物理試卷
一、選擇題：（本題共14小題，每小題5分，共70分，1-8題只有乙個選項正確，9-14題有多個選項正確）
1．若有一艘宇宙飛船在某一行星表面做勻速圓周運動，設其週期為t，引力常量為g，該行星的自轉週期為t0，那麼該行星的平均密度為（ ）
a． b． c． d．
2．如圖，乙個小球從樓梯頂部以v0=2m/s的水平速度丟擲，所有台階都是高0.2m、寬0.25m．小球首先落到哪一台階上（ ）
a．第二級 b．第** c．第四級 d．第五級
3．人造地球衛星執行時，其軌道半徑為月球軌道半徑的，則此衛星執行的週期大約是（ ）
a．1天 b．5天 c．7天 d．大於10天
4．已知地球質量為m，半徑為r，自轉週期為t，地球同步衛星質量為m，引力常量為g．有關同步衛星，下列表述正確的是（ ）
a．衛星距離地面的高度為
b．衛星的執行速度大於第一宇宙速度
c．衛星執行時受到的向心力大小為g
d．衛星執行的向心加速度小於地球表面的重力加速度
5．假設地球可視為質量均勻分布的球體，已知地球表面重力加速度在兩極的大小為g0，赤道的大小為g；地球自轉的週期為t，引力常量為g．則地球的密度為（ ）
a． b．
c． d．
6．如圖，一物體以一定的初速度沿水平面由a點滑到b點，摩擦力做功為w1；若該物體從a′點沿斜面滑到b′點，摩擦力做功為w2，已知物體與各接觸面的動摩擦因數均相同，則（ ）
a．w1=w2 b．w1＞w2 c．w1＜w2 d．不能確定
7．如圖所示，在加速運動的車廂中，乙個人用力沿車前進的方向推車廂，已知人與車廂始終保持相對靜止，那麼人對車廂做功的情況是（ ）
a．做正功 b．做負功 c．不做功 d．無法確定
8．某同學進行體能訓練，用了100s時間跑上7樓，試估測他登樓的平均功率最接近的數值是（ ）
a．10w b．100w c．1kw d．10 kw
9．經長期觀測，人們在宇宙中已經發現了「雙星系統」，「雙星系統」由兩顆相距較近的恆星組成，每個恆星的線度遠小於兩個星體之間的距離，而且雙星系統一般遠離其他天體．如圖所示，兩顆星球組成的雙星，在相互之間的萬有引力作用下，繞連線上的0點做週期相同的勻速圓周運動． 現測得兩顆星之間的距離為l，質量之比為m1：m2=3：2．則可知（ ）
a．m1、m2做圓周運動的線速度之比為3：2
b．m1做圓周運動的半徑為
c．m1、m2做圓周運動的向心力大小相等
d．m1、m2做圓周運動的週期的平方與m1 和 m2+的質量之和成反比
10．發射地球同步衛星時，先將衛星發射至近地圓軌道1，然後經點火，使其沿橢圓軌道2執行，最後再次點火，將衛星送入同步圓軌道3．軌道 1、2相切於q點，軌道2、3相切於p 點，如圖所示，則當衛星分別在1、2、3軌道上正常執行時，以下說法正確的是（ ）
a．衛星在軌道2上經過p點時的速度等於它在軌道3上經過p點時的速度
b．衛星在軌道2上經過p點時的速度小於它在軌道3上經過p點時的速度
c．衛星在軌道1上經過q點時的加速度大於它在軌道2上經過q點時的加速度
d．衛星在軌道2上經過p點時的加速度等於它在軌道3上經過p點時的加速度
11．如圖所示，地球赤道上靜止沒有發射的衛星a、近地衛星b、同步衛星c．用v表示速率，a表示向心加速度、t表示週期，則（ ）
a．va＜vc＜vb b．va=vb＜vc c．ab＞ac＞aa d．ta=tb＜tc
12．如圖所示，內壁光滑的碗底有乙個質量為m的小球，設小球碗底的壓力為fn，那麼當碗沿水平方向獲得（ ）
a．速度的瞬間，fn＞mg b．速度的瞬間，fn=mg
c．加速度的瞬間，fn＞mg d．加速度的瞬間，fn＜mg
13．如圖所示，放於豎直麵內的光滑金屬細圓環半徑為r，質量為m的帶孔小球穿於環上．同時有一長為r的細繩一端繫於球上，另一端繫於圓環最低點，繩的最大拉力為2mg．當圓環以角速度ω繞豎直直徑轉動時，發現小球受三個力作用．則ω可能為（ ）
a．3 b． c． d．
14．如圖所示，在水平轉台上放乙個質量m=2kg的木塊，它與轉台間最大靜摩擦力fmax=6.0n，繩的一端繫住木塊，穿過轉台的中心孔o（孔光滑，忽略小滑輪的影響），另一端懸掛乙個質量m=1.0kg的小物塊，當轉台以ω=5rad/s勻速轉動時，木塊相對轉台靜止，則木塊到o點的距離可以是（m、m均視為質點，g取10m/s2）（ ）
a．0.04m b．0.08m c．0.16m d．0.64m
二、實驗題（每空2分，共10分）
15．某學習小組做**「合力的功和物體速度變化關係」的實驗，如圖1中小車是在一條橡皮筋作用下彈出，沿木板滑行，這時橡皮筋對小車做的功記為w，當用2條、3條…，完全相同的橡皮筋並在一起進行第2次、第3次…實驗時，使每次實驗中橡皮筋伸長的長度都保持一致．每次實驗中小車獲得的速度由打點計時器所打的紙帶測出．
（1）除了圖中已有的實驗器材外，還需要導線、開關、 ．
（2）實驗中，小車會受到摩擦阻力的作用，可以使木板適當傾斜來平衡摩擦阻力，則下面操作正確的是 ．
a．放開小車，能夠自由下滑即可
b．放開小車，能夠勻速下滑即可
c．放開拖著紙帶的小車，能夠自由下滑即可
d．放開拖著紙帶的小車，能夠勻速下滑即可
（3）若木板水平放置，小車在兩條橡皮筋作用下運動，當小車速度最大時，關於橡皮筋所處的狀態與小車所在的位置，下列說法正確的是 ．
a．橡皮筋處於原長狀態
b．橡皮筋仍處於伸長狀態
c．小車在兩個鐵釘的連線處
d．小車已過兩個鐵釘的連線
（4）在正確操作情況下，打在紙帶上的點，並不都是均勻的，為了測量小車獲得的速度，應選用紙帶的部分進行測量（根據上面所示的紙帶回答，填入相應段的字母）
（5）從理論上講，橡皮筋做的功w和小車獲得的速度v的關係是 ．
三、計算題（共3小題，共30分）
16．為了研究太陽演化程序，需知道目前太陽的質量m．已知地球半徑r=6.4×106m，地球質量m=6×1024kg，日地中心的距離r=1.5×1011m，地球公轉週期為一年，地球表面處的重力加速度g=10m/s2，試估算目前太陽的質量．（保留二位有效數字，引力常量未知＞
17．汽車發動機的額定功率為60kw，汽車質量為5t，汽車在水平路面上行駛時，阻力是車重的0.2倍．試問：
（1）汽車保持以額定功率從靜止啟動後能達到的最大速度是多少？
（2）若汽車從靜止開始，保持以0.5m/s2的加速度做勻加速直線運動，這一過程能維持多長時間？當車速為5m/s時，汽車的實際功率？
18．如圖所示，水平放置的圓盤上，在其邊緣c點固定乙個小桶，桶的高度不計，圓盤半徑為r=1m，在圓盤直徑cd的正上方，與cd平行放置一條水平滑道ab，滑道右端b與圓盤圓心o在同一豎直線上，且b點距離圓盤圓心的豎直高度h=1.25m，在滑道左端靜止放置質量為m=0.4kg的物塊（可視為質點），物塊與滑道的動摩擦因數為μ=0.
1，現用力 f=2n的水平作用力拉動物塊，同時圓盤從圖示位置，以角速度ω=πrad/s，繞通過圓心o 的豎直軸勻速轉動，拉力作用在物塊一段時間後撤掉，最終物塊由b點水平丟擲，恰好落入圓盤邊緣的小桶內．g取10m/s2．
（1）若拉力作用時間為1s，求所需滑道的長度；
（2）求拉力作用的最短時間．
參***與試題解析
一、選擇題：（本題共14小題，每小題5分，共70分，1-8題只有乙個選項正確，9-14題有多個選項正確）
1．若有一艘宇宙飛船在某一行星表面做勻速圓周運動，設其週期為t，引力常量為g，該行星的自轉週期為t0，那麼該行星的平均密度為（ ）
a． b． c． d．
【考點】萬有引力定律及其應用．
【分析】根據萬有引力提供向心力，求出行星質量的表示式，結合行星的體積求出行星的平均密度．
【解答】解：設行星的半徑為r，根據得，行星的質量m=，
則行星的平均密度．故c正確，a、b、d錯誤．
故選：c．
2．如圖，乙個小球從樓梯頂部以v0=2m/s的水平速度丟擲，所有台階都是高0.2m、寬0.25m．小球首先落到哪一台階上（ ）
a．第二級 b．第** c．第四級 d．第五級
【考點】平拋運動．
【分析】抓住小球落在虛線上，結合豎直位移和水平位移的關係求出運動的時間，從而得出水平位移，確定小球首先落在哪乙個台階上．
【解答】解：當小球落在虛線上時，tanθ=，
根據tanθ=得，t=，
則小球的水平位移x=，
由於0.25×2＜x＜0.25×3，可知小球首先落在第**台階上．
故選：b．
3．人造地球衛星執行時，其軌道半徑為月球軌道半徑的，則此衛星執行的週期大約是（ ）
a．1天 b．5天 c．7天 d．大於10天
【考點】人造衛星的加速度、週期和軌道的關係．
【分析】由萬有引力提供向心力可確定出週期的表示式，據表示式結合月球的週期可求出衛星的週期．
【解答】解：由萬有引力提供向心力得：
則則t=30×≈5天
則b正確，
故選：b
4．已知地球質量為m，半徑為r，自轉週期為t，地球同步衛星質量為m，引力常量為g．有關同步衛星，下列表述正確的是（ ）
a．衛星距離地面的高度為
b．衛星的執行速度大於第一宇宙速度
c．衛星執行時受到的向心力大小為g
d．衛星執行的向心加速度小於地球表面的重力加速度
【考點】人造衛星的加速度、週期和軌道的關係．
【分析】同步衛星與地球相對靜止，因而與地球自轉同步，根據萬有引力提供向心力，即可求出相關的量．
【解答】解：a、萬有引力提供向心力
f引=f向
===a向，
v=a向=
f=h=﹣r
故a、c錯誤
b、由於第一宇宙速度為v1=，故b錯誤；
d、地表重力加速度為g=，故d正確；
故選d．
5．假設地球可視為質量均勻分布的球體，已知地球表面重力加速度在兩極的大小為g0，赤道的大小為g；地球自轉的週期為t，引力常量為g．則地球的密度為（ ）
a． b．
c． d．
【考點】萬有引力定律及其應用．
【分析】分別寫出赤道上物體的向心力與地球表面物體的萬有引力的表示式，結合質量與球體體積的表示式，聯立即可求出．
【解答】解：地球兩級的物體受到的萬有引力等於重力，所以：
赤道上的物體需要的向心力：
則：mg=mg0﹣fn
聯立可得：
地球的質量：m=
又：m=ρv=
所以： ==
故選：b
6．如圖，一物體以一定的初速度沿水平面由a點滑到b點，摩擦力做功為w1；若該物體從a′點沿斜面滑到b′點，摩擦力做功為w2，已知物體與各接觸面的動摩擦因數均相同，則（ ）
a．w1=w2 b．w1＞w2 c．w1＜w2 d．不能確定
【考點】功的計算；摩擦力的判斷與計算．
【分析】通過功的公式w=fscosθ去比較兩種情況下摩擦力做功的大小．
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