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高中物理
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综合题
1.
(2024高一下·闵行月考)
太空电梯是人类构想的一种通往太空的设备,如图是太空电梯升降舱与地球同步轨道上的太空站相连。将乘客送入距地球高度h约3.6×10
7
米的一座太空站。地球的质量𝑀地约为6×10
24
kg,地球的半径R约为6.4×10
6
m,引力常量𝐺=6.67×10
−11
N⋅m
2
/kg
2
。
(1) 太空站的速度第一宇宙速度
(选涂:A.大于 B.等于 C.小于);周期约为
。
(2) 地面上观察者测出高速上升的太空电梯从地面到太空站的时间为
, 而乘客测得的时间为
, 则下列选项正确的是( )
A .
B .
C .
(3) 当“太空电梯”停在距地面高度为
h
处,地球的自转不可忽略且地球可视为均质球体,关于“太空电梯”里的宇航员,下列说法中正确的是( )
A .
当
时,宇航员绕地心运动的线速度大小约为
B .
当
h
与地球同步卫星距地面高度相同时,宇航员处于完全失重状态
C .
h
越小,宇航员绕地心运动的向心加速度越大
D .
h
越大,宇航员绕地心运动的角速度越大,线速度越小
(4) 如图为加速度
a
与太空电梯距地心的距离
r
的关系图像,图线
A
为地球对太空电梯的引力产生的加速度大小,图线
B
表示太空电梯静止时的向心加速度大小,
R
表示地球半径。求:
(1)太空电梯从地表以
的加速度启动,质量为m的乘客承受的压力F;为了安全,乘客应保持什么姿势;
(2) 太空电梯匀速上升阶段乘客受到升降舱作用力大小的变化情况;分析说明并估算图中
的数值大小。
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