3．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(shè)計賽中奪冠．溫家輝的獲獎設(shè)計是一個高1.6km的圓筒形建筑，命名為Asten，如圖1所示，內(nèi)徑約1km，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(qū)動下繞著中心軸以一定的角速度轉(zhuǎn)動，從而產(chǎn)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圖2所示，圓筒的內(nèi)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(nèi)的居民不能運用天平準確測出質(zhì)量
B．太空城內(nèi)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(zhuǎn)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(zhuǎn)動的角速度越大，太空城的居民受到的“重力”越大

分析 太空城內(nèi)物體做勻速圓周運動，支持力提供向心力；以太空城為參考系，人感覺有等效的重力，等于支持力．

解答 解：A、天平的測量原理是等臂杠桿，故太空城內(nèi)的居民可以運用天平準確測出質(zhì)量，故A錯誤；
B、太空城內(nèi)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(nèi)物體做勻速圓周運動，人隨太空城自轉(zhuǎn)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：G′=mrω2，故太空城繞自己的中心軸轉(zhuǎn)動的角速度越大，太空城的居民受到的“重力”越大，故D正確；
故選：BCD．

點評 本題是非慣性系問題，明確太空城內(nèi)的等效重力等于太空城內(nèi)物體對地面的壓力，結(jié)合牛頓第二定律和向心力公式列式求解．

練習冊系列答案
相關(guān)習題

科目：高中物理 來源： 題型：解答題

13．某學習小組欲驗證“動能定理”，在實驗室組裝了如圖1所示的實驗裝置，使用了打點計時器，學生電源、導線、天平、復寫紙、紙帶、滑塊，細沙，當滑塊連接上紙帶，用細線通過滑輪掛上空的小沙桶時，釋放小桶，滑塊處于靜止狀態(tài)，要完成該項實驗，則：

（1）還需要的測量工具是刻度尺．
（2）實驗時了保證滑塊受到的合力與沙和沙桶的總重力大小基本相等，實驗時首先要平衡摩擦力．用天平稱量滑塊的質(zhì)量M，往沙桶中裝入適量的細沙，用天平稱出此時沙和沙桶的總質(zhì)量m，二者質(zhì)量應滿足條件：M＞＞m．
（3）讓沙桶帶動滑動加速運動，用打點計時器記錄其運動情況，如圖2所示，在打點計時器打出的紙帶上取連續(xù)相鄰的A、B、C、D、E、F各3點，C與D點間還有若干點未畫出，測出AC和DF間距分別為x1、x2，以及B與E兩點間距s，已知打點計時器的打點頻率為f，則本實驗最終要驗證的數(shù)學表達式為mgs=$\frac{1}{2}$M${（\frac{{x}_{2}f}{2}）}^{2}$-$\frac{1}{2}$M${（\frac{{x}_{1}f}{2}）}^{2}$（用題中的字母表示實驗中測量得到的物理量）．

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科目：高中物理 來源： 題型：解答題

14．如圖所示空間分為Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ三個足夠長的區(qū)域，各邊界面相互平行．其中Ⅰ、Ⅱ區(qū)域存在勻強電場：E1=1.0×104V/m，方向垂直邊界面豎直向上；EⅡ=$\frac{\sqrt{3}}{4}$×105V/m，方向水平向右，Ⅲ區(qū)域磁感應強度B=5.0T，方向垂直紙面向里．三個區(qū)域?qū)挾确謩e為d1=5.0m、d2=4.0m、d3=10m．一質(zhì)量m=1.0×10-8kg、電荷量q=1.6×10-6C的粒子從O點由靜止釋放，粒子重力忽略不計．求：
（1）粒子離開區(qū)域Ⅰ時的速度
（2）粒子從區(qū)域Ⅱ進入?yún)^(qū)域Ⅲ時的速度方向與邊界面的夾角
（3）粒子在Ⅲ區(qū)域中作圓周運動的周期和離開Ⅲ區(qū)域時的速度方向與邊界面的夾角．

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科目：高中物理 來源： 題型：解答題

11．今有一質(zhì)量為M的導熱氣缸，用質(zhì)量為m的導熱活塞密封有一定質(zhì)量的理想氣體且不漏氣，不計活塞與氣缸間的摩擦．已知大氣壓強為p0，活塞的橫截面積為S，當氣缸如圖甲所示水平橫放時，空氣柱長為L0．下列兩種情況中，活塞均未脫離氣缸．
（�。┤魵飧组_始時溫度為T0，現(xiàn)將圖甲所示的氣缸溫度緩慢升高至T（氣缸固定在水平面上），求穩(wěn)定后空氣柱的長度．
（ⅱ）若將氣缸從圖甲變?yōu)槿鐖D乙懸掛保持靜止，氣體始終保持初始時溫度不變，求穩(wěn)定后空氣柱的長度．

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科目：高中物理 來源： 題型：選擇題

18．在距地面高度為H的位置斜向上拋出一個質(zhì)量為m的小球，小球到達最高點時的速度大小為v1，小球落地時的速度大小為v2，忽略空氣阻力．則小球拋出時的動能為（　�。�
A．$\frac{1}{2}$mv${\;}_{2}^{2}$-mgHB．$\frac{1}{2}$mv${\;}_{1}^{2}$
C．$\frac{1}{2}$mv${\;}_{2}^{2}$-$\frac{1}{2}$mv${\;}_{1}^{2}$D．$\frac{1}{2}$mv${\;}_{1}^{2}$-mgH

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科目：高中物理 來源： 題型：解答題

8．如圖所示，水平軌道與豎直平面內(nèi)的光滑半圓形軌道平滑連接，半圓形軌道的半徑R=0.40m．一輕質(zhì)彈簧的左端固定在墻M上，右端連接一個質(zhì)量m=0.20kg的小滑塊．開始時滑塊靜止在P點，彈簧正好處于原長．現(xiàn)水平向左推滑塊壓縮彈簧，使彈簧具有一定的彈性勢能Ep，然后釋放滑塊，運動到最高點A時的速度vA=3.0m/s．已知水平軌道MP部分是光滑的，滑塊與水平軌道PB間的動摩擦因數(shù)μ=0.25，PB=2.0m，取g=10m/s2．求：
（1）滑塊在圓弧軌道起點B的速度vB．
（2）滑塊由A點拋出后，落地點與A點間的水平距離x．
（3）若要求滑塊過圓弧軌道最高點A后，落在水平面PB段且最遠不超過P點，求彈簧處于壓縮狀態(tài)時具有的彈性勢能Ep的范圍．

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科目：高中物理 來源： 題型：選擇題

15．在天花板上懸掛一盞日光燈，兩條懸線AB與CD對稱分布于日光燈的重力作用線兩側(cè)，圖示中有三種懸掛方式．下列關(guān)于懸線彈力大小的判斷，正確的是（　�。�
A．甲圖中懸線彈力最小
B．乙圖中懸線彈力最小
C．丙圖中懸線彈力最小
D．在前后擺動過程中燈經(jīng)過最低點時，三種方式懸掛的燈都是處于失重狀態(tài)

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科目：高中物理 來源： 題型：多選題

12．如圖所示，在光滑斜面上，用平行于斜面向上的力F拉著物體一起沿斜面向上做勻速直線運動，若力F逐漸減小，則物體在向上繼續(xù)運動的過程中（　�。�
A．物體的加速度減小B．物體的加速度增加
C．物體的速度減小D．物體的速度增加

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科目：高中物理 來源： 題型：選擇題

13．如圖所示，給理想變壓器輸入正弦交流電，已知變壓器原、副線圈的匝數(shù)比為n1：n2=10：1，電阻R=10Ω，開關(guān)k閉合后時，電壓表的示數(shù)為10V，則（　�。�
A．開關(guān)k閉合時，電流表示數(shù)為1A
B．開關(guān)k斷開時，電壓表示數(shù)為0
C．輸入的正弦交流電電壓最大值為100V
D．開關(guān)k閉合時，變壓器的輸入功率為10W

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