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【題目】旅居加拿大十六歲學生溫家輝,2009年在美國太空總署主辦的太空移民設計賽中奪冠.溫家輝的獲獎設計是一個高1.6 km的圓筒形建筑,命名為Asten,如題圖所示,內徑約1 km,圓筒由一個個可以住人的環(huán)形物堆疊而成,并在電力的驅動下繞著中心軸以一定的角速度轉動,從而產生 “模擬重力”,使居民能在重力環(huán)境下生活.垂直中心軸的截面圖如題所示,圓筒的內壁正好是城市的地面,因此,生活在這座太空城市的人,站在地面上,跟站在地球地面上的感覺沒有區(qū)別.以下說法正確的有(。

A.太空城內的居民不能運用天平準確測出質量

B.太空城內物體所受的重力一定通過垂直中心軸截面的圓心

C.人隨太空城自轉所需的向心力由人造陸地對人的支持力提供

D.太空城繞自己的中心軸轉動的角速度越大,太空城的居民受到的重力越大

【答案】BCD

【解析】

A.天平的測量原理是等臂杠桿,故太空城內的居民可以運用天平準確測出質量,故A錯誤;

B.太空城內物體做勻速圓周運動,向心力指向圓心,故其所受的“重力”一定通過垂直中心軸截面的圓心且向外,故B正確;

C.太空城內物體做勻速圓周運動,人隨太空城自轉所需的向心力由人造陸地對人的支持力提供,故C正確;

D.等效重力等于向心力,故

故太空城繞自己的中心軸轉動的角速度越大,太空城的居民受到的“重力”越大,故D正確。

練習冊系列答案
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科目:高中物理 來源: 題型:

【題目】如圖所示,在間距L=0.2m的兩光滑平行水平金屬導軌間存在方向垂直于紙面(向內為正)的磁場,磁感應強度為分布沿y方向不變,沿x方向如下:

導軌間通過單刀雙擲開關S連接恒流源和電容C=1F的未充電的電容器,恒流源可為電路提供恒定電流I=2A,電流方向如圖所示。有一質量m=0.1kg的金屬棒ab垂直導軌靜止放置于x0=0.7m處。開關S擲向1,棒ab從靜止開始運動,到達x3=-0.2m處時,開關S擲向2。已知棒ab在運動過程中始終與導軌垂直。求:

(提示:可以用Fx圖象下的面積代表力F所做的功)

(1)棒ab運動到x1=0.2m時的速度v1;

(2)棒ab運動到x2=-0.1m時的速度v2;

(3)電容器最終所帶的電荷量Q。

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【題目】如圖,絕熱圓筒長為2L、橫截面積為S,筒內有壓強為P0、溫度為T0的氣體,與桿相連的活塞將筒內氣體分成相等的A、B兩部分,現用導熱材料將圓筒兩端封閉。桿和活塞都是絕熱的、體積不計,接觸處均不漏氣,但可以無摩擦地移動。現緩慢拉動桿使活塞向左移動到達圖中a處時靜止。

(1)求活塞停在a處時,桿受到的拉力;

(2)改變A部分的溫度,使得撤去桿的拉力時,活塞仍停在a處,求此時A部分的溫度。

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【題目】我國ETC聯網正式啟動運行,ETC是電子不停車收費系統(tǒng)的簡稱.汽車分別通過ETC通道和人工收費通道的流程如圖所示.假設汽車以v0=15m/s朝收費站正常沿直線行駛,如果過ETC通道,需要在收費線中心線前10m處正好勻減速至v=5m/s,勻速通過中心線后,再勻加速至v0正常行駛;如果過人工收費通道,需要恰好在中心線處勻減速至零,經過20s繳費成功后,再啟動汽車勻加速至v0正常行駛.設汽車加速和減速過程中的加速度大小均為1m/s2,求:

1)汽車過ETC通道時,從開始減速到恢復正常行駛過程中的位移大;

2)汽車過ETC通道比過人工收費通道節(jié)省的時間是多少.

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【題目】在動畫片熊出沒中,熊二在山坡頂部放置了一塊球形滾石,當光頭強在山上砍樹時,放下滾石,來趕跑光頭強。為簡化過程,我們將山坡看成一個固定的斜面,假設滾石從長為的斜面頂端靜止?jié)L下,在斜面上作加速度的勻加速直線運動,滾到水平地面后,開始的勻減速直線運動,假設滾石在斜面底端滾到水平面時的速度大小不變。一開始光頭強在斜面的中點處伐樹,當他發(fā)現滾石開始運動立即以的速度往山下逃跑,設光頭強達到水平地面后的速度大小與山坡上保持一致,且運動方向始終和滾石在同一豎直平面內,求:

光頭強跑到水平地面時,滾石離他有多遠?

滾石最終是否會到光頭強,如果會,求出何時何地壓到。如果不會,求兩者的最小間距。

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【題目】如圖所示,足夠長的傳送帶與水平面的夾角θ=,傳送帶順時針勻速轉動的速度大小v0=2m/s,物塊A的質量m1=1kg,與傳送帶間的動摩擦因數;物塊B的質量m2=3kg,與傳送帶間的動摩擦因數。將兩物塊由靜止開始同時在傳送帶上釋放,經過一段時間兩物塊發(fā)生碰撞,并且粘在一起,開始釋放時兩物塊間的距離L=13m。已知重力加速度g=10m/s2,A、B始終未脫離傳送帶,最大靜摩擦力等于滑動摩擦力。求:

(1)兩物塊剛釋放后各自加速度的大小;

(2)兩物塊釋放后經多長時間發(fā)生碰撞;

(3)兩物塊碰撞后10s內在傳送帶上劃過的痕跡長度。

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【題目】如圖甲所示,輕彈簧豎直放置,下端固定在水平地面上,一質量為 m 的小球,從離彈簧上端高 h 處由靜止釋放。研究小球落到彈簧上后繼續(xù)向下運動到最低點的過程,以小球開始下落的位置為原點,沿豎直向下方向建立坐標軸 Ox,做出小球所受彈力 F 的大小隨小球下落的位置坐標 x 變化的關系,如圖乙所示,不計空氣阻力,重力加速度為 g。以下說法正確的是( 。

A.小球落到彈簧上向下運動到最低點的過程中,速度始終減小

B.小球落到彈簧上向下運動到最低點的過程中,加速度先減小后增大

C. xh2x0 時,小球的動能為零

D.小球動能的最大值為

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【題目】霧霾天氣會使路交通環(huán)境也受到一定的影響.某日霧霾天氣,路上能見度(觀察者與能看見的最遠目標間的距離)60m,一汽車在平直公路上以v072 km/h的速度行駛,該司機的反應時間Δt0.6 s,汽車剎車時能產生的最大加速度a4 m/s2.

(1)汽車在司機反應時間Δt內行駛多長距離?

(2)請根據以上數據分析,一旦在能見度處出現障礙物,汽車能否避免與障礙物碰撞.

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【題目】陜西漢中天坑群是全球較大的天坑群地質遺跡,如鎮(zhèn)巴三元圈子崖天坑,最大深度300m,在某次勘察中,一質量為60kg的探險隊員利用豎直方向的探險繩從坑沿滑到坑底。若隊員先從靜止開始做勻加速直線運動,下滑20s時速度達到5m/s,然后以此速度勻速運動45s,最后勻減速直線運動10s到達坑底速度恰好為零。整個下行過程中探險繩始終處于豎直,探險隊員視為質點。求:

(1)勻加速階段的加速度大小a1及勻加速下降的高度h1;

(2)勻減速下降時探險隊員的加速度大小a2

(3)探險隊員整個下落過程的平均速度大小。

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