2017级高一下学期周考Ⅲ物理试题

一、选择题（共16小题，每小题3分，共计48分，选对但不全的得1分，不选或错选得0分）

1.关于万有引力定律，下列说法正确的是(　　)

A．牛顿提出了万有引力定律，并测定了引力常量的数值

B．万有引力定律只适用于天体之间

C．万有引力的发现，揭示了自然界一种基本相互作用的规律

D．地球绕太阳在椭圆轨道上运行，在近日点和远日点受到太阳的万有引力大小是相同的

2.(多选)对做平抛运动的物体，在已知重力加速度g的条件下，给出下列4组条件，其中能求出平抛的初速度大小的是(　　)

A．下落高度和水平位移

B．水平位移和落地时的速度大小和方向

C．位移大小和方向及水平位移

D．位移大小及落地时的速度大小

3.如图所示，在同一平台上的O点水平抛出的三个物体，分别落到a、b、c三点，则三个物体运动的初速度 $$$$ 、 $$$$ 、 $$$$ 和运动的时间 $$$$ 、 $$$$ 、 $$$$ 的关系分别是(　　)

A． $$$$ > $$$$ > $$$$ $$$$ > $$$$ > $$$$ 　　B． $$$$ < $$$$ < $$$$ 　 $$$$ ＝ $$$$ ＝ $$$$

C． $$$$ < $$$$ < $$$$ 　 $$$$ > $$$$ > $$$$ D． $$$$ > $$$$ > $$$$ 　 $$$$ < $$$$ < $$$$

4.如图所示，由于地球的自转，地球表面上P、Q两物体均绕地球自转轴做匀速圆周运动，对于P、Q两物体的运动，下列说法正确的是(　　)

A．P、Q两物体的角速度大小相等

B．P、Q两物体的线速度大小相等

C．P物体的线速度比Q物体的线速度大

D．P、Q两物体均受重力和支持力两个力作用

5.如图所示，物体A、B经无摩擦的定滑轮用细线连在一起，A物体受水平向右的力F的作用，此时B匀速下降，A水平向左运动，可知(　　)

A．物体A做匀速运动

B．物体A做加速运动

C．物体A所受摩擦力逐渐增大

D．物体A所受摩擦力不变

6.在斜面顶端的A点以速度v平抛一小球，经t₁时间落到斜面上B点处，若在A点将此小球以速度0.5v水平抛出，经t₂时间落到斜面上的C点处，以下判断正确的是(　　)

A．AB∶AC＝2∶1 B.AB∶AC＝4∶1

C．t₁∶t₂＝4∶1 D．t₁∶t₂＝【域公式】$eq \\r(2)$∶1

7.如图所示，在水平放置的半径为R的圆柱体的正上方的P点将一个小球以水平速度v₀沿垂直于圆柱体的轴线方向抛出，小球飞行一段时间后恰好从圆柱体的Q点沿切线飞过，测得O、Q连线与竖直方向的夹角为θ，那么小球完成这段飞行的时间是(　　)

A．t＝【域公式】$eq \\f(v₀,gtan θ)$ B.t＝【域公式】$eq \\f(gtan θ,v₀)$

C．t＝【域公式】$eq \\f(Rsin θ,v₀)$ D．t＝【域公式】$eq \\f(Rcos θ,v₀)$

8.如图所示，甲、乙两水平圆盘紧靠在一块，甲圆盘为主动轮，乙靠摩擦随甲转动且无滑动。甲圆盘与乙圆盘的半径之比为r_甲：r_乙＝3∶1，两圆盘和小物体m₁、m₂之间的动摩擦因数相同，m₁距O点为2r，m₂距O′点为r，当甲缓慢转动起来且转速慢慢增加时(　　)

A．m₁与m₂滑动前的角速度之比ω₁∶ω₂＝3∶1

B．m₁与m₂滑动前的向心加速度之比a₁∶a₂＝1∶3

C．随转速慢慢增加，m₁先开始滑动

D．随转速慢慢增加，m₂先开始滑动

9. 海王星有13颗已知的天然卫星．现认为“海卫二”绕海王星沿圆轨道匀速运转，已知海卫二质量2.0×10¹⁹ kg，轨道半径5.5×10⁶ km，运行的周期360天，万有引力常量G＝6.67×10^－¹¹N·m²/kg².则海王星的质量大约为(　　)

A．1.0×10¹⁷ kg　 B．1.0×10²⁶ kg C．2.0×10¹¹ kg D．2.0×10¹⁹ kg

10.据报道，天文学家新发现了太阳系外的一颗行星。这颗行星的体积是地球的 $$$$ 倍，质量是地球的 $$$$ 倍。已知近地卫星绕地球运动的周期约为 $$$$ ，引力常量为 $$$$ 。则该行星的平均密度为(　　)

A. $$$$ B. $$$$ C. $$$$ D. $$$$

11.如图所示，斜面ABC放在水平面上，斜边BC长为l，倾角为30°，在斜面的上端B点沿水平方向抛出一小球，结果小球刚好落在斜面下端C点，重力加速度为g，则小球初速度v₀的值为(　　)

A.【域公式】$eq \\f(1,2)$【域公式】$eq \\r(gl)$ B.【域公式】$eq \\f(1,2)$【域公式】$eq \\r(2gl)$

C.【域公式】$eq \\f(1,2)$【域公式】$eq \\r(3gl)$ D.【域公式】$eq \\f(1,2)$【域公式】$eq \\r(5gl)$

12.（多选）在光滑水平面上，钉有两个钉子A、B，一根长细绳一端系一个小球，另一端固定在钉子A上，开始时小球与钉子A、B均在一条直线上（图示位置），且细绳的一大部分沿俯视顺时针方向缠绕在两钉子上，现使小球以初速度v₀在水平面上沿俯视逆时针方向做匀速圆周运动，使两钉子之间缠绕的绳子逐渐释放，在绳子完全被释放后与释放前相比，下列说法正确的是（）

A．小球的速度变大
B．小球的角速度变大
C．小球的加速度变小
D．细绳对小球的拉力变小

13.（多选）两个质量相同的小球，在同一水平面内做匀速圆周运动，悬点相同，如图所示，A运动的半径比B的大，则（　　）

A．A受到的向心力比B的大 B．B受到的向心力比A的大

C．A、B的周期相同 D．A、B的角速度相同

14.在一个光滑水平面内建立平面直角坐标系xOy，质量为1 kg 的物体原来静止在坐标原点O(0,0)，t＝0时受到如图所示随时间变化的外力作用，图甲中F_x表示沿x轴方向的外力，图乙中F_y表示沿y轴方向的外力，下列描述正确的是(　　)

A．0～4 s内物体的运动轨迹是一条直线

B．0～4 s内物体的运动轨迹是一条抛物线

C．前2 s内物体做匀加速直线运动，后2 s内物体做匀加速曲线运动

D．前2 s内物体做匀加速直线运动，后2 s内物体做匀速圆周运动

15. 山城重庆的轻轨交通颇有山城特色，由于地域限制，弯道半径很小，在某些弯道上行驶时列车的车身严重倾斜。每到这样的弯道乘客都有一种坐过山车的感觉，很是惊险刺激。假设某弯道铁轨是圆弧的一部分，转弯半径为R，重力加速度为g，列车转弯过程中倾角(车厢地面与水平面夹角)为θ，则列车在这样的轨道上转弯行驶的安全速度(轨道不受侧向挤压)为(　　)

A. $$$$ B. $$$$ C. $$$$ D. $$$$

16.如图所示，两个用相同材料制成的靠摩擦传动的轮A和B水平放置，两轮半径R_A=3R_B．当主动轮A匀速转动时，在A轮边缘上放置的小木块恰能相对静止在A轮边缘上．若将小木块放在B轮上，欲使木块相对B轮也静止，则木块距B轮转轴的最大距离为（　　）

A． $$$$ B. $$$$ C. $$$$ D. $$$$

二、实验题 (每空3分，共计18分)

17.某同学在做平抛运动实验时得到了如图所示的物体运动轨迹，a、b、c三点的位置在运动轨迹上已标出．则：
（1）小球平抛的初速度为______ m/s．（g取10m/s²）
（2）小球开始做平抛运动的位置坐标为x=______cm，y=______cm．
（3）小球运动到b点的速度为______m/s．

18在“探究加速度与质量的关系”的实验中。

（1）备有器材：A.带有定滑轮的长木板；B.电磁打点计时器、低压交流电源、纸带；C.细绳、小车、砝码；D.装有细砂的砂桶；E.垫片；F.毫米刻度尺. 还缺少的一件器材是_________。

（2）同学甲根据实验数据画出如图所示a－【域公式】$eq \\f(1,m)$图线，从图线可得砂和砂桶的总质量为____________kg。(g取10 m/s²)

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三．计算题（共3小题，共34分，要求写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤，只写出最后答案的不能得分）

19. （10分）如图所示，在距地面为H=45m处，有一小球A以初速度v₀=10m/s水平抛出，与此同时，在A的正下方有一物块B也以相同的初速度v₀同方向滑出，B与地面间的动摩擦因数为μ=0.5，A、B均可看做质点，空气阻力不计，重力加速度g取10m/s²，求：

（1）A球从抛出到落地的时间和这段时间内的水平位移；

（2）A球落地时，A、B之间的距离．

20. （12分）如图所示，小球Q在竖直平面内做匀速圆周运动，半径为r，当球Q运动到与O在同一水平线上时，有另一小球P在距圆周最高点为h处开始自由下落．要使两球在圆周最高点处相碰，Q球的角速度ω应满足什么条件？

21. （12分）如图所示，用一根长为l＝1 m的细线，一端系一质量为m＝1 kg的小球(可视为质点)，另一端固定在一光滑锥体顶端，锥面与竖直方向的夹角θ＝37°，当小球在水平面内绕锥体的轴做匀速圆周运动的角速度为ω时，细线的张力为F_T.(g取10 m/s²，结果可用根式表示)求：

(1)若要小球刚好离开锥面，则小球的角速度ω₀至少为多大？

(2)若细线与竖直方向的夹角为60°，则小球的角速度ω′为多大？

高一物理周考试卷答题页

17.（1） m/s （2） x=____ __cm，y=____ __cm．（3）___ _ __m/s．

18．（1）（2） kg

19．（10分）

20．（12分）

21．（12分）

参考答案1C 2ABC 3C 4A 5B 6B 7C 8D 9B 10C 11C 12CD 13ACD 14C 15C 16D

1解析：选C　牛顿提出了万有引力定律，卡文迪许测定了引力常量的数值，万有引力定律适用于任何物体之间，万有引力的发现，揭示了自然界一种基本相互作用的规律，选项A、B错误，C正确；地球绕太阳在椭圆轨道上运行，在近日点和远日点受到太阳的万有引力大小是不相同的，选项D错误。

2解析：选ABC　由h＝【域公式】$eq \\f(1,2)$gt²，x＝v₀t得v₀＝x 【域公式】$eq \\r(\\f(g,2h))$，可知知道下落高度和水平位移，可以确定初速度，故A正确；已知落地时的速度大小和方向，根据平行四边形定则可以求出初速度。故B正确；已知位移大小和方向及水平位移，能求出下落的高度，结合A项分析知能求出初速度，故C正确；已知位移大小，不能求出水平位移和下落的高度，已知落地时的速度大小，方向未知，不能求出初速度，故D错误。

3解析：选C　三个物体落地的高度h_a>h_b>h_c，根据h＝【域公式】$eq \\f(1,2)$gt²，知t_a>t_b>t_c，根据x_a<x_b<x_c，x＝vt知，a的水平位移最短，时间最长，则速度最小；c的水平位移最长，时间最短，则速度最大，所以有v_a<v_b<v_c。故C正确，A、B、D错误。

4解析：选A　P、Q两物体都是绕地轴做匀速圆周运动，角速度相等，即ω_P＝ω_Q，选项A对；根据圆周运动线速度v＝ωR，P、Q两物体做匀速圆周运动的半径不等，即P、Q两物体做圆周运动的线速度大小不等，选项B错；Q物体到地轴的距离远，圆周运动半径大，线速度大，选项C错；P、Q两物体均受到万有引力和支持力作用，重力只是万有引力的一个分力，选项D错。

5解析：选B　设系在A上的细线与水平方向夹角为θ，物体B的速度为v_B，大小不变，细线的拉力为F_T，则物体A的速度v_A＝【域公式】$eq \\f(v_B,cos θ)$，F_f_A＝μ(mg－F_Tsin θ), 因物体B下降，θ增大，故v_A增大，物体A做加速运动，A错误，B正确；物体B匀速下降，F_T不变，故随θ增大，F_f_A减小，C、D均错误。

6解析：选B　平抛运动竖直方向上的位移和水平方向上的位移关系为tan θ＝【域公式】$eq \\f(y,x)$＝【域公式】$eq \\f(\\f(1,2)gt²,v₀t)$＝【域公式】$eq \\f(gt,2v₀)$，则t＝【域公式】$eq \\f(2v₀tan θ,g)$，可知运动的时间与初速度成正比，所以t₁∶t₂＝2∶1。竖直方向上下落的高度h＝【域公式】$eq \\f(1,2)$gt²，可得竖直方向上的位移之比为4∶1。斜面上的距离s＝【域公式】$eq \\f(h,sin θ)$，知AB∶AC＝4∶1。故选B。

7解析：选C　小球做平抛运动，tan θ＝【域公式】$eq \\f(v_y,v₀)$＝【域公式】$eq \\f(gt,v₀)$，则时间t＝【域公式】$eq \\f(v₀tan θ,g)$，选项A、B错误；在水平方向上有Rsin θ＝v₀t，则t＝【域公式】$eq \\f(Rsin θ,v₀)$，选项C正确，D错误。

8解析：选D　甲、乙两圆盘边缘上的各点线速度大小相等，有：ω₁·3r＝ω₂·r，则得ω₁∶ω₂＝1∶3，所以小物体相对盘开始滑动前，m₁与m₂的角速度之比为1∶3，故A错误；小物体相对盘开始滑动前，根据a＝ω²r得：m₁与m₂的向心加速度之比为a₁∶a₂＝(ω₁²·2r)∶(ω₂²r)＝2∶9，故B错误；根据μmg＝mrω²＝ma知，因a₁∶a₂＝2∶9，圆盘和小物体的动摩擦因数相同，可知当转速增加时，m₂先达到临界角速度，所以m₂先开始滑动。故D正确，C错误。

9解析：选B.万有引力提供向心力，因已知周期，且F_万＝F_向，故可知【域公式】$eq \\f(GMm,r²)$＝m【域公式】$eq \\f(4π²,T²)$r，解得M＝【域公式】$eq \\f(4π²r³,GT²)$，代入数据得M＝1.0×10²⁶ kg，B正确．

10解析：选C　万有引力提供近地卫星绕地球运动的向心力G【域公式】$eq \\f(M_地m,R²)$＝m【域公式】$eq \\f(4π²R,T²)$，且ρ_地＝【域公式】$eq \\f(3M_地,4πR³)$，由以上两式得ρ_地＝【域公式】$eq \\f(3π,GT²)$。而【域公式】$eq \\f(ρ_星,ρ_地)$＝【域公式】$eq \\f(M_星V_地,V_星M_地)$＝【域公式】$eq \\f(b,a)$，因而ρ_星＝【域公式】$eq \\f(3πb,aGT²)$，C正确。

11解析：选C　平抛运动的水平位移x＝lcos θ＝v₀t，竖直方向的位移y＝lsin θ＝【域公式】$eq \\f(1,2)$gt²，联立可得v₀＝【域公式】$eq \\f(1,2)$【域公式】$eq \\r(3gl)$，C正确。

12CD

13. 解析：ACD 对其中一个小球受力分析，如图，受重力、绳子的拉力，由于小球做匀速圆周运动，故由合力提供向心力；将重力与拉力合成，合力指向圆心，由几何关系得，向心力为：F=mgtanθ…①
则知A受到的向心力比B的大，故A正确，B错误．
CD、由向心力公式得到，F=mω²r…②；
设球与悬挂点间的高度差为h，由几何关系，得：r=htanθ…③；
由①②③解得：ω= $$$$ 与绳子的长度和转动半径无关，即角速度、周期大小相同；故C、D正确．

14解析：选C　0～2 s内物体沿x轴方向做初速度为零的匀加速直线运动，2 s时受沿y轴方向的恒力作用，与速度方向垂直，故2～4 s内物体做类平抛运动，C项正确。

15解析：选C　轨道不受侧向挤压时，轨道对列车的作用力就只有弹力，重力和弹力的合力提供向心力，根据向心力公式mgtan θ＝m【域公式】$eq \\f(v²,R)$，得v＝【域公式】$eq \\r(gRtan θ)$，C正确。

16.D

17. (1)2；(2) （-10，-1.25）；(3)2.5

18.根据牛顿第二定律可知，a＝【域公式】$eq \\f(F,m)$，则F即为a－【域公式】$eq \\f(1,m)$图象的斜率，所以砂和砂桶的总重力m′g＝F＝【域公式】$eq \\f(2.4,12)$ N＝0.20 N，解得m′＝0.020 kg。(0.018～0.022均正确)

19(1)30m (2)10m解析：（1）由平抛运动可知： $$$$

（2）对B物块，由牛二定律： $$$$

减速至停止所需时间 $$$$

所以在A落地之前B已停止运动.B的总位移为 $$$$

所以AB间距离为 $$$$

20．

21解析：(1)若要小球刚好离开锥面，则小球只受到重力和细线的拉力，受力分析如图所示．小球做匀速圆周运动的轨迹圆在水平面上，故向心力水平，在水平方向运用牛顿第二定律及向心力公式得：

mgtan θ＝mω【域公式】$eq \\o\\al(²,₀)$lsin θ

解得ω【域公式】$eq \\o\\al(²,₀)$＝【域公式】$eq \\f(g,lcos θ)$

即ω₀＝【域公式】$eq \\r(\\f(g,lcos θ))$＝【域公式】$eq \\f(5,2)$【域公式】$eq \\r(2)$ rad/s.

(2)同理，当细线与竖直方向成60°角时，由牛顿第二定律及向心力公式得：

mgtan α＝mω′²lsin α

解得：ω′²＝【域公式】$eq \\f(g,lcos α)$，即ω′＝【域公式】$eq \\r(\\f(g,lcos α))$＝2【域公式】$eq \\r(5)$ rad/s.

答案：(1)【域公式】$eq \\f(5,2)$【域公式】$eq \\r(2)$ rad/s　(2)2【域公式】$eq \\r(5)$ rad/s