【知识点详解】
1. **万有引力定律**:万有引力定律是物理学中描述任何两个质点之间由于它们的质量而产生的相互吸引力的定律。公式为 F = G * (m1 * m2) / r^2,其中 F 是两物体间的引力,G 是万有引力常量,m1 和 m2 是两物体的质量,r 是两物体中心间的距离。根据描述,选项A正确,G是通过实验测得的,不是人为规定的;选项B错误,因为当 r 趋于零时,万有引力定律不再适用,不能直接得出引力无限大的结论;选项C和D错误,因为两物体之间的引力总是大小相等,方向相反,但与质量有关,且不是平衡力。
2. **功的计算**:功是力在物体上产生的位移与力的方向的夹角余弦的乘积。电梯问题中,人的运动经历加速、匀速、减速三个阶段。在加速阶段,支持力做正功;匀速阶段,支持力仍做正功,因为支持力方向与位移方向一致;减速阶段,支持力依然做正功,因为支持力方向仍然是向上的,与向上减速的位移方向一致。因此,选项A正确,全程支持力都做正功。
3. **瞬时功率的计算**:瞬时功率是力在单位时间内所做的功,即 P = F * v * cosθ,其中 F 是力,v 是速度,θ 是力与速度之间的角度。根据题目,选项D正确,瞬时功率是 F^2 * t * cosθ / m。
4. **平抛运动**:平抛运动是物体只在重力作用下进行的运动。两小球a、b分别以相同速率v0在不同角度抛出,落地时间取决于竖直方向的分速度。两小球的运动时间之比可以通过比较它们的初始竖直分速度来确定。根据题目描述,选项B正确,两小球运动时间之比为1:3。
5. **摆动问题**:小球在摆动过程中,最低点的线速度、角速度、向心加速度都是最大值。当小球从静止释放,摆线被钉子挡住,小球在最低点的向心加速度会突然增大,因为它必须提供足够的向心力以保持圆周运动。因此,选项C正确。
6. **皮带传动**:皮带上各点的线速度相等,角速度与半径成反比。根据题目中的关系,选项A正确,A、B、C三点的线速度相同,而角速度B>A>C。
7. **摩擦力分析**:在装置转动过程中,物块B受到的静摩擦力是为了维持其相对静止,因此随着转速增大,静摩擦力可能会先增大后减小,因为B的向心力需求先增大后趋于稳定。而物块A的静摩擦力可能先减小,因为A距离转轴更远,初速度较大,随着转速增加,静摩擦力可能减小到零,然后随转速进一步增大,静摩擦力又会增大。因此,选项B正确。
8. **重力加速度的计算**:根据密度相同的假设,小行星和地球的重力加速度与半径的平方成反比。地球的重力加速度为g,小行星半径是地球的1/400,所以小行星表面的重力加速度为g/400。选项B正确。
9. **天体运动**:(1)航天飞机从椭圆轨道进入空间站轨道需在近月点减速,以降低轨道能量;(2)图中航天飞机正向低轨道过渡,表明动能增加,速度增加;(3)月球质量可通过空间站轨道周期计算;(4)月球的第一宇宙速度是卫星绕月球表面做圆周运动所需的最小速度。因此,正确答案是(1)(3)(4),选项B正确。
10. **人造卫星的运动特性**:(1)近地卫星的周期小于同步卫星,赤道卫星未发射,所以T1>T3>T2;(2)ω与周期T成反比,所以ω1<ω3=ω2;(3)线速度v与半径的平方根成正比,v1<v3<v2;(4)向心力F与半径的平方成反比,F1<F3<F2。因此,选项C正确。
11. **螺旋线运动**:质点沿螺旋线自外向内运动,若弧长与时间成正比,说明质点的速度在增大,而角速度不变,因为螺旋线的曲率与速度无关。因此,选项B正确,角速度保持恒定。
以上是对试卷中各个物理问题的详细解析,涵盖了万有引力定律、功、瞬时功率、平抛运动、摆动问题、皮带传动、摩擦力分析、重力加速度计算、天体运动以及人造卫星的运动特性等多个知识点。