精品解析：山西大学附属中学校2025-2026学年第二学期期中测试高一物理试卷

山西大学附中 2025-2026学年第二学期高一年级期中考试 物理试题 一、单选题 1. 我国将在2030年前后实施火星采样返回。若a为火星表面赤道上的物体，b为轨道在火星赤道平面内的近火星表面卫星（轨道半径近似等于火星半径），c为在火星赤道上空的火星同步静止卫星，b、c两卫星的绕行方向相同。下列说法正确的是（　　） A. a、b、c的线速度大小关系为 B. a、b、c的角速度大小关系为 C. a、b、c的周期大小关系为 D. a、b、c的向心加速度大小关系为 【答案】D 【解析】 【详解】火星静止卫星的角速度等于火星自转角速度，则知a与c的角速度大小相等，即 根据 因卫星c的轨道半径大于火星的半径，可知 根据 因卫星c的轨道半径大于火星的半径，可知 对于卫星b与c，根据万有引力提供向心力得 可得，， 因卫星b的轨道半径小于卫星c的轨道半径，则，， 由上分析可知，三者的线速度大小关系为 角速度大小关系为 根据 周期大小关系为 向心加速度大小关系为。 故选D。 2. 如图，可视为质点的小球用细线悬于O点，使小球在水平面内以为圆心做匀速圆周运动，忽略空气阻力。悬挂小球的绳长l保持不变，改变悬点O到圆心的距离h，则小球做匀速圆周运动的角速度、周期、向心加速度大小、绳对小球的拉力大小随变化的关系图像中可能正确的是（　　） A. B. C. D. 【答案】BD 【解析】 【详解】A．设细线与方向的夹角为，对小球受力分析，水平方向根据牛顿第二定律有 竖直方向有， 解得 由上述分析可知，并不是一条直线，故A项错误； B．由周期与角速度的关系有 结合之前的分析解得 结合数学知识可知，故B项正确； C．由于， 由几何关系有 解得 结合数学知识可知，故C项错误； D．由于 又因为 整理有 结合数学知识可知，故D项正确。 故选BD。 3. 在多年前的农村，人们往往会选择让驴来拉磨把食物磨成面，假设驴对磨杆的拉力大小恒为 600 N，半径r为0.5 m，转动一周为5 s，下列说法正确的是（ ） A. 驴转动一周拉力所做的功为0 B. 驴转动一周拉力所做的功为600 J C. 驴转动一周拉力的平均功率为0 D. 驴转动一周拉力的平均功率为120π W 【答案】D 【解析】 【详解】AB．驴转动一周拉力所做的功为变力做功，由于驴转动一周的过程中，拉力的方向与运动的方向始终相同，根据微元法，求和可得驴转动一周拉力所做的功为，AB错误； CD．驴转动一周拉力的平均功率为，C错误，D正确。 故选D。 4. 如图，一灰色圆盘绕垂直于盘面的轴O顺时针匀速转动，转速为10r/s。在暗室中用每秒闪光9次的频闪光源照射圆盘，可观察到圆盘上白斑P每秒（ ） A. 逆时针旋转9圈 B. 顺时针旋转9圈 C. 逆时针旋转1圈 D. 顺时针旋转1圈 【答案】D 【解析】 【详解】带有白斑P的灰色圆盘，可绕轴O顺时针匀速转动，转速为10r/s，即 在暗室中用每秒闪光9次的频闪光源照射圆盘，即 由于，所以观察到白斑P顺时针旋转，则 所以观察到白斑P每秒顺时针旋转1圈。 故选D。 5. 如图所示，建筑工人向房顶抛投建筑材料，初速度大小为，与水平方向的夹角为，抛出点和落点的连线与水平方向夹角为，重力加速度大小为，忽略空气阻力。则点到点的距离是（　　） A. B. C. D. 【答案】C 【解析】 【详解】建筑工人向房顶抛投建筑材料，将斜抛运动分解为水平方向匀速直线运动和竖直方向匀变速直线运动。设到的距离为，运动时间为。将初速度沿水平和竖直方向分别分解为， 将位移沿水平和竖直方向分别分解为， 水平方向做匀速直线运动，有 整理得 竖直方向做匀变速直线运动，有 将​、代入竖直位移方程，得 化简得 解得 故选C。 6. 假设地球可视为质量均匀分布的球体。已知地球表面重力加速度在两极的大小为；在赤道的大小为；地球自转的周期为；引力常量为。则地球的密度为（　　） A. B. C. D. 【答案】D 【解析】 【详解】在两极时 在赤道时 又 联立解得 故选D。 7. 科学研究表明，当天体的逃逸速度（逃逸速度为其第一宇宙速度的倍）大于光速时，该天体就是黑洞。已知某天体与地球的半径之比为k，地球的质量为M，地球的环绕速度（第一宇宙速度）为v，光速为c，则要使该天体成为黑洞，其质量不应小于（　　） A. B. C. D. 【答案】C 【解析】 【详解】对地球有 得 同理对该天体有 该天体成为黑洞，需满足 联立解得 故选C。 二、多选题 8. 有关圆周运动的基本模型，下列说法正确的是（　　） A. 如图a，汽车通过拱桥最高点时对桥的压力大于重力 B. 如图b所示是两个圆锥摆A、B，细线悬挂于同一点且两小球处于同一水平面，则A、B小球做匀速圆周运动的周期相等 C. 如图c，同一小球在光滑而固定的圆锥筒内的A、B位置先后分别做匀速圆周运动，则小球在A位置的角速度不等于在B位置时的角速度 D. 如图d，火车转弯超过规定速度行驶时，内轨和轮缘间会有挤压作用 【答案】BC 【解析】 【详解】A．汽车在拱桥最高点时，合力向下提供向心力 可得桥对汽车的支持力 根据牛顿第三定律，汽车对桥的压力等于支持力，因此压力小于重力，A错误； B．对圆锥摆小球受力分析，重力和拉力的合力提供向心力 设悬挂点到圆周圆心的竖直高度为，由几何关系得 解得周期 两球处于同一水平面，相同，因此周期相等，B正确； C．对圆锥筒内小球受力分析，设侧棱与中轴线夹角为，合力提供向心力得 化简得 由图可知A位置圆周半径，因此，C正确； D．火车转弯时，重力与支持力的合力刚好提供规定速度的向心力。当速度超过规定速度时，所需向心力更大，合力不足，火车会向外偏移挤压外轨，外轨与轮缘间产生挤压作用，D错误。 故选BC。 9. 如图所示，质量均为m的A、B两个物块（均可视为质点），用一根不可伸长的轻绳连在一起，轻绳经过水平圆盘圆心的竖直线，开始时轻绳恰好拉直但无拉力，A、B两物块的转动半径为。A和B一起随圆盘绕竖直中心轴转动，转动角速度从零开始缓慢增大，直到两物块相对圆盘运动为止。它们与圆盘间的动摩擦因数均为，取最大静摩擦力等于滑动摩擦力，重力加速度为g，则（　　） A. 当圆盘的角速度小于时，绳中有拉力 B. 当圆盘的角速度大于时，绳中有拉力 C. 当圆盘的角速度等于时，物块A受到的摩擦力为零 D. 当圆盘的角速度等于时，物块A和B相对圆盘向A的一侧发生相对滑动 【答案】BC 【解析】 【详解】AB．物块随圆盘转动，静摩擦力提供向心力。由于B的半径大，根据可知，B需要的向心力大，故B先达到最大静摩擦力。当B的静摩擦力达到最大值时，绳子即将产生拉力，此时有 解得临界角速度 当时，绳中有拉力；当时，绳中无拉力，故A错误，B正确。 C．当圆盘的角速度等于时，绳中有拉力。对B分析，由牛顿第二定律得 解得 对A分析，需要的向心力 此时绳子对A的拉力恰好提供A所需的向心力，故A受到的摩擦力为零，故C正确； D．当角速度继续增大，A受到的摩擦力方向变为指向圆外（背离圆心）。当A的摩擦力也达到最大值时，两物块即将相对滑动。 对A有 对B有 联立解得 此时若角速度再增大，B做离心运动（向B侧滑动），A在绳子拉力作用下向圆心运动（也是向B侧滑动），故整体向B的一侧发生相对滑动，故D错误。 故选BC。 10. 北京时间2024年4月9日凌晨，由太阳和月球联袂出演的日全食“大片”在北美洲上映。对于绕地球做圆周运动的空间站，由于地球遮挡阳光，也会经历“日全食”过程。如图所示，已知地球的半径为R，自转周期为T0，地球空间站以周期T绕地球做圆周运动，空间站上的航天员在A点的最大观测角为2θ，引力常量为G，太阳光可视为平行光，地球视为质量分布均匀的球体，则下列说法正确的是（　　） A. 空间站距地面的高度为 B. 空间站绕地球运动的线速度为 C. 空间站每次经历“日全食”过程的时长为 D. 地球的平均密度为 【答案】C 【解析】 【详解】A．由几何关系得​ 即 空间站距地面高度，A错误； B．空间站绕地球做圆周运动，线速度​ 周期是空间站周期，不是地球自转周期​，B错误； C．太阳光为平行光，空间站在地球阴影区运动对应的圆心角为，空间站运动周期为，因此日全食时长 ​，C正确； D．万有引力提供向心力 解得地球质量​ 平均密度 ​，D错误。 故选C 。 三、实验题 11. “祖冲之”探究小组做研究平抛运动的实验，为了确定小球在不同时刻通过的位置，实验装置如图甲所示。实验操作的主要步骤如下： ①在一块平直木板上钉上复写纸和白纸，然后将其竖直立于斜槽轨道末端槽口E前，木板与槽口E之间有一段距离，并保持板面与轨道末端的水平段垂直。 ②使小球从斜槽上紧靠挡板处由静止滚下，小球撞到木板并在白纸上留下痕迹点A。 ③将木板水平向右平移一段距离x，再使小球从斜槽上紧靠挡板处由静止滚下，小球撞到木板并在白纸上留下痕迹点B。 ④将木板再水平向右平移同样的距离x，使小球仍从斜槽上紧靠挡板处由静止滚下，在白纸上得到痕迹点C。若测得两点间的距离为，两点间的距离为，已知当地重力加速度大小为。 （1）关于该实验，下列说法正确的是________。 A. 斜槽轨道必须尽可能光滑 B. 斜槽轨道末端必须保持水平 C. 每次释放小球的位置可以不同 D. 每次小球均须由斜面最高处释放 （2）一位同学测量出x的不同值及对应的和，令，并描绘出如图乙所示的图像。若已知图线的斜率为k，则小球平抛的初速度大小________（用表示）。 （3）若某次实验测得，，，取重力加速度大小，则在打点迹B前瞬间小球的速度大小为________，槽口E与点迹A间的高度差为________。（结果均保留两位有效数字） 【答案】（1）B （2） （3） ①. 2.5 ②. 5.0 【解析】 【小问1详解】 A．只要保证小球过E点的速度相同即可，不需要斜槽轨道必须光滑，故A错误； B．本实验是研究平抛运动，因此斜槽轨道末端必须保持水平，故B正确； C．为了保证小球过E点的速度相同，每次小球必须从相同位置静止释放，故C错误； D．只需要保证每次小球释放的高度相同即可，不一定要在斜面最高处释放小球，故D错误。 故选B。 【小问2详解】 由平抛规律，水平方向上有① 竖直方向上，由逐差法有② 推导得 图像的斜率 小球平抛的初速度大小 【小问3详解】 [1]将题干给的数据代入①②式解得， 小球经过B点时竖直方向的速度大小为 故小球经过B点时速度大小为 [2]点迹A的竖直方向的速度满足 解得 槽口E与点迹A间的高度差满足 解得 12. 某同学为了验证牛顿第二定律，设计了如图所示的实验装置，将一水平玻璃管固定在竖直转轴上，连接处固定有一力传感器，用一段长为L2的轻绳，一端固定在力传感器上，另一端与长为L1（比L2小得多）的水柱（重心可视为在水柱中间，水柱两端有轻质软活塞）右侧活塞相连，让该装置随转轴以不同的角速度ω转动，探究力传感器示数F、角速度ω、水柱质量m、L1、L2之间的关系。请你帮助该同学完成以下问题： （1）该实验需要验证的关系式是_______（用F、m、L1、L2、ω等表示）。 （2）安装器材过程中，因操作不当，水柱中混入气体，转动后，靠近转轴处有一个气泡，其他步骤均正确，理论上拉力传感器测出的拉力应_______（选填“大于”“等于”或“小于”）由表达式计算出的水柱所需向心力。 （3）该同学发现气泡后，停止实验，将气泡排出后，重新测量水柱长度，按正确操作进行实验，整理数据时发现测出的拉力始终小于由表达式算出的水柱所需向心力，可能的原因是_______。 【答案】（1） （2）大于 （3）活塞与玻璃管间存在摩擦力 【解析】 【小问1详解】 装置随转轴以不同的角速度ω转动时，对水柱有， 所以 【小问2详解】 由于气泡靠近转轴，则水柱的重心应位于水柱中间靠外的位置，即转动半径变大，所以理论上拉力传感器测出的拉力应大于由表达式计算出的水柱所需向心力。 【小问3详解】 若测出的拉力始终小于由表达式算出的水柱所需向心力，则水柱所需向心力可能由拉力与活塞与玻璃管间的摩擦力的合力提供，即活塞与玻璃管间存在摩擦力。 四、解答题 13. 如图所示，一台起重吊车将质量m=500kg的重物由静止开始以 a=0.2m/s2加速度竖直向上匀加速提升，t=10s末之后保持功率不变继续提升重物，直至重物匀速上升。取不计空气阻力，求： （1）前10s起重吊车拉力F的大小； （2）10s末起重机的瞬时功率P； （3）重物上升的最大速度； （4）重物开始运动后15s内起重机提升重物的平均功率。 【答案】（1）5100N；（2）10200W；（3）2.04m/s；（4）6800W 【解析】 【详解】（1）由牛顿第二定律有 解得 F =5100 N （2）起重机做匀加速直线运动，有 解得 P =10200 W （3）达到最大速度时，加速度为零，有 解得 m/s （4）匀加速直线运动阶段牵引力做功为 10s~15s牵引力的功为 平均功率为 14. 如图所示，在某星球的赤道平面内有一探测卫星a沿着圆轨道绕该星球转动，绕行方向与该星球自转方向相同，卫星通过发射激光与星球赤道上一固定的观测站P保持通信，已知该星球半径为R、自转周期为T，卫星轨道半径为，周期为，万有引力常量为G。求： （1）该星球赤道表面上的重力加速度大小； （2）该星球的第一宇宙速度； （3）某次通信过程中卫星a正好位于观测站P点的正上方，此次通信过程还能持续的时间。 【答案】（1） （2） （3） 【解析】 【小问1详解】 在赤道表面上的物体，根据重力与万有引力之间的关系有 对探测卫星有 联立解得该星球赤道表面上的重力加速度大小 【小问2详解】 根据开普勒第三定律可得 可得近地卫星的周期为 该星球的第一宇宙速度为 （用其他表达式求出也可） 【小问3详解】 由几何知识知，卫星与观测站能保持通信，则卫星、观测站和星球球心连线的夹角最大为，由 解得 15. 如图（a）所示为自行车气门嘴灯，它通过接触式开关控制，其结构如图（b）所示，弹簧一端固定在顶部，一端与一个滑块连接。触点a、b分别装在滑块上和气门嘴灯的底部。当车轮转动的角速度达到一定值时，滑块拉伸弹簧后使触点a、b接触，从而接通电路，使气门嘴灯发光。已知滑块与a的总质量为m，弹簧劲度系数为k，b点与车轮圆心距离为R。车轮静止且气门嘴灯在最低点时（a在上方，b在下方），a、b距离（d远小于R）。重力加速度大小为g，不计接触式开关中的一切摩擦，滑块和a、b均视为质点。 （1）若自行车在平直道路上前进，车轮与地面之间始终不打滑，不计轮胎的厚度，则气门嘴灯从最低点转过半圈到达最高点的过程中，其位移大小是多少？ （2）当弹簧处于原长时，求a、b的距离d0； （3）若车轮匀速转动，气门嘴灯到达最低点时刚好发光，求车轮转动的角速度ω1大小； （4）若车轮匀速转动的角速度，求车轮每转一圈过程中气门嘴灯发光的时间。 【答案】（1） （2） （3） （4） 【解析】 【小问1详解】 气门嘴灯从最低点转过半圈到达最高点的过程中，位移大小为 【小问2详解】 车轮静止且气门嘴灯在最低点时，有 解得此时弹簧的伸长量为 当弹簧处于原长时，a、b的距离为 【小问3详解】 若车轮匀速转动，气门嘴灯到达最低点时刚好发光，则 解得 【小问4详解】 若气门嘴灯到达最高点时刚好发光，有 解得 由于 则车轮转动一圈的过程中，气门嘴灯不能一直发光，设其刚好发光的位置与车轮圆心连线竖直向上方向的夹角为θ，如图所示 根据牛顿第二定律可得 解得 转动周期为 则一个周期内，气门嘴灯发光的时间为 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $ 山西大学附中 2025-2026学年第二学期高一年级期中考试 物理试题 一、单选题 1. 我国将在2030年前后实施火星采样返回。若a为火星表面赤道上的物体，b为轨道在火星赤道平面内的近火星表面卫星（轨道半径近似等于火星半径），c为在火星赤道上空的火星同步静止卫星，b、c两卫星的绕行方向相同。下列说法正确的是（　　） A. a、b、c的线速度大小关系为 B. a、b、c的角速度大小关系为 C. a、b、c的周期大小关系为 D. a、b、c的向心加速度大小关系为 2. 如图，可视为质点的小球用细线悬于O点，使小球在水平面内以为圆心做匀速圆周运动，忽略空气阻力。悬挂小球的绳长l保持不变，改变悬点O到圆心的距离h，则小球做匀速圆周运动的角速度、周期、向心加速度大小、绳对小球的拉力大小随变化的关系图像中可能正确的是（　　） A. B. C. D. 3. 在多年前的农村，人们往往会选择让驴来拉磨把食物磨成面，假设驴对磨杆的拉力大小恒为 600 N，半径r为0.5 m，转动一周为5 s，下列说法正确的是（ ） A. 驴转动一周拉力所做的功为0 B. 驴转动一周拉力所做的功为600 J C. 驴转动一周拉力的平均功率为0 D. 驴转动一周拉力的平均功率为120π W 4. 如图，一灰色圆盘绕垂直于盘面的轴O顺时针匀速转动，转速为10r/s。在暗室中用每秒闪光9次的频闪光源照射圆盘，可观察到圆盘上白斑P每秒（ ） A. 逆时针旋转9圈 B. 顺时针旋转9圈 C. 逆时针旋转1圈 D. 顺时针旋转1圈 5. 如图所示，建筑工人向房顶抛投建筑材料，初速度大小为，与水平方向的夹角为，抛出点和落点的连线与水平方向夹角为，重力加速度大小为，忽略空气阻力。则点到点的距离是（　　） A. B. C. D. 6. 假设地球可视为质量均匀分布的球体。已知地球表面重力加速度在两极的大小为；在赤道的大小为；地球自转的周期为；引力常量为。则地球的密度为（　　） A. B. C. D. 7. 科学研究表明，当天体的逃逸速度（逃逸速度为其第一宇宙速度的倍）大于光速时，该天体就是黑洞。已知某天体与地球的半径之比为k，地球的质量为M，地球的环绕速度（第一宇宙速度）为v，光速为c，则要使该天体成为黑洞，其质量不应小于（　　） A. B. C. D. 二、多选题 8. 有关圆周运动的基本模型，下列说法正确的是（　　） A. 如图a，汽车通过拱桥最高点时对桥的压力大于重力 B. 如图b所示是两个圆锥摆A、B，细线悬挂于同一点且两小球处于同一水平面，则A、B小球做匀速圆周运动的周期相等 C. 如图c，同一小球在光滑而固定的圆锥筒内的A、B位置先后分别做匀速圆周运动，则小球在A位置的角速度不等于在B位置时的角速度 D. 如图d，火车转弯超过规定速度行驶时，内轨和轮缘间会有挤压作用 9. 如图所示，质量均为m的A、B两个物块（均可视为质点），用一根不可伸长的轻绳连在一起，轻绳经过水平圆盘圆心的竖直线，开始时轻绳恰好拉直但无拉力，A、B两物块的转动半径为。A和B一起随圆盘绕竖直中心轴转动，转动角速度从零开始缓慢增大，直到两物块相对圆盘运动为止。它们与圆盘间的动摩擦因数均为，取最大静摩擦力等于滑动摩擦力，重力加速度为g，则（　　） A. 当圆盘的角速度小于时，绳中有拉力 B. 当圆盘的角速度大于时，绳中有拉力 C. 当圆盘的角速度等于时，物块A受到的摩擦力为零 D. 当圆盘的角速度等于时，物块A和B相对圆盘向A的一侧发生相对滑动 10. 北京时间2024年4月9日凌晨，由太阳和月球联袂出演的日全食“大片”在北美洲上映。对于绕地球做圆周运动的空间站，由于地球遮挡阳光，也会经历“日全食”过程。如图所示，已知地球的半径为R，自转周期为T0，地球空间站以周期T绕地球做圆周运动，空间站上的航天员在A点的最大观测角为2θ，引力常量为G，太阳光可视为平行光，地球视为质量分布均匀的球体，则下列说法正确的是（　　） A. 空间站距地面的高度为 B. 空间站绕地球运动的线速度为 C. 空间站每次经历“日全食”过程的时长为 D. 地球的平均密度为 三、实验题 11. “祖冲之”探究小组做研究平抛运动的实验，为了确定小球在不同时刻通过的位置，实验装置如图甲所示。实验操作的主要步骤如下： ①在一块平直木板上钉上复写纸和白纸，然后将其竖直立于斜槽轨道末端槽口E前，木板与槽口E之间有一段距离，并保持板面与轨道末端的水平段垂直。 ②使小球从斜槽上紧靠挡板处由静止滚下，小球撞到木板并在白纸上留下痕迹点A。 ③将木板水平向右平移一段距离x，再使小球从斜槽上紧靠挡板处由静止滚下，小球撞到木板并在白纸上留下痕迹点B。 ④将木板再水平向右平移同样的距离x，使小球仍从斜槽上紧靠挡板处由静止滚下，在白纸上得到痕迹点C。若测得两点间的距离为，两点间的距离为，已知当地重力加速度大小为。 （1）关于该实验，下列说法正确的是________。 A. 斜槽轨道必须尽可能光滑 B. 斜槽轨道末端必须保持水平 C. 每次释放小球的位置可以不同 D. 每次小球均须由斜面最高处释放 （2）一位同学测量出x的不同值及对应的和，令，并描绘出如图乙所示的图像。若已知图线的斜率为k，则小球平抛的初速度大小________（用表示）。 （3）若某次实验测得，，，取重力加速度大小，则在打点迹B前瞬间小球的速度大小为________，槽口E与点迹A间的高度差为________。（结果均保留两位有效数字） 12. 某同学为了验证牛顿第二定律，设计了如图所示的实验装置，将一水平玻璃管固定在竖直转轴上，连接处固定有一力传感器，用一段长为L2的轻绳，一端固定在力传感器上，另一端与长为L1（比L2小得多）的水柱（重心可视为在水柱中间，水柱两端有轻质软活塞）右侧活塞相连，让该装置随转轴以不同的角速度ω转动，探究力传感器示数F、角速度ω、水柱质量m、L1、L2之间的关系。请你帮助该同学完成以下问题： （1）该实验需要验证的关系式是_______（用F、m、L1、L2、ω等表示）。 （2）安装器材过程中，因操作不当，水柱中混入气体，转动后，靠近转轴处有一个气泡，其他步骤均正确，理论上拉力传感器测出的拉力应_______（选填“大于”“等于”或“小于”）由表达式计算出的水柱所需向心力。 （3）该同学发现气泡后，停止实验，将气泡排出后，重新测量水柱长度，按正确操作进行实验，整理数据时发现测出的拉力始终小于由表达式算出的水柱所需向心力，可能的原因是_______。 四、解答题 13. 如图所示，一台起重吊车将质量m=500kg的重物由静止开始以 a=0.2m/s2加速度竖直向上匀加速提升，t=10s末之后保持功率不变继续提升重物，直至重物匀速上升。取不计空气阻力，求： （1）前10s起重吊车拉力F的大小； （2）10s末起重机的瞬时功率P； （3）重物上升的最大速度； （4）重物开始运动后15s内起重机提升重物的平均功率。 14. 如图所示，在某星球的赤道平面内有一探测卫星a沿着圆轨道绕该星球转动，绕行方向与该星球自转方向相同，卫星通过发射激光与星球赤道上一固定的观测站P保持通信，已知该星球半径为R、自转周期为T，卫星轨道半径为，周期为，万有引力常量为G。求： （1）该星球赤道表面上的重力加速度大小； （2）该星球的第一宇宙速度； （3）某次通信过程中卫星a正好位于观测站P点的正上方，此次通信过程还能持续的时间。 15. 如图（a）所示为自行车气门嘴灯，它通过接触式开关控制，其结构如图（b）所示，弹簧一端固定在顶部，一端与一个滑块连接。触点a、b分别装在滑块上和气门嘴灯的底部。当车轮转动的角速度达到一定值时，滑块拉伸弹簧后使触点a、b接触，从而接通电路，使气门嘴灯发光。已知滑块与a的总质量为m，弹簧劲度系数为k，b点与车轮圆心距离为R。车轮静止且气门嘴灯在最低点时（a在上方，b在下方），a、b距离（d远小于R）。重力加速度大小为g，不计接触式开关中的一切摩擦，滑块和a、b均视为质点。 （1）若自行车在平直道路上前进，车轮与地面之间始终不打滑，不计轮胎的厚度，则气门嘴灯从最低点转过半圈到达最高点的过程中，其位移大小是多少？ （2）当弹簧处于原长时，求a、b的距离d0； （3）若车轮匀速转动，气门嘴灯到达最低点时刚好发光，求车轮转动的角速度ω1大小； （4）若车轮匀速转动的角速度，求车轮每转一圈过程中气门嘴灯发光的时间。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $