PAGE湖北省部分重點(diǎn)中學(xué)2017-2018學(xué)年度下學(xué)期高一期中考試物理試卷一、選擇題：本題共12小題，每小題4分，共48分.第1～8題為單項(xiàng)選擇題，第9～12題為多項(xiàng)選擇題．1.在物理學(xué)建立、發(fā)展的過程中，許多物理學(xué)家的科學(xué)發(fā)現(xiàn)推動(dòng)了人類歷史的進(jìn)步．關(guān)于科學(xué)家和他們的貢獻(xiàn)，下列說法中錯(cuò)誤的是()A.德國天文學(xué)家開普勒對(duì)他的導(dǎo)師——第谷觀測的行星數(shù)據(jù)進(jìn)行了多年研究，得出了開普勒三大行星運(yùn)動(dòng)定律B.英國物理學(xué)家卡文迪許利用“卡文迪許扭秤”首先較準(zhǔn)確的測定了萬有引力常量C.伽利略用“月—地檢驗(yàn)”證實(shí)了萬有引力定律的正確性D.牛頓在發(fā)現(xiàn)萬有引力定律的過程中應(yīng)用了牛頓第三定律的知識(shí)【答案】C【解析】A、德國天文學(xué)家?guī)云绽諏?duì)他的導(dǎo)師--第谷觀測的行星數(shù)據(jù)進(jìn)行了多年研究，得出了開普勒三大行星運(yùn)動(dòng)定律，故A正確；B、英國物理學(xué)家卡文迪許利用卡文迪許扭秤首先較準(zhǔn)確的測定了萬有引力常量，故B正確；C、牛頓用“月-地”檢驗(yàn)證實(shí)了萬有引力定律的正確性．故C錯(cuò)誤；D、牛頓認(rèn)為在足夠高的高山上以足夠大的水平速度拋出一物體，物體就不會(huì)再落回地球上，繞地球做圓周運(yùn)動(dòng)，故D正確；說法中錯(cuò)誤的故選C?！军c(diǎn)睛】本題考查物理學(xué)史，是常識(shí)性問題，對(duì)于物理學(xué)上重大發(fā)現(xiàn)、發(fā)明、著名理論要加強(qiáng)記憶，這也是考試內(nèi)容之一。2.已知火星的半徑約為地球的，火星質(zhì)量約為地球的，火星是離太陽第4近的行星，在地球外側(cè)，火星的軌道半徑是1.5天文單位（1個(gè)天文單位是地日之間的距離）。則下列關(guān)于火星說法正確的是()A.火星的第一宇宙速度是地球的B.火星表面的重力加速度是地球的C.火星密度是地球密度的D.火星繞太陽的公轉(zhuǎn)周期是地球的【答案】B【解析】A、由萬有引力提供向心力可得：，則，故A錯(cuò)誤；B、萬有引力等于重力可得：，則，故B正確；C、由可得：，故C錯(cuò)誤；D、由萬有引和等于向心力得：，則，故D錯(cuò)誤；故選B?！军c(diǎn)睛】明確萬有引力提供向心力確定出表達(dá)式是求解問題的關(guān)鍵。3.質(zhì)量為10kg的物體，在變力F作用下沿x軸做直線運(yùn)動(dòng)，力F隨坐標(biāo)x的變化情況如圖所示．物體在x=0處，速度為2m/s，不計(jì)一切摩擦，則物體運(yùn)動(dòng)到x=16m處時(shí)，速度大小為()A.2m/sB.4m/sC.5m/sD.【答案】A【解析】由F-x圖象可知，拉力F在物體運(yùn)動(dòng)16m內(nèi)所做的功，由動(dòng)能定理可得：，解得：，故A正確，BCD錯(cuò)誤；故選A?！军c(diǎn)睛】F-x圖象與x軸圍成的面積表示力所做的總功，注意功的正負(fù)；根據(jù)動(dòng)能定理求解速度。4.如圖所示，一輕質(zhì)彈簧下端固定，直立于水平地面上，將質(zhì)量為m的物體A從離彈簧頂端正上方h高處由靜止釋放，當(dāng)物體A下降到最低點(diǎn)P時(shí)，其速度變?yōu)榱?，此時(shí)彈簧的壓縮量為x0；若將質(zhì)量為3m的物體B從離彈簧頂端正上方同一高度h，由靜止釋放，當(dāng)物體B也下降到P處時(shí)，其動(dòng)能為()A.3mg(h+x0)B.2mg(h+x0)C.3mghD.2mgh【答案】B【解析】設(shè)物體到達(dá)P處時(shí)，彈簧的彈性勢能為，第一種情況：當(dāng)質(zhì)量為m的物體從離彈簧頂端正上方h高處下落至P處的過程，由系統(tǒng)的機(jī)械能守恒得：

；第二種情況：當(dāng)質(zhì)量為3m的物體從離彈簧頂端正上方h高處下落至P處的過程，由系統(tǒng)的機(jī)械能守恒得：，聯(lián)立得：，故B正確，ACD錯(cuò)誤；故選B?！军c(diǎn)睛】當(dāng)物體A下降到最低點(diǎn)P時(shí)物體和彈簧組成的系統(tǒng)機(jī)械能守恒，對(duì)兩種情況，分別運(yùn)用機(jī)械能守恒定律列式，抓住到達(dá)P處時(shí)彈性勢能相等求解。5.如圖所示，傳送帶以1m/s的速度水平勻速運(yùn)動(dòng)，砂斗以30kg/s的流量向傳送帶上裝砂子，為了保持傳送帶速率不變，驅(qū)動(dòng)傳送帶的電動(dòng)機(jī)因此應(yīng)增加功率（）A.15WB.20WC.30WD.40W【答案】C故選C?！军c(diǎn)睛】傳送帶需要增加的能量分為兩部分：第一部分為砂子獲得的動(dòng)能，第二部分為摩擦產(chǎn)生的熱量；根據(jù)能量守恒定律求出增加的能量，從而得出增加的功率。6.有三個(gè)斜面a、b、c,底邊長與高度分別如圖所示。某物體與三個(gè)斜面間的動(dòng)摩擦因數(shù)都相同,這個(gè)物體分別沿三個(gè)斜面從頂端由靜止下滑到底端。三種情況相比較,下列說法正確的是()A.物體損失的機(jī)械能ΔEc=2ΔEb=4ΔEaB.物體到達(dá)底端的動(dòng)能Eka=2Ekb=2EkcC.因摩擦產(chǎn)生的熱量4Qa=2Qb=QcD.因摩擦產(chǎn)生的熱量2Qa=2Qb=Qc【答案】D【解析】設(shè)任一斜面和水平方向夾角為，斜面長度為x，則物體下滑過程中克服摩擦力做功為：，為底邊長度；ACD、摩擦生熱等于克服摩擦力做功，分別為：，，，故有，根據(jù)能量守恒,損失的機(jī)械能等于摩擦產(chǎn)生的內(nèi)能，所以損失的機(jī)械能關(guān)系為，故AC錯(cuò)誤，D正確；B、設(shè)物體滑到底端時(shí)的動(dòng)能為，根據(jù)動(dòng)能定理得：，則得：

，

，

，根據(jù)圖中斜面高度和底邊長度可以知道滑到底邊時(shí)動(dòng)能大小關(guān)系為：，故B錯(cuò)誤；故選D?！军c(diǎn)睛】損失的機(jī)械能轉(zhuǎn)化成摩擦產(chǎn)生的內(nèi)能，物體從斜面下滑過程中，重力做正功，摩擦力做負(fù)功,根據(jù)動(dòng)能定理可以比較三者動(dòng)能大小，注意物體在運(yùn)動(dòng)過程中克服摩擦力所做功等于因摩擦產(chǎn)生熱量，據(jù)此可以比較摩擦生熱大小。7.嫦娥二號(hào)衛(wèi)星已成功發(fā)射，可以直接進(jìn)入近地點(diǎn)高度200公里、遠(yuǎn)地點(diǎn)高度約38萬公里的地月轉(zhuǎn)移軌道后奔月。當(dāng)衛(wèi)星到達(dá)月球附近的特定位置時(shí)，衛(wèi)星就必須“急剎車”，也就是近月制動(dòng)，以確保衛(wèi)星既能被月球準(zhǔn)確捕獲，又不會(huì)撞上月球，并由此進(jìn)入近月點(diǎn)高度100公里、周期12小時(shí)的橢圓軌道a。再經(jīng)過兩次軌道調(diào)整，進(jìn)入高度為100公里的近月圓軌道b。軌道a和b相切于P點(diǎn)，如圖，下列說法正確的是()A.嫦娥二號(hào)衛(wèi)星的發(fā)射速度大于11.2km/sB.嫦娥二號(hào)衛(wèi)星在a軌道運(yùn)動(dòng)時(shí)的機(jī)械能小于b軌道上運(yùn)動(dòng)的機(jī)械能C.嫦娥二號(hào)衛(wèi)星在a、b軌道經(jīng)過P點(diǎn)的速度相同D.嫦娥二號(hào)衛(wèi)星在a、b軌道經(jīng)過P點(diǎn)的加速度相同【答案】D【解析】A、嫦娥二號(hào)發(fā)射出去后繞地球做橢圓運(yùn)動(dòng)，知嫦娥二號(hào)的發(fā)射速度大于7.9km/s，小于11.2km/s，故A錯(cuò)誤；BC、嫦娥二號(hào)在橢圓軌道的P點(diǎn)是近月點(diǎn)，速度比較大，要進(jìn)入圓軌道，需減速，做近心運(yùn)動(dòng)，所以在a軌道P點(diǎn)的速度大于在b軌道P點(diǎn)的速度，即在軌道a上的機(jī)械能大于b上的機(jī)械能，故BC錯(cuò)誤；D、嫦娥二號(hào)衛(wèi)星在a、b軌道經(jīng)過P點(diǎn)，所受的萬有引力相等，根據(jù)牛頓第二定律，知加速度相等，故D正確；故選D?！军c(diǎn)睛】嫦娥二號(hào)在橢圓軌道的P點(diǎn)進(jìn)入圓軌道需減速，使得萬有引力等于需要的向心力，做圓周運(yùn)動(dòng)；根據(jù)牛頓第二定律比較嫦娥二號(hào)衛(wèi)星在a、b軌道經(jīng)過P點(diǎn)的加速度。8.兩顆靠得很近的天體稱為雙星，它們都繞兩者連線上某點(diǎn)做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，因而不至于由于萬有引力吸引到相撞，以下說法中正確的是（）A.它們做圓周運(yùn)動(dòng)的角速度與它們的總質(zhì)量成反比B.它們做圓周運(yùn)動(dòng)的線速度大小與它們的質(zhì)量成正比C.它們做圓周運(yùn)動(dòng)的半徑與各自質(zhì)量的乘積相等D.它們做圓周運(yùn)動(dòng)的半徑與各自線速度大小的乘積相等【答案】C【解析】試題分析：因?yàn)殡p星各自做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的周期相同，根據(jù)角速度與周期的關(guān)系可知：，雙星的角速度之比為1：1，故A錯(cuò)誤；雙星做勻速圓周運(yùn)動(dòng)的向心力由萬有引力提供，故大小相等方向相反：F向1=F向2，即∴，故選項(xiàng)B錯(cuò)誤；∵，故選項(xiàng)C正確；根據(jù)可得，選項(xiàng)D錯(cuò)誤；故選C．考點(diǎn)：萬有引力定律；雙星【名師點(diǎn)睛】此題考查了萬有引力定律及雙星問題；因?yàn)橄嗷プ饔玫奈榇笮∠嗟确较蛳喾醋饔迷谕粭l直線上，對(duì)于雙星各自做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，它們的向心力大小相等，運(yùn)行周期相同，據(jù)此列方程可得相應(yīng)的關(guān)系式。9.如圖所示，木塊B上表面是水平的，木塊A置于B上并與B保持相對(duì)靜止，一起沿固定的光滑斜面由靜止開始下滑，在下滑過程中()A.A所受的合外力對(duì)A不做功B.A對(duì)B的摩擦力做正功C.A對(duì)B的合力不做功D.B對(duì)A的彈力做負(fù)功【答案】CD【解析】A、木塊向下加速運(yùn)動(dòng)，故動(dòng)能增加，由動(dòng)能定理可以知道，木塊A所受合外力對(duì)A做正功，故A錯(cuò)誤；BD、AB整體具有沿斜面向下的加速度，設(shè)為a，將a正交分解為豎直方向分量a1，水平分量a2，如圖所示，

因?yàn)榫哂兴椒至縜2，故必受水平向左摩擦力f，A受力如圖所示，B對(duì)A的彈力做做負(fù)功，B對(duì)A的摩擦力做正功；A對(duì)B的摩擦力水平向右，A對(duì)B的摩擦力做負(fù)功，故B錯(cuò)誤，D正確；C、由牛頓第二定律得:豎直方向上：，水平方向上：，假設(shè)斜面與水平方向的夾角為，摩擦力與彈力的合力與水平方向夾角為，由幾何關(guān)系得：，，，聯(lián)立得：，即，所以B對(duì)A的作用力與斜面垂直，所以B對(duì)A的合力不做功，由牛頓第三定律得，A對(duì)B的作用力垂直斜面向下，所以A對(duì)B也不做功，故C正確；故選CD?！军c(diǎn)睛】分析兩物體的受力及運(yùn)動(dòng)，由功的公式可分析各力對(duì)物體是否做功；注意兩物體沿斜面向下加速運(yùn)動(dòng)，將加速度分解，分別對(duì)水平和豎直方向進(jìn)行分析即可明確彈力和摩擦力做功情況。10.質(zhì)量為2×103kg，發(fā)動(dòng)機(jī)額定功率為100kW的汽車在平直公路上行駛，若汽車所受阻力大小恒為4×103N，則下列判斷正確的是()A.汽車的最大動(dòng)能是6.25×105JB.汽車以加速度2m/s2勻加速啟動(dòng)，啟動(dòng)后第5秒末時(shí)發(fā)動(dòng)機(jī)實(shí)際功率是80kWC.汽車以加速度2m/s2做初速度為零勻加速運(yùn)動(dòng)，在整個(gè)勻加速過程中阻力做功5×105JD.若汽車保持額定功率啟動(dòng)，則當(dāng)汽車速度為5m/s時(shí)，其加速度為8m/s2【答案】ABD【解析】A、當(dāng)牽引力等于阻力時(shí)，速度最大，則最大速度為：，則汽車的最大動(dòng)能為：，故A正確；B、勻加速運(yùn)動(dòng)的牽引力為：，則5s末的速度為：，勻加速運(yùn)動(dòng)的最大速度為，可以知道5s末發(fā)動(dòng)機(jī)的實(shí)際功率為：，故B正確；C、根據(jù)題意，勻加速運(yùn)動(dòng)的位移，在整個(gè)勻加速過程中阻力做功，故C錯(cuò)誤；D、當(dāng)汽車速度為5m/s時(shí)，牽引力為：，根據(jù)牛頓第二定律得，加速度為：，故D正確。故ABD正確。11.有a、b、c、d四顆地球衛(wèi)星，a還未發(fā)射，在赤道表面上隨地球一起轉(zhuǎn)動(dòng)，b是近地軌道衛(wèi)星，c是地球同步衛(wèi)星，d是高空探測衛(wèi)星，它們均做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，各衛(wèi)星排列位置如圖所示，則（）A.a的向心加速度等于重力加速度gB.在相同時(shí)間內(nèi)b轉(zhuǎn)過的弧長最長C.c在4h內(nèi)轉(zhuǎn)過的圓心角是D.d的運(yùn)動(dòng)周期有可能是20h【答案】BC【解析】試題分析：同步衛(wèi)星的周期必須與地球自轉(zhuǎn)周期相同，角速度相同，則知與的角速度相同，根據(jù)知，的向心加速度大，由，得，衛(wèi)星的軌道半徑越大，向心加速度越小，則同步衛(wèi)星的向心加速度小于的向心加速度，而的向心加速度約為，故知的向心加速度小于重力加速度，故A錯(cuò)誤；由，得，衛(wèi)星的半徑越大，線速度越小，所以的線速度最大，在相同時(shí)間內(nèi)轉(zhuǎn)過的弧長最長，故B正確；是地球同步衛(wèi)星，周期是，則在內(nèi)轉(zhuǎn)過的圓心角是，故C正確；由開普勒第三定律知，衛(wèi)星的半徑越大，周期越大，所以的運(yùn)動(dòng)周期大于的周期，故D錯(cuò)誤。考點(diǎn)：人造衛(wèi)星的加速度、周期和軌道的關(guān)系【名師點(diǎn)睛】對(duì)于衛(wèi)星問題，要建立物理模型，根據(jù)萬有引力提供向心力，分析各量之間的關(guān)系，并且要知道同步衛(wèi)星的條件和特點(diǎn)。12.假定地球是一半徑為R，質(zhì)量分布均勻的球體。x為到地球中心的距離。已知質(zhì)量分布均勻的球殼對(duì)殼內(nèi)物體的引力為零，地球表面的重力加速度為g，若不考慮地球自轉(zhuǎn)的影響，則下列說法正確的是()A.在地球中心處的重力加速度趨近于無窮大B.若x=R，則此處的重力加速度為gC.若x=2R，則此處的重力加速度為gD.離地球中心越遠(yuǎn)的位置，重力加速度越小【答案】BC【解析】由萬有引力等于重力得：因內(nèi)部：，則g與r成正比；A、由表達(dá)式可知中心處的重力加速度趨近于0，則A錯(cuò)誤；B、因在內(nèi)部g與r成正比，則，則此處的重力加速度為，則B正確；C、在外部，x=2R此處的重力加速度為，則C正確；D、在內(nèi)部離地球中心越遠(yuǎn)的位置，重力加速度越大，則D錯(cuò)誤；故選BC?！军c(diǎn)睛】由重力等于萬有引力可確定出重力加速度的表達(dá)式，由此分析選項(xiàng)即可。二、實(shí)驗(yàn)題：本題共2小題，每空2分，共16分．13.用如圖1實(shí)驗(yàn)裝置驗(yàn)證兩物塊m1、m2組成的系統(tǒng)機(jī)械能守恒。物塊m2從高處由靜止開始下落，物塊m1拖著的紙帶打出一系列的點(diǎn)，對(duì)紙帶上的點(diǎn)跡進(jìn)行測量，即可驗(yàn)證系統(tǒng)機(jī)械能守恒。圖2給出的是實(shí)驗(yàn)中獲取的一條紙帶。兩物塊從靜止釋放，0是打下的第一個(gè)點(diǎn)，圖中每相鄰兩計(jì)數(shù)點(diǎn)間還有4個(gè)點(diǎn)未標(biāo)出，計(jì)數(shù)點(diǎn)間的距離如圖所示。已知m1=50g、m2=150g，交流電的頻率為50Hz，g取9.8m/s2,則（計(jì)算結(jié)果保留兩位有效數(shù)字）（1）在紙帶上打下計(jì)數(shù)點(diǎn)5時(shí)的速度v=________m/s；（2）在計(jì)數(shù)點(diǎn)0到計(jì)數(shù)點(diǎn)5過程中系統(tǒng)動(dòng)能的增量△EK=_____J，系統(tǒng)勢能的減少量△EP=________J；（3）實(shí)驗(yàn)結(jié)論：___________________________?！敬鸢浮?1).2.4(2).0.58(3).0.59(4).在誤差允許的范圍內(nèi)，兩物體組成的系統(tǒng)在運(yùn)動(dòng)過程中機(jī)械能守恒（2）在0～5過程中系統(tǒng)動(dòng)能的增量系統(tǒng)重力勢能的減小量為；（3）實(shí)驗(yàn)結(jié)論為在誤差允許的范圍內(nèi)，兩物體組成的系統(tǒng)在運(yùn)動(dòng)過程中機(jī)械能守恒。14.某同學(xué)研究輕質(zhì)彈簧的彈性勢能與形變量的關(guān)系，實(shí)驗(yàn)裝置如圖1所示，水平安裝的彈簧左端固定在水平桌面的擋板上，右端與質(zhì)量為m的物塊接觸而不連接，通過物塊壓縮彈簧并記錄彈簧的壓縮量x，無初速釋放物塊，測量并記錄物塊在桌面上滑行的距離L．多次實(shí)驗(yàn)后獲得的數(shù)據(jù)經(jīng)過excel處理，得到小球質(zhì)量分別為ma、mb時(shí)的兩個(gè)散點(diǎn)圖a和b，圖2中橫軸是x2，縱軸是L．（1）該同學(xué)測量L的起始點(diǎn)是__________．（2）兩個(gè)小球的質(zhì)量關(guān)系是ma_____mb．（填“大于”或“等于”、“小于”）（3）推測彈性勢能與形變的關(guān)系是______________________________．（4）如果換用相同外形、勁度系數(shù)更小的彈簧，其他條件不變，重做實(shí)驗(yàn)，相應(yīng)圖線的斜率將__．（填“變大”或“變小”、“不變”）【答案】(1).物塊的釋放點(diǎn)(2).小于(3).彈性勢能與形變量的平方成正比(4).變小【解析】試題分析：（1）由圖線可知，兩圖線都過原點(diǎn)，故該同學(xué)測量L的起始點(diǎn)是物塊的釋放點(diǎn)；（2）由能量關(guān)系可知，因，則，則有，或，由圖線可知，a的斜率較大，故可知ma小于mb；（3）由上述分析可知。彈性勢能與形變的關(guān)系是：，即勢能與形變的平方成正比；（4）如果換用相同外形、勁度系數(shù)更小的彈簧，其他條件不變，重做實(shí)驗(yàn)，則當(dāng)壓縮相同的長度x時(shí)，物塊滑動(dòng)的距離L減小，故相應(yīng)圖線的斜率將減?。键c(diǎn)：研究輕質(zhì)彈簧的彈性勢能與形變量的關(guān)系【名師點(diǎn)睛】此題是研究輕質(zhì)彈簧的彈性勢能與形變量的關(guān)系實(shí)驗(yàn)；解題時(shí)關(guān)鍵是先弄清實(shí)驗(yàn)的原理，搞清給出的圖線的物理意義及函數(shù)關(guān)系，通過分析圖線的斜率的意義結(jié)合能量之間的轉(zhuǎn)化關(guān)系即可解答；此題比較新穎，能很好的考查學(xué)生的能力．三、計(jì)算題：本題共4小題，共46分.解答過程要求寫出必要的文字說明、方程式或重要的演算步驟，只寫出最后答案的，不能得分；有數(shù)值計(jì)算的題，答案中必須明確寫出數(shù)值和單位．15.宇航員在地球表面以一定初速度豎直上拋一小球，經(jīng)過時(shí)間t小球落回原處；若他在某星球表面以相同的初速度豎直上拋同一小球，需經(jīng)過時(shí)間4t小球落回原處。（取地球表面重力加速度g＝10m/s2，空氣阻力不計(jì)）（1）求該星球表面附近的重力加速度；（2）已知該星球的半徑與地球半徑之比為R星:R地＝1:4，求該星球的質(zhì)量與地球質(zhì)量之比M星:M地?！敬鸢浮?1)(2)1:64【解析】試題分析：運(yùn)用運(yùn)動(dòng)學(xué)公式求出時(shí)間t與初速度之間的關(guān)系，求出地球表面重力加速度g與星球表面附近的重力加速度g′間的關(guān)系．根據(jù)萬有引力等于重力表示出質(zhì)量，求出星球的質(zhì)量與地球質(zhì)量之比．（1）根據(jù)勻變速直線運(yùn)動(dòng)規(guī)律t=得：從豎直上拋到最高點(diǎn)，上升的時(shí)間是=，上升和下降的時(shí)間相等，所以從上拋到落回原處t=①由于在某星球表面以相同的初速度豎直上拋同一小球，需經(jīng)過時(shí)間5t小球落回原處．根據(jù)勻變速直線運(yùn)動(dòng)規(guī)律得：5t=②由①②得星球表面附近的重力加速度g′=g=2m/s2，（2）根據(jù)萬有引力等于重力得：：=mgM=所以==視頻16.中國赴南極考察船“雪龍?zhí)枴保瑥纳虾８劭诔霭l(fā)一路向南，經(jīng)赤道到達(dá)南極.某同學(xué)設(shè)想，在考察船“雪龍?zhí)枴鄙献鲆恍┖唵蔚膶?shí)驗(yàn)來探究地球的平均密度：當(dāng)“雪龍?zhí)枴蓖２丛诔嗟罆r(shí)，用彈簧測力計(jì)測量一個(gè)鉤碼的重力，記下彈簧測力計(jì)的讀數(shù)為F1，當(dāng)“雪龍?zhí)枴钡竭_(dá)南極后，仍用彈簧測力計(jì)測量同一個(gè)鉤碼的重力，記下彈簧測力計(jì)的讀數(shù)為F2，設(shè)地球的自轉(zhuǎn)周期為T，不考慮地球兩極與赤道的半徑差異，請根據(jù)探索實(shí)驗(yàn)的設(shè)想，寫出地球平均密度的表達(dá)式(已知萬有引力常量G).【答案】【解析】解：在地球赤道處，鉤碼受地球的引力與彈簧的彈力作用，鉤碼隨地球自轉(zhuǎn)，做圓周運(yùn)動(dòng)，所以在地球的南極鉤碼受地球的引力與彈簧的彈力作用，因該處的鉤碼不做圓周運(yùn)動(dòng)，處于靜止?fàn)顟B(tài)，又因?yàn)槁?lián)立解得17.如圖所示，輕桿長為3L，在輕桿的兩端分別固定質(zhì)量均為m的球A和球B，桿上距球A為L處的點(diǎn)O裝在光滑的水平轉(zhuǎn)動(dòng)軸上，桿和球在豎直面內(nèi)轉(zhuǎn)動(dòng)，當(dāng)球B運(yùn)動(dòng)到最高點(diǎn)時(shí)，球B對(duì)桿恰好無作用力．已知重力加速度為g。求：(1)球B運(yùn)動(dòng)到在最高點(diǎn)時(shí)，此時(shí)球A的速度大小；(2)球B運(yùn)動(dòng)到最低點(diǎn)時(shí)，球B對(duì)桿的作用力大小及方向。【答案】(1)(2)，方向豎直向下【解析】【分析】球B運(yùn)動(dòng)到最高點(diǎn)時(shí)，球B對(duì)桿無作用力，由重力提供向心力，由牛頓第二定律求出速度，A、B繞同一軸轉(zhuǎn)動(dòng)，角速度相同；球B從最高轉(zhuǎn)到最低點(diǎn)過程中，系統(tǒng)機(jī)械能守恒，求出