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【题目】人类向宇宙空间发展最具可能的是在太阳系内地球附近建立“太空城”.设想中的一个圆柱形太空城,其外壳为金属材料,长1600m,直径200m,内壁沿纵向分隔成6个部分,窗口和人造陆地交错分布,陆地上覆盖1.5m厚的土壤,窗口外有巨大的铝制反射镜,可调节阳光的射入,城内部充满空气,太空城内的空气、水和土壤最初可从地球和月球运送,以后则在太空城内形成与地球相同的生态环境.为了使太空城内的居民能如地球上一样具有“重力”,以适应人类在地球上的行为习惯,太空城将在电力的驱动下,绕自己的中心轴以一定的角速度转动.如图为太空城垂直中心轴的截面,以下说法正确的有( )

A.太空城内物体所受的“重力”一定通过垂直中心轴截面的圆心
B.人随太空城自转所需的向心力由人造陆地对人的支持力提供
C.太空城内的居民不能运用天平准确测出质量
D.太空城绕自己的中心轴转动的角速度越大,太空城的居民受到的“重力”越大

【答案】A,B,D
【解析】解:A、太空城内物体做匀速圆周运动,向心力指向圆心,故其所受的“重力”一定通过垂直中心轴截面的圆心且向外,故A正确;

B、太空城内物体做匀速圆周运动,人随太空城自转所需的向心力由人造陆地对人的支持力提供,故B正确;

C、天平的测量原理是等臂杠杆,故太空城内的居民可以运用天平准确测出质量,故C错误;

D、等效重力等于向心力,故: ,故太空城绕自己的中心轴转动的角速度越大,太空城的居民受到的“重力”越大,故D正确

故选:ABD

【考点精析】本题主要考查了万有引力定律及其应用的相关知识点,需要掌握应用万有引力定律分析天体的运动:把天体的运动看成是匀速圆周运动,其所需向心力由万有引力提供.即 F=F向;应用时可根据实际情况选用适当的公式进行分析或计算.②天体质量M、密度ρ的估算才能正确解答此题.

练习册系列答案
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【题目】 2009哈尔滨第24届大学生冬季运动会的高山滑雪。有一滑雪坡由AB和BC组成,AB是倾角为37°的斜坡,BC是半径为R=5m的圆弧面,圆弧面和斜面相切于B,与水平面相切于C,如图所示,AB竖直高度差hl=8.8m,竖直台阶CD高度差为h2=5m,台阶底端与倾角为37°斜坡DE相连.运动员连同滑雪装备总质量为80kg,从A点由静止滑下通过C点后飞落到DE上(不计空气阻力和轨道的摩擦阻力,g取10m/s2,sin37°=0.6,cos37°=0.8).求:

(1)运动员到达C点的速度大小;

(2)运动员经过C点时轨道受到的压力大小;

(3)运动员在空中飞行的时间.

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【题目】真空中有如图所示的矩形区域,该区域总高度为2h、总宽度为4h,其中上半部分有磁感应强度大小为B、方向垂直纸面向里的水平匀强磁场,下半部分有方向竖直向下的匀强电场。以水平分界线为x轴,正中心为坐标原点O,在处有一与x轴垂直的足够大的光屏(图中未画出)。质量为m、电荷量为q的带负电粒子不断地从下边界中点P处由静止开始经过匀强电场加速,通过坐标原点后射入匀强磁场中。粒子间的相互作用和粒子重力均不计。

(1)若粒子从P点开始到第二次通过x轴时,恰好过x=h的点A,求加速电场的场强

(2)若要求粒子从磁场的右侧边界射出,求符合条件的加速电场场强的范围。

(3)若将光屏向x轴正方向平移,粒子打在屏上的位置始终不改变,则加速电场的场强多大?粒子在电场和磁场中运动的总时间多长?

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【题目】如图是质量为1kg的质点在水平面上运动的v﹣t图象,以水平向右的方向为正方向.以下判断正确的是( )

A. 03.0s时间内,合力对质点做功为10J

B. 4.0s6.0s时间内,质点的平均速度为3m/s

C. 1.0s5.0s时间内,合力的平均功率为4W

D. t=6.0s时,质点加速度为零

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【题目】如图所示是汽车的牵引力F和车速v的倒数的关系图线;若汽车的质量为2×103kg,由静止开始沿平直公路行驶,阻力恒定,最大速度车速为30m/s,则以下说法正确的是(

A.汽车运动过程中受到的阻力为6×103N

B.汽车的额定功率为6×104W

C.汽车先做匀加速运动,然后再做匀速直线运动

D.汽车做匀加速运动的时间是10s

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【题目】为了探究动能定理,一位同学设计了如图所示的实验装置.他先固定并调整斜槽,让末端O点的切线水平,再将一木板竖直放置并固定,木板到斜槽末端O的距离为s,使小球从斜槽上某一标记点由静止释放,若小球到达斜槽底端时下落的高度为H、小球从O点做平抛运动击中木板时下落的高度为y.

(1)假定斜槽光滑,小球由静止滑下到击中木板的过程中,满足动能定理的关系式为:
(2)若斜槽倾角为θ,小球与斜槽之间的动摩擦因数为μ(只考虑滑动摩擦力,且小球与水平槽之间的摩擦不计),小球由静止滑下到击中木板的过程中,满足动能定理的关系式是:
(3)改变小球在斜槽上的释放位置,进行多次测量,能得到多组关于H和y的数据,若以H为横坐标,从(1)、(2)中的关系式可知以为纵坐标,通过描点作图,能得到一条倾斜的直线.

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【题目】轻质弹簧原长为2l,将弹簧竖直放置在地面上,在其顶端将一质量为5m的物体由静止释放,当弹簧被压缩到最短时,弹簧长度为l.现将该弹簧水平放置,一端固定在A点,另一端与物块P接触但不连接.AB是长度为5l的水平轨道,B端与半径为l的光滑半圆轨道BCD相切,半圆的直径BD竖直,如图所示.物块P与AB间的动摩擦因数μ=0.5.用外力推动物块P,将弹簧压缩至长度l,然后释放,P开始沿轨道运动,重力加速度大小为g.

(1)若P的质量为m,求P到达B点时速度的大小,以及它离开圆轨道后落回到AB上的位置与B点间的距离;
(2)若P能滑上圆轨道,且仍能沿圆轨道滑下,求P的质量的取值范围.

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【题目】如图所示,质量为M=0.2 kg的木块放在水平台面上,台面比水平地面高出h=0.20 m,木块离台的右端L=1.7 m。质量为m=0.10M的子弹以v0=180 m/s的速度水平射向木块,当子弹以v=90 m/s的速度水平射出时,木块的速度为v1=9 m/s(此过程作用时间极短,可认为木块的位移为零)。若木块落到水平地面时的落地点到台面右端的水平距离为l=1.6 m,求:

(1)木块对子弹所做的功W1和子弹对木块所做的功W2

(2)木块与台面间的动摩擦因数μ。

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【题目】利用霍尔效应制作的霍尔元件,广泛应用于测量和自动控制等领域。如图所示是霍尔元件的工作原理示意图,磁感应强度B垂直于霍尔元件的工作面向下,当元件中通入图示方向的电流I时,CD两侧面会形成一定的电势差U。下列说法中正确的是

A. C侧面电势高于D侧面,则元件中形成电流的载流子带负电

B. C侧面电势高于D侧面,则元件中形成电流的载流子带正电

C. 在地球南、北极上方测地磁场强弱时,元件工作面竖直放置时U最大

D. 在地球赤道上方测地磁场强弱时,元件工作面竖直放置且与地球经线垂直时,U最大

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