运动万有引力与航天专题03. 机械能和动量专题04. 电场专题05. 磁场专题06. 电磁感应专题07. 电流和电路专题08. 选修3-3专题09. 选修3-4专题10. 波粒二象性、原子结构和原子核专题11. 力学实验专题12. 电学实验专题13. 力与运动计算题专题14. 电与磁计算题专题01. 直线运动力和运动1.【2017·新课标Ⅲ卷】一根轻质弹性绳的两端分别固定在水平天花板上相距80cm的两点上,弹性绳的原长也为80 cm。
将一钩码挂在弹性绳的中点,平衡时弹性绳的总长度为100 cm;再将弹性绳的两端缓慢移至天花板上的同一点,则弹性绳的总长度变为(弹性绳的伸长始终处于弹性限度内)A.86 cm B. 92 cm C. 98 cm D. 104 cm 【答案】B【考点定位】胡克定律、物体的平衡【名师点睛】在处理共点力平衡问题时,关键是对物体进行受力分析,再根据正交分解法将各个力分解成两个方向上的力,然后列式求解;如果物体受到三力处于平衡状态,可根据矢量三角形法,将三个力移动到一个三角形中,然后根据正弦定理列式求解。
前后两次始终处于静止状态,即合外力为零,在改变绳长的同时,绳与竖直方向的夹角跟着改变。
2.【2017·天津卷】如图所示,轻质不可伸长的晾衣绳两端分别固定在竖直杆M、N上的a、b两点,悬挂衣服的衣架钩是光滑的,挂于绳上处于静止状态。
如果只人为改变一个条件,当衣架静止时,下列说法正确的是A .绳的右端上移到b ',绳子拉力不变B .将杆N 向右移一些,绳子拉力变大C .绳的两端高度差越小,绳子拉力越小D .若换挂质量更大的衣服,则衣架悬挂点右移 【答案】AB【解析】设两杆间距离为d ,绳长为l ,Oa 、Ob 段长度分别为l a 和l b ,则b a l l l +=,两部分绳子与竖直方向夹角分别为α和β,受力分析如图所示。
2017年高考理综真题试卷(物理部分)(新课标Ⅲ卷)一、选择题:本题共8小题,每小题6分,共48分.在每小题给出的四个选项中,第1~5题只有一项符合题目要求,第6~7题有多项符合题目要求.全部选对的得6分,选对但不全的得3分,有选错的得0分.1.2017年4月,我国成功发射的天舟一号货运飞船与天宫二号空间实验室完成了首次交会对接,对接形成的组合体仍沿天宫二号原来的轨道(可视为圆轨道)运行.与天宫二号单独运行相比,组合体运行的( )A. 周期变大B. 速率变大C. 动能变大D. 向心加速度变大2.如图,在方向垂直于纸面向里的匀强磁场中有一U 形金属导轨,导轨平面与磁场垂直.金属杆PQ 置于导轨上并与导轨形成闭合回路PQRS ,一圆环形金属框T 位于回路围成的区域内,线框与导轨共面.现让金属杆PQ 突然向右运动,在运动开始的瞬间,关于感应电流的方向,下列说法正确的是( )A. PQRS 中沿顺时针方向,T 中沿逆时针方向B. PQRS 中沿顺时针方向,T 中沿顺时针方向C. PQRS 中沿逆时针方向,T 中沿逆时针方向D. PQRS 中沿逆时针方向,T 中沿顺时针方向3.如图,一质量为m ,长度为l 的均匀柔软细绳PQ 竖直悬挂.用外力将绳的下端Q 缓慢地竖直向上拉起至M 点,M 点与绳的上端P 相距 13 l .重力加速度大小为g .在此过程中,外力做的功为( )A. 19mglB. 16mglC. 13mglD. 12mgl4.一根轻质弹性绳的两端分别固定在水平天花板上相距80cm 的两点上,弹性绳的原长也为80cm .将一钩码挂在弹性绳的中点,平衡时弹性绳的总长度为100cm ;再将弹性绳的两端缓慢移至天花板上的同一点,则弹性绳的总长度变为(弹性绳的伸长始终处于弹性限度内)( )A. 86cmB. 92cmC. 98cmD. 104cm5.如图,在磁感应强度大小为B 0的匀强磁场中,两长直导线P 和Q 垂直于纸面固定放置,两者之间的距离为l .在两导线中均通有方向垂直于纸面向里的电流I 时,纸面内与两导线距离均为l 的a 点处的磁感应强度为零.如果让P 中的电流反向、其他条件不变,则a 点处磁感应强度的大小为( )A. 0B. √33B 0 C. 2√33B 0 D. 2B 06.在光电效应实验中,分别用频率为v a 、v b 的单色光a 、b 照射到同种金属上,测得相应的遏制电压分别为U a 和U b 、光电子的最大初动能分别为E ka 和E kb , h 为普朗克常量.下列说法正确的是( )A. 若v a >v b , 则一定有U a <U bB. 若v a >v b , 则一定有E ka >E kbC. 若U a <U b , 则一定有E ka <E kbD. 若v a >v b , 则一定有hv a ﹣E ka >hv b ﹣E kb7.一质量为2kg 的物块在合外力F 的作用下从静止开始沿直线运动.F 随时间t 变化的图线如图所示,则( )A. t=1s 时物块的速率为1m/sB. t=2s 时物块的动量大小为4kg•m/sC. t=3s 时物块的动量大小为5kg•m/sD. t=4s 时物块的速度为零8.一匀强电场的方向平行于xOy 平面,平面内a 、b 、c 三点的位置如图所示,三点的电势分别为10V 、17V 、26V .下列说法正确的是( )A. 电场强度的大小为2.5V/cmB. 坐标原点处的电势为1 VC. 电子在a 点的电势能比在b 点的低7eVD. 电子从b 点运动到c 点,电场力做功为9eV二、非选择题(共4小题,满分47分)9.某探究小组做“验证力的平行四边形定则”实验,将画有坐标轴(横轴为x轴,纵轴为y轴,最小刻度表示1mm)的纸贴在桌面上,如图(a)所示.将橡皮筋的一端Q固定在y轴上的B点(位于图示部分除外),另一端P位于y轴上的A点时,橡皮筋处于原长.(1)用一只测力计将橡皮筋的P端沿y轴从A点拉至坐标原点O,此时拉力F的大小可由测力计读出.测力计的示数如图(b)所示,F的大小为________N.(2)撤去(1)中的拉力,橡皮筋P端回到A点;现使用两个测力计同时拉橡皮筋,再次将P端拉至O点,此时观察到两个拉力分别沿图(a)中两条虚线所示的方向,由测力计的示数读出两个拉力的大小分别为F1=4.2N和F2=5.6N.(i)用5mm长度的线段表示1N的力,以O点为作用点,在图(a)中画出力F1、F2的图示,然后按平形四边形定则画出它们的合力F合________;(ii)F合的大小为________N,F合与拉力F的夹角的正切值为________.若F合与拉力F的大小及方向的偏差均在实验所允许的误差范围之内,则该实验验证了力的平行四边形定则.10.图(a)为某同学组装完成的简易多用电表的电路图.图中E是电池;R1、R2、R3、R4和R5是固定电阻,R6是可变电阻;表头G的满偏电流为250 μA,内阻为480Ω.虚线方框内为换挡开关,A端和B端分别于两表笔相连.该多用电表有5个挡位,5个挡位为:直流电压1V挡和5V挡,直流电流1mA挡和2.5mA 挡,欧姆×100Ω挡.(1)图(a)中的A端与________(填“红”或“黑”)色表笔相连接.(2)关于R6的使用,下列说法正确的是(填正确答案标号).A.在使用多用电表之前,调整R6使电表指针指在表盘左端电流“0”位置B.使用欧姆挡时,先将两表笔短接,调整R6使电表指针指在表盘右端电阻“0”位置C.使用电流挡时,调整R6使电表指针尽可能指在表盘右端电流最大位置(3)根据题给条件可得R1+R2=________Ω,R4=________Ω.(4)某次测量时该多用电表指针位置如图(b)所示.若此时B端是与“1”连接的,则多用电表读数为________;若此时B端是与“3”相连的,则读数为________;若此时B端是与“5”相连的,则读数为________.(结果均保留3为有效数字)11.如图,空间存在方向垂直于纸面(xOy平面)向里的磁场.在x≥0区域,磁感应强度的大小为B0;x<0区域,磁感应强度的大小为λB0(常数λ>1).一质量为m、电荷量为q(q>0)的带电粒子以速度v0从坐标原点O沿x轴正向射入磁场,此时开始计时,当粒子的速度方向再次沿x轴正向时,求(不计重力)(1)粒子运动的时间;(2)粒子与O点间的距离.12.如图,两个滑块A和B的质量分别为m A=1kg和m B=5kg,放在静止与水平地面上的木板的两端,两者与木板间的动摩擦因数均为μ1=0.5;木板的质量为m=4kg,与地面间的动摩擦因数为μ2=0.1.某时刻A、B 两滑块开始相向滑动,初速度大小均为v0=3m/s.A、B相遇时,A与木板恰好相对静止.设最大静摩擦力等于滑动摩擦力,取重力加速度大小g=10m/s2.求(1)B与木板相对静止时,木板的速度;(2)A、B开始运动时,两者之间的距离.13.[物理--选修3-3](2017•新课标Ⅲ)(1)如图,一定质量的理想气体从状态a出发,经过等容过程ab到达状态b,再经过等温过程bc到达状态c,最后经等压过程ca回到状态a.下列说法正确的是()A.在过程ab中气体的内能增加B.在过程ca中外界对气体做功C.在过程ab中气体对外界做功D.在过程bc中气体从外界吸收热量E.在过程ca中气体从外界吸收热量(2)一种测量稀薄气体压强的仪器如图(a)所示,玻璃泡M的上端和下端分别连通两竖直玻璃细管K1和K2.K1长为l,顶端封闭,K2上端与待测气体连通;M下端经橡皮软管与充有水银的容器R连通.开始测量时,M与K2相通;逐渐提升R,直到K2中水银面与K1顶端等高,此时水银已进入K1,且K1中水银面比顶端低h,如图(b)所示.设测量过程中温度、与K2相通的待测气体的压强均保持不变.已知K1和K2的内径均为d,M的容积为V0,水银的密度为ρ,重力加速度大小为g.求:(i)待测气体的压强;(ii)该仪器能够测量的最大压强.14.[物理--选修3-4](1)如图,一列简谐横波沿x轴正方向传播,实线为t=0时的波形图,虚线为t=0.5s时的波形图.已知该简谐波的周期大于0.5s.关于该简谐波,下列说法正确的是()A.波长为2 mB.波速为6 m/sC.频率为1.5HzD.t=1s时,x=1m处的质点处于波峰E.t=2s时,x=2m处的质点经过平衡位置(2)如图,一半径为R的玻璃半球,O点是半球的球心,虚线OO′表示光轴(过球心O与半球底面垂直的直线).已知玻璃的折射率为1.5.现有一束平行光垂直入射到半球的底面上,有些光线能从球面射出(不考虑被半球的内表面反射后的光线).求:(i)从球面射出的光线对应的入射光线到光轴距离的最大值;(ii)距光轴R的入射光线经球面折射后与光轴的交点到O点的距离.3答案解析部分一、<b >选择题:本题共8小题,每小题6分,共48分.在每小题给出的四个选项中,第1<b >~<b >5题只有一项符合题目要求,第6~7<b >题有多项符合题目要求.全部选对的得6分,选对但不全的得3分,有选错的得0分.1.【答案】C【考点】卫星问题【解析】【解答】天宫二号在天空运动,万有引力提供向心力,天宫二号的轨道是固定的,即轨道半径不变,根据F= GMmr2= mv2r= m4π2rT2可知,v=√GMr,T=2π√r3GM,a=GMr2,所以两者对接后,天宫二号的速度大小不变,周期不变,加速度不变;但是和对接前相比,质量变大,所以动能变大.故选:C【分析】根据万有引力等于向心力可以求出描述天体的运动的相关物理量,从而得出结论。
一、单项选择题1.【2017·新课标Ⅱ卷】如图,半圆形光滑轨道固定在水平地面上,半圆的直径与地面垂直。
一小物块以速度从轨道下端滑入轨道,并从轨道上端水平飞出,小物块落地点到轨道下端的距离与轨道半径有关,此距离最大时。
对应的轨道半径为(重力加速度大小为g)A.B.C.D.【答案】B【名师点睛】此题主要是对平抛运动的考查;解题时设法找到物块的水平射程与圆轨道半径的函数关系,即可通过数学知识讨论;此题同时考查学生运用数学知识解决物理问题的能力。
2.【2016·全国新课标Ⅱ卷】小球P和Q用不可伸长的轻绳悬挂在天花板上,P球的质量大于Q球的质量,悬挂P球的绳比悬挂Q 球的绳短。
将两球拉起,使两绳均被水平拉直,如图所示。
将两球由静止释放,在各自轨迹的最低点,A.P球的速度一定大于Q球的速度B.P球的动能一定小于Q球的动能C.P球所受绳的拉力一定大于Q球所受绳的拉力D.P球的向心加速度一定小于Q球的向心加速度【答案】C【解析】小球摆动至最低点由动能定理:,可得:,因,故,选项A错误;由,因,则动能无法比较,选项B错误;在最低点,,可得,选项C正确;,两球的向心加速度相等,选项D错误,故选C。
【名师点睛】此题考查机械能守恒定律及牛顿第二定律的应用;解题时要通过选择合适的物理规律列出方程找到要讨论的物理量,然后根据题目的条件来分析结论;此题意在考查考生对基本规律的掌握情况。
3.【2015·天津·5】如图所示,固定的竖直光滑长杆上套有质量为m的小圆环,圆环与水平状态的轻质弹簧一端连接,弹簧的另一端连接在墙上,并且处于原长状态,现让圆环由静止开始下滑,已知弹簧原长为L,圆环下滑到最大距离时弹簧的长度变为2L(未超过弹性限度),则在圆环下滑到最大距离的过程中A.圆环的机械能守恒B.弹簧弹性势能变化了C.圆环下滑到最大距离时,所受合力为零D.圆环重力势能与弹簧弹性势能之和保持不变【答案】B考点:系统机械能守恒4.【2011·山东卷】如图所示,将小球从地面以初速度竖直上抛的同时,将另一相同质量的小球从距地面处由静止释放,两球恰在处相遇(不计空气阻力)。
一、单项选择题1.【2011·上海卷】用一束紫外线照射某金属时不能产生光电效应,可能使该金属产生光电效应的措施是A.改用频率更小的紫外线照射B.改用X射线照射C.改用强度更大的原紫外线照射D.延长原紫外线的照射时间【答案】B【解析】每一种金属对应一个极限频率,低于极限频率的光,无论照射时间有多长,光的强度有多大,都不能使金属产生光电效应,只要照射光的频率大于或者等于极限频率,就能产生光电效应,因为X射线的频率高于紫外线的频率,所以改用X射线照射能发生光电效应,B正确【考点定位】光电效应2.【2014·江苏卷】已知钙和钾的截止频率分别为7。
73×1014Hz和5。
44×1011Hz,在某种单色光的照射下两种金属均发生光电效应,比较它们表面逸出的具有最大初动能的光电子,钙逸出的光电子具有较大的A.波长B.频率C.能量D.动量【答案】A【考点定位】本题主要考查了对爱因斯坦光电效应方程、德布罗意波长公式的理解与应用问题,属于中档偏低题。
3.【2013·上海卷】当用一束紫外线照射锌板时,产生了光电效应,这时A.锌板带负电B.有正离子从锌板逸出C.有电子从锌板逸出D.锌板会吸附空气中的正离子【答案】C【解析】光电效应发生的过程是锌板原子核外层电子在吸收光子后摆脱原子核的束缚逃离锌板,导致锌板带正电,选项AB错误,C正确;锌板失去电子后带正电,因同种电荷排斥,所以锌板不会吸引空气中的正离子,D错误。
【考点定位】光电效应的发生.4.【2013·天津卷】下列说法正确的是()A.原子核发生衰变时要遵守电荷守恒和质量守恒的规律B.射线、射线、射线都是高速运动的带电粒子流C.氢原子从激发态向基态跃迁只能辐射特定频率的光子D.发生光电效应时光电子的动能只与入射光的强度有关【答案】C【考点定位】原子核衰变、玻尔理论、光电效应。
5.【2012·上海卷】在光电效应实验中,用单色光照时某种金属表面,有光电子逸出,则光电子的最大初动能取决于入射光的()A.频率B.强度C.照射时间D.光子数目【答案】A【解析】发生光电效应的条件是入射光的频率大于金属的极限频率,由公式知,为逸出功不变,所以光电子的最大初动能取决于入射光的频率,A正确.【考点定位】本题考查光电效应及其相关知识6.【2012·上海卷】根据爱因斯坦的“光子说”可知()A.“光子说"本质就是牛顿的“微粒说”B.光的波长越大,光子的能量越小C.一束单色光的能量可以连续变化D.只有光子数很多时,光才具有粒子性【答案】B【解析】爱因斯坦的“光子说”认为光是一份一份的不连续的它并不否定光的波动性,而牛顿的“微粒说”而波动说是对立的,因此A不对;在爱因斯坦的“光子说"中光了的能量;可知波长越长,光子的能量越小,因此C正确;某一单色光,波长恒定,光子的能量也是恒定的,因此C不对;大量光子表现为波动性,而少数光子才表现为粒子性,因此D不对。
一、单项选择题1.【2016·全国新课标Ⅲ卷】关于行星运动的规律,下列说法符合史实的是()A.开普勒在牛顿定律的基础上,导出了行星运动的规律B.开普勒在天文观测数据的基础上,总结出了行星运动的规律C.开普勒总结出了行星运动的规律,找出了行星按照这些规律运动的原因D.开普勒总结出了行星运动的规律,发现了万有引力定律【答案】B【解析】开普勒在天文观测数据的基础上,总结出了开普勒天体运动三定律,找出了行星运动的规律,而牛顿发现了万有引力定律,ACD错误,B正确。
【考点定位】考查了物理学史.【方法技巧】平时学习应该注意积累对物理学史的了解,知道前辈科学家们为探索物理规律而付出的艰辛努力,对于物理学上的重大发现、发明、著名理论要加强记忆,这也是考试内容之一。
2.【2017·北京卷】利用引力常量G和下列某一组数据,不能计算出地球质量的是()A.地球的半径及重力加速度(不考虑地球自转)B.人造卫星在地面附近绕地球做圆周运动的速度及周期C.月球绕地球做圆周运动的周期及月球与地球间的距离D.地球绕太阳做圆周运动的周期及地球与太阳间的距离【答案】D【考点定位】万有引力定律的应用【名师点睛】利用万有引力定律求天体质量时,只能求“中心天体”的质量,无法求“环绕天体”的质量。
v假设宇航员在该3.【2012·福建卷】一卫星绕某一行星表面附近做匀速圆周运动,其线速度大小为行星表面上用弹簧测力计测量一质量为m 的物体重力,物体静止时,弹簧测力计的示数为0N ,已知引力常量为G ,则这颗行星的质量为( )A .2mv GNB . 4mv GNC .2Nv GmD . 4Nv Gm【答案】B【考点定位】本题考查了万有引力的相关知识。
4.【2012·新课标全国卷】假设地球是一半径为R 、质量分布均匀的球体。
一矿井深度为d 。
已知质量分布均匀的球壳对壳内物体的引力为零。
矿井底部和地面处的重力加速度大小之比为( )A .R d -1 B . R d +1 C . 2)(R d R - D . 2)(dR R - 【答案】A【解析】令地球的密度为ρ,则在地球表面,重力和地球的万有引力大小相等,有:2Mg G R =, 由于地球的质量为:343M R ρπ=,所以重力加速度的表达式可写成:3224433R GMg G G R R R ρπρπ===,根据题意有,质量分布均匀的球壳对壳内物体的引力为零,固在深度为d 的井底,受到地球的万有引力即为半径等于R d -()的球体在其表面产生的万有引力,故井底的重力加速度()43g G R d ρπ'=-,所以有4()34 13G R d g R d d R G R g R ρπρπ-'-=-==。
一、单项选择题1.【2016·四川卷】如图所示,接在家庭电路上的理想降压变压器给小灯泡L供电,如果将原、副线圈减少相同匝数,其它条件不变,则A.小灯泡变亮B.小灯泡变暗C.原、副线圈两段电压的比值不变D.通过原、副线圈电流的比值不变【答案】B考点:变压器【名师点睛】此题是对变压器原理的考查;首先要记住原副线圈的电压与匝数关系,从题目中知道为降压变压器,原线圈匝数大于副线圈匝数;判断原副线圈减小相同的匝数时原副线圈的匝数比的变化要用到数学知识,这里稍微有点难度.2.【2016·江苏卷】一自耦变压器如图所示,环形铁芯上只绕有一个线圈,将其接在a、b间作为原线圈.通过滑动触头取该线圈的一部分,接在c、d间作为副线圈.在a、b间输入电压为U1的交变电流时,c、d间的输出电压为U2,在将滑动触头从M点顺时针旋转到N点的过程中A.U2>U1,U2降低B.U2>U1,U2升高C.U2<U1,U2降低D.U2<U1,U2升高【答案】C【方法技巧】主要是对自耦变压器的理解,分清原副线圈及在转动的过程中线圈的匝数怎么变、理想变压器的规律。
3.【2011·浙江卷】如图所示,在铁芯上、下分别绕有匝数n1=800和n2=200的两个线圈,上线圈两端u=51sin314t V的交流电源相连,将下线圈两端接交流电压表,则交流电压表的读数可能是A.2.0V B.9.0V C.12.7V D.144.0V 【答案】A【解析】交流电源电压的有效值,如果看成理想的来处理有:、、,解得,故交流电压表的读数应该小于,所以答案为A。
4.【2012··海南卷】如图,理想变压器原、副线圈匝数比为20∶1,两个标有“12V,6W”的小灯泡并联在副线圈的两端。
当两灯泡都正常工作时,原线圈中电压表和电流表(可视为理想的)的示数分别是A.120V,0.10A B.240V,0.025A C.120V,0.05A D.240V,0.05A【答案】D【解析】灯泡正常工作,所以副线圈电压,电流,根据得:,根据,解得:,所以电压表和电流表的示数分别为:,故选D.5.【2014·四川卷】如图所示,甲是远距离的输电示意图,乙是发电机输出电压随时间变化的图象,则()A.用户用电器上交流电的频率是100HzB.发电机输出交流电的电压有效值是500VC.输电线的电流只由降压变压器原副线圈的匝数比决定D.当用户用电器的总电阻增大时,输电线上损失功率减小【答案】D6.【2014·福建卷】图为模拟远距离输电实验电路图,两理想变压器的匝数n1=n4<n2=n3,四根模拟输电线的电阻R1、R2、R3、R4的阻值均为R,A1、A2为相同的理想交流电流表,L1、L2为相同的小灯泡,灯丝电阻R L>2R,忽略灯丝电阻随温度的变化。
一、单项选择题1.【2011·福建卷】“嫦娥二号”是我国月球探测第二期工程的先导星.若测得“嫦娥二号”在月球(可视为密度均匀的球体)表面附近圆形轨道运行的周期T ,已知引力常数G ,半径为R 的球体体积公式343V R π=,则可估算月球的( )A .密度B .质量C .半径D .自转周期 【答案】A【考点定位】万有引力定律2.【2017·新课标Ⅲ卷】2017年4月,我国成功发射的天舟一号货运飞船与天宫二号空间实验室完成了首次交会对接,对接形成的组合体仍沿天宫二号原来的轨道(可视为圆轨道)运行。
与天宫二号单独运行时相比,组合体运行的( )A .周期变大B .速率变大C .动能变大D .向心加速度变大【答案】C【解析】根据万有引力提供向心力有2222π()GMm mv m r ma r T r ===,可得周期32πGMT r =,速率GMv R=,向心加速度2GM a r =,对接前后,轨道半径不变,则周期、速率、向心加速度均不变,质量变大,则动能变大,C 正确,ABD 错误。
【考点定位】万有引力定律的应用、动能【名师点睛】万有引力与航天试题,涉及的公式和物理量非常多,理解万有引力提供做圆周运动的向心力,适当选用公式22222π()GMm mv m r m r ma r T rω====,是解题的关键。
要知道周期、线速度、角速度、向心加速度只与轨道半径有关,但动能还与卫星的质量有关。
3.【2011·全国卷】我国“嫦娥一号”探月卫星发射后,先在“24小时轨道”上绕地球运行(即绕地球一圈需要24小时);然后,经过两次变轨依次到达“48小时轨道”和“72小时轨道”;最后奔向月球。
如果按圆形轨道计算,并忽略卫星质量的变化,则在每次变轨完成后与变轨前相比( )A .卫星动能增大,引力势能减小B .卫星动能增大,引力势能增大C .卫星动能减小,引力势能减小D .卫星动能减小,引力势能增大 【答案】D【考点定位】万有引力定律4.【2016·北京卷】如图所示,一颗人造卫星原来在椭圆轨道1绕地球E 运行,在P 点变轨后进入轨道2做匀速圆周运动。
下列说法正确的是( )A .不论在轨道1还是轨道2运行,卫星在P 点的速度都相同B .不论在轨道1还是轨道2运行,卫星在P 点的加速度都相同C .卫星在轨道1的任何位置都具有相同加速度D .卫星在轨道2的任何位置都具有相同动量 【答案】B【解析】从轨道1变轨到轨道2,需要加速逃逸,故A 错误;根据公式2Mm Gma R =可得2Ma G R =,故只要半径相同,加速度就相同,由于卫星在轨道1做椭圆运动,运动半径在变化,所以运动过程中的加速度在变化,B 正确,C 错误;卫星在轨道2做匀速圆周运动,运动过程中的速度方向时刻在变,所以动量方向不同,D 错误。
【考点定位】考查了万有引力定律的应用【方法技巧】在万有引力这一块,涉及的公式和物理量非常多,掌握公式222Mm v G mm r r rω===224πrm ma T,在做题的时候,首先明确过程中的向心力,然后弄清楚各个物理量表示的含义,最后选择合适的公式分析解题,另外这一块的计算量非常大的,所以需要细心计算。
5.【2016·天津卷】我国即将发射“天宫二号”空间实验室,之后发生“神舟十一号”飞船与“天宫二号”对接。
假设“天宫二号”与“神舟十一号”都围绕地球做匀速圆周运动,为了实现飞船与空间实验室的对接,下列措施可行的是( )A .使飞船与空间实验室在同一轨道上运行,然后飞船加速追上空间实验室实现对接B .使飞船与空间实验室在同一轨道上运行,然后空间实验室减速等待飞船实现对接C .飞船先在比空间实验室半径小的轨道上加速,加速后飞船逐渐靠近空间实验室,两者速度接近时实现对接D .飞船先在比空间实验室半径小的轨道上减速,减速后飞船逐渐靠近空间实验室,两者速度接近时实现对接【答案】C【考点定位】变轨问题【名师点睛】此题考查了卫星的变轨问题;关键是知道卫星在原轨道上加速时,卫星所受的万有引力不足以提供向心力而做离心运动,卫星将进入较高轨道;同理如果卫星速度减小,卫星将做近心运动而进入较低轨道。
6.【2012·安徽卷】我国发身的“天宫一号”和“神州八号”在对接前,“天宫一号”的运行轨道高度为350km ,“神州八号”的运行轨道高度为343km.它们的运行轨道均视为圆周,则( )A .“天宫一号”比“神州八号”速度大B .“天宫一号”比“神州八号”周期长C .“天宫一号”比“神州八号”角速度大D .“天宫一号”比“神州八号”加速度大 【答案】B【解析】由万有引力等于向心力可得出轨道半径越大,速度越小,角速度越小,周期越大,选项B 正确AC 错误;由2MmGma R=可知,“天宫一号”比“神州八号”加速度小,选项D 错误。
【考点定位】此题考查万有引力定律和卫星的运动。
7.【2012·山东卷】2011年11月3日,“神州八号”飞船与“天宫一号”目标飞行器成功实施了首次交会对接。
任务完成后“天宫一号”经变轨升到更高的轨道,等待与“神州九号”交会对接。
变轨前和变轨完成后“天宫一号”的运行轨道均可视为圆轨道,对应的轨道半径分别为R 1、R 2,线速度大小分别为1v 、2v 。
则12v v 等于( ) A . 3132R R B . 21R RC . 2221R RD . 21R R 【答案】B【考点定位】本题考查万有引力定律及其卫星的运动相关知识8.【2012·天津卷】一人造地球卫星绕地球做匀速圆周运动,假如该卫星变轨后仍做匀速圆周运动,动能减小为原来的14,不考虑卫星质量的变化,则变轨前后卫星的( ) A .向心加速度大小之比为4:1B .角速度大小之比为2:1C .周期之比为1:8D .轨道半径之比为1:2 【答案】C 【解析】根据22MmGm rv r=得,GMv r=,动能减小为原来的14,则线速度减为原来的12,则轨道半径变为原来的4倍.则轨道半径之比为14:。
根据222224rMmGma mm r m rv rTπω====,解得2GMa r=,3GMrω=,32T GMrπ=,则向心加速度变为原来的116,角速度变为原来的18,周期变为原来的8倍.故C 正确,A 、B 、D 错误。
【考点定位】本题考查圆周运动、万有引力及其相关知识9.【2013·广东卷】如图所示,甲、乙两颗卫星以相同的轨道半径分别绕质量为M 和2M 的行星做匀速圆周运动,下列说法正确的是( )A .甲的向心加速度比乙的小B .甲的运行周期比乙的小C .甲的角速度比乙的大D .甲的线速度比乙的大 【答案】A【考点定位】万有引力定律、匀速圆周运动、牛顿第二定律。
10.【2013·安徽卷】质量为m 的人造地球卫星与地心的距离为r 时,引力势能可表示为rGMmE -=p ,其中G 为引力常量,M 为地球质量。
该卫星原来的在半径为R 1的轨道上绕地球做匀速圆周运动,由于受到极稀薄空气的摩擦作用,飞行一段时间后其圆周运动的半径变为R 2,此过程中因摩擦而产生的热量为( )A .2111GMm R R ⎛⎫-⎪⎝⎭ B .1211GMm R R ⎛⎫- ⎪⎝⎭C .21112GMm R R ⎛⎫- ⎪⎝⎭ D .12112GMm R R ⎛⎫- ⎪⎝⎭【答案】C【解析】卫星做匀速圆周运动,万有引力提供向心力,r v m rGMm 22=,可得质量为m 的人造地球卫星与地心的距离为r 时的动能为E k =r GMm mv 2212=,结合题意,此时卫星的机械能rGMmE E E 2p k -=+=;根据能量守恒定律,该卫星因摩擦而产生的热量等于卫星损失的机械能,所以)11(2)2(2122121R R GMm R GMm R GMm E E Q -=---=-=,选项C 正确。
【考点定位】能量守恒定律、万有引力定律。
11.【2014·江苏卷】已知地球的质量约为火星质量的10倍,地球的半径约为火星半径的2倍,则航天器在火星表面附近绕火星做匀速圆周运动的速率约为( )A .3.5km/sB .5.0km/sC .17.7km/sD .35.2km/s 【答案】 A【考点定位】万有引力定律12.【2014·山东卷】2013年我国相继完成“神十”与“天宫”对接、“嫦娥”携“玉兔”落月两大航天工程。
某航天爱好者提出“玉兔”回家的设想:如图,将携带“玉兔”的返回系统由月球表面发射到h 高度的轨道上,与在该轨道绕月球做圆周运动的飞船对接,然后由飞船送“玉兔”返回地球。
设“玉兔”质量为m ,月球半径为R ,月面的重力加速度为月g 。
以月面为零势能面,“玉兔”在h 高度的引力势能可表示为()h R R GMmhE P +=,其中G 为引力常量,M 为月球质量。
若忽略月球的自转,从开始发射到对接完成需要对“玉兔”做的功为( )A .(2)()mg R h R R h ++月 B .(2)()mg Rh R R h ++月C .2()()2mg R h R R h ++月 D .1()()2mg R h R R h ++月 【答案】D【解析】在月球表面上,2GMmmg R =月,而在距离月球表面h 高处时,22()GMm v m R h R h=++ 在高h 处玉兔的动能22122()2()k mg R GMmE mv R h R h ===++月,而将玉兔发送到该处时,对它做的功应等于它在该处的机械能,即对它做的功为W =k p E E +=1()()2mg R h R R h ++月,因此D 正确,ABC 错误。
【考点定位】万有引力与航天,机械能守恒及其应用13.【2015·福建·14】如图,若两颗人造卫星a 和b 均绕地球做匀速圆周运动,a 、b 到地心O 的距离分别为r 1、r 2,线速度大小分别为v 1、v 2。
则( )1221.v r A v r = 1122B.v r v r = 21221C.()v r v r = 21122C.()v rv r =【答案】 A【考点定位】万有引力定律 二、多项选择题14.【2017·江苏卷】“天舟一号”货运飞船于2017年4月20日在文昌航天发射中心成功发射升空,与“天宫二号”空间实验室对接前,“天舟一号”在距离地面约380 km 的圆轨道上飞行,则其( )(A )角速度小于地球自转角速度 (B )线速度小于第一宇宙速度 (C )周期小于地球自转周期(D )向心加速度小于地面的重力加速度 【答案】BCD 【解析】根据22MmGmr ma rω==知,“天舟一号”的角速度大于同步卫星的角速度,而同步卫星的角速度等于地球自转的角速度,所以“天舟一号”的角速度大于地球自转角的速度,周期小于地球自转的周期,故A 错误;C 正确;第一宇宙速度为最大的环绕速度,所以“天舟一号”的线速度小于第一宇宙速度,B 正确;地面重力加速度为2GMg R =,故“天舟一号”的向心加速度a 小于地面的重力加速度g ,故D 正确. 【考点定位】天体运动【名师点睛】卫星绕地球做圆周运动,考查万有引力提供向心力.与地球自转角速度、周期的比较,要借助同步卫星,天舟一号与同步卫星有相同的规律,而同步卫星与地球自转的角速度相同.15.【2011·天津卷】质量为m 的探月航天器在接近月球表面的轨道上飞行,其运动视为匀速圆周运动。