精品解析:北京师范大学第二附属中学2025-2026学年高一下学期测试物理(选考)试题
2026-05-18
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资源信息
| 学段 | 高中 |
| 学科 | 物理 |
| 教材版本 | - |
| 年级 | 高一 |
| 章节 | - |
| 类型 | 试卷 |
| 知识点 | - |
| 使用场景 | 同步教学-阶段检测 |
| 学年 | 2026-2027 |
| 地区(省份) | 北京市 |
| 地区(市) | 北京市 |
| 地区(区县) | 西城区 |
| 文件格式 | ZIP |
| 文件大小 | 9.52 MB |
| 发布时间 | 2026-05-18 |
| 更新时间 | 2026-05-18 |
| 作者 | 学科网试题平台 |
| 品牌系列 | - |
| 审核时间 | 2026-05-18 |
| 下载链接 | https://m.zxxk.com/soft/57927549.html |
| 价格 | 4.00储值(1储值=1元) |
| 来源 | 学科网 |
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内容正文:
北京师大二附中2025—2026学年度第二学期测试题
高一物理(选考)
第一部分(选择题,共43分)
一、选择题。本题共9小题,每小题3分,共27分。在每小题给出的四个选项中,只有一个选项符合题意,选对得3分,选错或不答得0分。
1. 两个质点之间万有引力的大小为,如果将这两个质点之间的距离变为原来的倍,那么它们之间万有引力的大小变为( )
A. B. C. D.
【答案】B
【解析】
【详解】根据万有引力公式
当距离由变成的过程中,万有引力变成
故选B。
2. 年,英国物理学家卡文迪许做了一项伟大的实验,他把这项实验说成是“称量地球的质量”。在这个实验中首次测量出了( )
A. 引力常量 B. 地球的公转周期
C. 月球到地球的距离 D. 地球表面附近的重力加速度
【答案】A
【解析】
【详解】1798年英国物理学家卡文迪许测出万有引力常量G,根据万有引力等于重力,有
则地球的质量,因为地球表面的重力加速度和地球的半径已知,所以根据公式即可求出地球的质量,因此卡文迪许被人们称为能称出地球质量的人,故A正确,BCD错误。
故选A。
3. 下列关于万有引力定律的说法中正确的是( )
A. 万有引力定律公式在任何情况下都是适用的
B. 中的G是比例常数,它和动摩擦因数一样都没有单位
C. 由可知,当两个物体间距离r接近0时,它们之间的引力接近无限大
D. 万有引力定律是牛顿发现的
【答案】D
【解析】
【详解】A.万有引力定律公式仅适用于质点间、均匀球体(或球壳)间的引力计算,并非任何情况都适用,故A错误;
B.由推导可得的单位为,是有单位的物理量,动摩擦因数无单位,二者性质不同,故B错误;
C.当两个物体间距离接近0时,物体不能被看作质点,万有引力公式不再适用,无法得到引力接近无限大的结论,故C错误;
D.万有引力定律是牛顿发现的,故D正确。
故选D。
4. 如图所示,在匀速转动的水平圆盘上有两个质量相同的物块P和Q两物块均可视为质点,它们随圆盘一起做匀速圆周运动,线速度大小分别为和,摩擦力大小分别为和,下列说法中正确的是
A. B.
C. D.
【答案】A
【解析】
【详解】同轴传动角速度相等,故ωp=ωq,由于rp<rQ,根据v=rω,有vp<vQ,故CD错误;由于rp<rQ,根据F=mrω2可知Fp<FQ,故A正确,B错误;故选A.
5. 一辆汽车在水平公路上减速转弯,沿曲线由M向N行驶。下图分别画出了汽车转弯时所受合力F的四种方向,可能正确的是( )
A. B.
C. D.
【答案】C
【解析】
【详解】汽车做的是曲线运动,汽车受到的合力应该指向运动轨迹弯曲的内侧,由于汽车是从M向N运动的,并且速度在减小,所以合力的方向与汽车的速度方向的夹角要大于90°
故选C。
6. 把火星和地球绕太阳运行的轨道视为匀速圆周运动。由火星和地球绕太阳运动的周期之比可以求得( )
A. 火星和地球绕太阳运行速度大小之比 B. 火星和太阳的质量之比
C. 太阳和地球的质量之比 D. 火星和地球的密度之比
【答案】A
【解析】
【详解】A.根据开普勒第三定律(仅与中心天体太阳有关)
已知二者周期比可求出轨道半径之比;再结合线速度公式
联立轨道半径比和周期比即可求得二者绕太阳运行的速度大小之比,故A正确;
B.由万有引力提供向心力得
公式中环绕天体(火星)的质量会被约去,无法求得火星质量,因此不能得到火星和太阳的质量之比,故B错误;
C.同理,上述公式中环绕天体(地球)的质量会被约去,无法求得地球质量,因此不能得到太阳和地球的质量之比,故C错误;
D.行星自身质量无法通过绕太阳的运动参数求得,且题目未给出火星和地球的自身半径,无法计算二者密度,故D错误。
故选A。
7. 自行车用链条传动来驱动后轮前进,下图是链条传动的示意图,两个齿轮俗称“牙盘”。A、B、C分别为牙盘边缘和后轮边缘上的点,大齿轮半径为、小齿轮半径为、后轮半径为。下列说法正确的是( )
A. A、B两点的角速度大小相等
B. B、C两点的线速度大小相等
C. 大、小齿轮的转速n之比为
D. 在水平路面匀速骑行时,脚蹦板转一圈,自行车前进的距离为
【答案】D
【解析】
【详解】A.A、B两点属于皮带传动模型,线速度相等,因为半径不同,所以角速度不相等,故A错误;
B.B、C两点属于同轴传动模型,角速度相等,因为半径不同,所以线速度不相等,故B错误;
C.转速之比
故C错误;
D.当脚踏板转动一圈,前进的距离为
故D正确。
故选D。
8. 如图所示,一个内壁光滑的圆锥筒的轴线是竖直的,圆锥固定,有质量相同的两个小球A和B贴着筒的内壁在水平面内做匀速圆周运动,A的运动半径较大,则下列说法正确的是( )
A. A球的角速度等于B球的角速度
B. A球的线速度大于B球的线速度
C. A球运动的加速度小于B球运动的加速度
D. A球对筒壁的压力大于B球对筒壁的压力
【答案】B
【解析】
【详解】ABC.以小球为研究对象,其受力分析,由牛顿第二定律得
解得
则,
A球的转动半径大,B球的转动半径小,因此A球的线速度大于B球的线速度,A球的角速度小于B球的角速度,两者的加速度大小相等,故AC错误,B正确;
D.由受力分析图可知,球受到的支持力
则筒壁对AB两球的支持力相等,由牛顿第三定律可知,两球对筒壁的压力相等,故D错误。
故选B。
9. 下图是某体操运动员在比赛中完成“单臂大回环”的高难度动作时的场景:用一只手抓住单杠,伸展身体,以单杠为轴做圆周运动,运动员运动到最高点时,与单杠间弹力大小为F,运动员在最高点的速度大小为v。其中图像如下图所示,。则下列说法中正确的是( )
A. 此运动员的质量为50
B. 此运动员的重心到单杠的距离为1.5m
C. 在最高点速度为4时,运动员受单杠的弹力大小跟重力大小相等
D. 在最高点速度为4时,运动员受单杠的弹力小于重力,方向向下
【答案】D
【解析】
【详解】A.手臂等效于轻杆模型,当 ,
解得此运动员的质量为,故A错误;
B.当时,重力提供向心力有
且,解得
故此运动员的重心到单杠的距离为0.9m,故B错误;
CD.在最高点速度为时,因 ,故手臂对重心有向下的压力F
由
解得
故运动员受单杠的弹力小于重力,方向向下,故D正确,C错误。
故选D。
二、不定项选择题:本题共4小题,共16分。每小题至少有一个正确选项,全部选对得4分,漏选得2分,选错和不选得零分。
10. 如图所示,某卫星绕地球沿椭圆轨道运动,其周期为T。A、B、C、D是轨迹上的四个点,其中A距离地球最近,C距离地球最远。B、D是弧线和的中点。则下列说法正确的是( )
A. 卫星在A点的速度最大
B. 卫星在A点的加速度最大
C. 卫星从A经D到C点的运动时间为
D. 卫星从B经A到D点的运动时间为
【答案】ABC
【解析】
【详解】A.根据开普勒第二定律,行星与太阳的连线在相等时间内扫过的面积相等,则卫星与地球的连线在相等时间内扫过的面积相等,卫星在距离地球最近的A点的速度最大,A正确;
B.万有引力提供卫星圆周运动的向心力,根据牛顿第二定律可得
解得
可知在A点的加速度最大,在C点的加速度最小,B正确;
C.卫星从A经B到C的速度一直减小,从A经D到C的速度也一直减小,两种情况下路程一样,根据对称性规律可知,卫星从A经D到C点的运动时间为,故C正确;
D.卫星从B经A到D的速度一直大于从B经C到D的速度,两种情况下的路程一样,所以卫星从B经A到D点的运动时间小于,故D错误。
故选ABC。
11. 关于下列各图所描述的运动情境,说法正确的是( )
A. 图甲中传动装置转动过程中两轮边缘的a、b两点的线速度相等
B. 图乙中的实验说明平抛运动水平方向是匀速直线运动,竖直方向是自由落体运动
C. 若图丙中圆形拱桥半径为R,当车经过最高点的速度为时,车内为完全失重环境(不计空气阻力)
D. 图丁中火车以大于规定速度经过外轨高于内轨的弯道时,外轨对火车有侧压力
【答案】ACD
【解析】
【详解】A.图甲中的传动装置靠齿轮传动时,齿轮上线速度大小相等,故A错误;
B.图乙中两球总是同时落地说明平抛运动竖直方向为自由落体运动,而无法说明平抛运动水平方向为自由落体运动,故B错误;
C.当车经过最高点时,则有
当时,车内物体仅受重力作用,处于完全失重状态,故C正确;
D.火车以规定的速度经过外轨高于内轨的弯道时,受到的重力和轨道的支持力的合力恰好等于向心力时,车轮对内外轨均无侧向压力,若火车以大于规定速度经过外轨高于内轨的弯道,火车有做离心运动的趋势,则外轨对火车有侧压力,故D正确。
故选ACD。
12. 转笔是一项用不同的方法与技巧、以手指来转动笔的休闲活动,如图所示,转笔深受广大中学生的喜爱,其中也包含了许多的物理知识,假设某转笔高手能让笔绕其上的某一点O做匀速圆周运动,下列有关该同学转笔中涉及到的物理知识的叙述正确的是( )
A. 笔杆上的各点做圆周运动的线速度大小相同
B. 笔杆上的各点做圆周运动的向心力是由万有引力提供的
C. 若该同学使用中性笔,笔尖上的小钢珠有可能因快速的转动做离心运动被甩走
D. 笔杆上的点离O点越远的,做圆周运动的向心加速度越大
【答案】CD
【解析】
【详解】A.笔杆上的各个点都做同轴转动,所以角速度是相等的,但转动半径不同,由公式可知,线速度不同,故A错误;
B.杆上的各点做圆周运动的向心力是由杆的弹力提供的,与万有引力无关,故B错误;
C.转速过大时,当提供的向心力小于需要向心力,出现笔尖上的小钢珠有可能做离心运动被甩走,故C正确;
D.由向心加速度公式,笔杆上的点离点越远的,做圆周运动的向心加速度越大,故D正确;
故选CD。
13. 在空间站中,宇航员长期处于失重状态,为缓解这种状态带来的不适,科学家设想建造一种环形空间站,如图所示。圆环形旋转舱绕中心匀速旋转,宇航员站在旋转舱内的侧壁上,可以受到与他站在地球表面时相同大小的支持力,宇航员可视为质点。下列说法正确的是( )
A. 宇航员可以站在旋转舱内靠近旋转中心的侧壁上
B. 以地心为参考系,宇航员处于平衡状态
C. 旋转舱的半径越大,转动的角速度应越小
D. 宇航员的质量越大,转动的角速度应越小
【答案】C
【解析】
【详解】A.宇航员如果站在旋转舱内靠近旋转中心的侧壁上受到支持力,但此时支持力方向沿半径向外,不指向圆心,不能提供向心力,故A错误;
B.旋转舱中的宇航员做匀速圆周运动,圆环绕中心匀速旋转使宇航员感受到与地球一样的“重力”是向心力所致,合力指向圆心,处于非平衡状态,故B错误;
CD.根据题意可知宇航员站在旋转舱内的侧壁上,可以受到与他站在地球表面时相同大小的支持力,向心加速度大小为g,由
得
得旋转舱的半径r越大,转动的角速度应越小,转动的角速度与宇航员的质量无关,故C正确,D错误。
故选C。
第二部分(非选择题,共57分)
三、填空题。本题共1小题,共8分。
14. 向心力演示器可以探究小球做圆周运动所需向心力F的大小与质量m、角速度ω、轨道半径r之间的关系,装置如图1所示,两个变速塔轮通过皮带连接。实验时,匀速转动手柄使长槽和短槽分别随相应的变速塔轮匀速转动,槽内的金属小球就做匀速圆周运动。横臂的挡板对小球的压力提供向心力,小球对挡板的反作用力通过横臂的杠杆作用使弹簧测力筒下降,从而露出标尺,标尺上黑白相间的等分格显示出两个金属球所受向心力的比值。
(1)在研究向心力F的大小与质量m、角速度ω、半径r之间的关系时,我们主要用到的物理方法是________。
A.控制变量法 B.等效替代法 C.理想实验法
(2)为了探究金属球的向心力F的大小与轨道半径r之间的关系,下列说法正确的是________。
A.应使用两个质量不等的小球
B.应使两小球离转轴的距离相同
C.应将皮带套在两边半径相等的变速塔轮上
(3)某同学用传感器测出小球做圆周运动向心力F的大小和对应的周期T,获得多组数据,画出了如图2所示的图像,该图像是一条过原点的直线,则图像横坐标x代表的是________。
【答案】 ①. A ②. C ③.
【解析】
【详解】(1)[1]在研究向心力F的大小与质量m、角速度、半径r之间的关系时,我们主要用到的物理方法是控制变量法。
故选A。
(2)[2]由公式
可知探究金属球的向心力F的大小与轨道半径r之间的关系,应使用两个相等质量的小球,将皮带套在两边半径相等的变速塔轮上使角速度相等,应使两小球离转轴的距离不相同,观察向心力F的大小与轨道半径r之间的关系。
故选C。
(3)[3]由公式
结合图像是一条过原点的直线,所以F与成正比,所以图像横坐标x代表的是。
四、解答题:本题共3小题,共49分。要求写出必要的文字说明、物理公式和计算过程,只写出结果不给分。
15. 宇航员在某星球表面把一个小球以速度竖直向上抛出,经过时间t小球落回抛出点。已知该星球的半径为R,引力常量为G。不考虑星球自转的影响。求:
(1)该星球表面附近的重力加速度g的大小;
(2)该星球的质量M;
(3)该星球的密度。
【答案】(1)
(2)
(3)
【解析】
【小问1详解】
根据竖直上抛运动规律可得
解得该星球表面附近的重力加速度的大小为
【小问2详解】
在该星球表面,物体受到的万有引力等于物体的重力,则有
解得该星球的质量为
【小问3详解】
结合上述分析可知,该星球的密度为
16. 杂技演员在做“水流星”表演时,用一根细绳系着盛水的杯子,抡起绳子,让杯子在竖直面内做圆周运动。如图所示,质量为的水杯,杯内水的质量为,绳长,,求:
(1)杯子在最高点速率时,水对杯底的压力大小;
(2)若盛水的杯子能在竖直面内做完整的圆周运动,盛水的杯子在最高点速度的大小需满足什么要求;
(3)当盛水的杯子运动到最低点时速度大小为5,绳上的拉力T大小。
【答案】(1)
(2)
(3)
【解析】
【小问1详解】
以杯内水为研究对象,最高点处水的向心力由重力和杯底对水的压力共同提供,设杯底对水的压力为,由向心力公式
代入数据
得
根据牛顿第三定律,水对杯底的压力大小为。
【小问2详解】
能完成完整圆周运动的临界条件,最高点绳子拉力恰好为0,总重力提供整体(杯子+水)的向心力,设最小速度为 ,则有
约去得
因此盛水杯子在最高点速度需满足
【小问3详解】
以杯子和水整体为研究对象,最低点向心力由拉力和总重力的合力提供,由向心力公式
代入数据
则有
因此绳上拉力大小为 。
17. 万有引力定律揭示了天体运动规律与地上物体运动规律具有内在的一致性。
用弹簧秤称量一个相对于地球静止的小物体的重量,随称量位置的变化可能会有不同的结果。已知地球质量为M,自转周期为T,引力常量为G。将地球视为半径为R、质量均匀分布的球体,不考虑空气的影响。设在地球北极地面称量时,弹簧秤的读数是F0。
(1)若在北极上空高出地面h处称量,弹簧秤读数为F1,求比值的表达式:
(2)若在赤道地面称量,弹簧秤读数为F2,求比值的表达式;
(3)设想地球绕太阳公转的圆周轨道半径r、太阳半径RS和地球半径R三者均减小为现在的1.0%,而太阳和地球的密度均匀且不变。仅考虑太阳和地球之间的相互作用,以现实地球的1年为标准,计算“设想地球”的一年将变为多长?
【答案】(1)
(2) (3)1年
【解析】
【小问1详解】
设小物体质量为m,在北极地面有
在北极上空高出地面h处有
整理可得
【小问2详解】
在赤道地面,小物体随地球自转做匀速圆周运动,受到万有引力和弹簧秤的作用力,有
联立解得
【小问3详解】
地球绕太阳做匀速圆周运动,受太阳得万有引力。设太阳得质量为,太阳密度为,地球得质量为M,地球公转周期为,有
因为太阳质量
联立解得
由上式可知,地球公转周期仅与太阳得密度、地球公转轨道半径与太阳半径之比有关。因此“设想地球”的1年与现实地球的1年时间相同。
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北京师大二附中2025—2026学年度第二学期测试题
高一物理(选考)
第一部分(选择题,共43分)
一、选择题。本题共9小题,每小题3分,共27分。在每小题给出的四个选项中,只有一个选项符合题意,选对得3分,选错或不答得0分。
1. 两个质点之间万有引力的大小为,如果将这两个质点之间的距离变为原来的倍,那么它们之间万有引力的大小变为( )
A. B. C. D.
2. 年,英国物理学家卡文迪许做了一项伟大的实验,他把这项实验说成是“称量地球的质量”。在这个实验中首次测量出了( )
A. 引力常量 B. 地球的公转周期
C. 月球到地球的距离 D. 地球表面附近的重力加速度
3. 下列关于万有引力定律的说法中正确的是( )
A. 万有引力定律公式在任何情况下都是适用的
B. 中的G是比例常数,它和动摩擦因数一样都没有单位
C. 由可知,当两个物体间距离r接近0时,它们之间的引力接近无限大
D. 万有引力定律是牛顿发现的
4. 如图所示,在匀速转动的水平圆盘上有两个质量相同的物块P和Q两物块均可视为质点,它们随圆盘一起做匀速圆周运动,线速度大小分别为和,摩擦力大小分别为和,下列说法中正确的是
A. B.
C. D.
5. 一辆汽车在水平公路上减速转弯,沿曲线由M向N行驶。下图分别画出了汽车转弯时所受合力F的四种方向,可能正确的是( )
A. B.
C. D.
6. 把火星和地球绕太阳运行的轨道视为匀速圆周运动。由火星和地球绕太阳运动的周期之比可以求得( )
A. 火星和地球绕太阳运行速度大小之比 B. 火星和太阳的质量之比
C. 太阳和地球的质量之比 D. 火星和地球的密度之比
7. 自行车用链条传动来驱动后轮前进,下图是链条传动的示意图,两个齿轮俗称“牙盘”。A、B、C分别为牙盘边缘和后轮边缘上的点,大齿轮半径为、小齿轮半径为、后轮半径为。下列说法正确的是( )
A. A、B两点的角速度大小相等
B. B、C两点的线速度大小相等
C. 大、小齿轮的转速n之比为
D. 在水平路面匀速骑行时,脚蹦板转一圈,自行车前进的距离为
8. 如图所示,一个内壁光滑的圆锥筒的轴线是竖直的,圆锥固定,有质量相同的两个小球A和B贴着筒的内壁在水平面内做匀速圆周运动,A的运动半径较大,则下列说法正确的是( )
A. A球的角速度等于B球的角速度
B. A球的线速度大于B球的线速度
C. A球运动的加速度小于B球运动的加速度
D. A球对筒壁的压力大于B球对筒壁的压力
9. 下图是某体操运动员在比赛中完成“单臂大回环”的高难度动作时的场景:用一只手抓住单杠,伸展身体,以单杠为轴做圆周运动,运动员运动到最高点时,与单杠间弹力大小为F,运动员在最高点的速度大小为v。其中图像如下图所示,。则下列说法中正确的是( )
A. 此运动员的质量为50
B. 此运动员的重心到单杠的距离为1.5m
C. 在最高点速度为4时,运动员受单杠的弹力大小跟重力大小相等
D. 在最高点速度为4时,运动员受单杠的弹力小于重力,方向向下
二、不定项选择题:本题共4小题,共16分。每小题至少有一个正确选项,全部选对得4分,漏选得2分,选错和不选得零分。
10. 如图所示,某卫星绕地球沿椭圆轨道运动,其周期为T。A、B、C、D是轨迹上的四个点,其中A距离地球最近,C距离地球最远。B、D是弧线和的中点。则下列说法正确的是( )
A. 卫星在A点的速度最大
B. 卫星在A点的加速度最大
C. 卫星从A经D到C点的运动时间为
D. 卫星从B经A到D点的运动时间为
11. 关于下列各图所描述的运动情境,说法正确的是( )
A. 图甲中传动装置转动过程中两轮边缘的a、b两点的线速度相等
B. 图乙中的实验说明平抛运动水平方向是匀速直线运动,竖直方向是自由落体运动
C. 若图丙中圆形拱桥半径为R,当车经过最高点的速度为时,车内为完全失重环境(不计空气阻力)
D. 图丁中火车以大于规定速度经过外轨高于内轨的弯道时,外轨对火车有侧压力
12. 转笔是一项用不同的方法与技巧、以手指来转动笔的休闲活动,如图所示,转笔深受广大中学生的喜爱,其中也包含了许多的物理知识,假设某转笔高手能让笔绕其上的某一点O做匀速圆周运动,下列有关该同学转笔中涉及到的物理知识的叙述正确的是( )
A. 笔杆上的各点做圆周运动的线速度大小相同
B. 笔杆上的各点做圆周运动的向心力是由万有引力提供的
C. 若该同学使用中性笔,笔尖上的小钢珠有可能因快速的转动做离心运动被甩走
D. 笔杆上的点离O点越远的,做圆周运动的向心加速度越大
13. 在空间站中,宇航员长期处于失重状态,为缓解这种状态带来的不适,科学家设想建造一种环形空间站,如图所示。圆环形旋转舱绕中心匀速旋转,宇航员站在旋转舱内的侧壁上,可以受到与他站在地球表面时相同大小的支持力,宇航员可视为质点。下列说法正确的是( )
A. 宇航员可以站在旋转舱内靠近旋转中心的侧壁上
B. 以地心为参考系,宇航员处于平衡状态
C. 旋转舱的半径越大,转动的角速度应越小
D. 宇航员的质量越大,转动的角速度应越小
第二部分(非选择题,共57分)
三、填空题。本题共1小题,共8分。
14. 向心力演示器可以探究小球做圆周运动所需向心力F的大小与质量m、角速度ω、轨道半径r之间的关系,装置如图1所示,两个变速塔轮通过皮带连接。实验时,匀速转动手柄使长槽和短槽分别随相应的变速塔轮匀速转动,槽内的金属小球就做匀速圆周运动。横臂的挡板对小球的压力提供向心力,小球对挡板的反作用力通过横臂的杠杆作用使弹簧测力筒下降,从而露出标尺,标尺上黑白相间的等分格显示出两个金属球所受向心力的比值。
(1)在研究向心力F的大小与质量m、角速度ω、半径r之间的关系时,我们主要用到的物理方法是________。
A.控制变量法 B.等效替代法 C.理想实验法
(2)为了探究金属球的向心力F的大小与轨道半径r之间的关系,下列说法正确的是________。
A.应使用两个质量不等的小球
B.应使两小球离转轴的距离相同
C.应将皮带套在两边半径相等的变速塔轮上
(3)某同学用传感器测出小球做圆周运动向心力F的大小和对应的周期T,获得多组数据,画出了如图2所示的图像,该图像是一条过原点的直线,则图像横坐标x代表的是________。
四、解答题:本题共3小题,共49分。要求写出必要的文字说明、物理公式和计算过程,只写出结果不给分。
15. 宇航员在某星球表面把一个小球以速度竖直向上抛出,经过时间t小球落回抛出点。已知该星球的半径为R,引力常量为G。不考虑星球自转的影响。求:
(1)该星球表面附近的重力加速度g的大小;
(2)该星球的质量M;
(3)该星球的密度。
16. 杂技演员在做“水流星”表演时,用一根细绳系着盛水的杯子,抡起绳子,让杯子在竖直面内做圆周运动。如图所示,质量为的水杯,杯内水的质量为,绳长,,求:
(1)杯子在最高点速率时,水对杯底的压力大小;
(2)若盛水的杯子能在竖直面内做完整的圆周运动,盛水的杯子在最高点速度的大小需满足什么要求;
(3)当盛水的杯子运动到最低点时速度大小为5,绳上的拉力T大小。
17. 万有引力定律揭示了天体运动规律与地上物体运动规律具有内在的一致性。
用弹簧秤称量一个相对于地球静止的小物体的重量,随称量位置的变化可能会有不同的结果。已知地球质量为M,自转周期为T,引力常量为G。将地球视为半径为R、质量均匀分布的球体,不考虑空气的影响。设在地球北极地面称量时,弹簧秤的读数是F0。
(1)若在北极上空高出地面h处称量,弹簧秤读数为F1,求比值的表达式:
(2)若在赤道地面称量,弹簧秤读数为F2,求比值的表达式;
(3)设想地球绕太阳公转的圆周轨道半径r、太阳半径RS和地球半径R三者均减小为现在的1.0%,而太阳和地球的密度均匀且不变。仅考虑太阳和地球之间的相互作用,以现实地球的1年为标准,计算“设想地球”的一年将变为多长?
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