物理试卷
一、单选题（本大题共 8 小题，共 24.0 分）
1. 在物理学发展过程中，有许多科学家做出了贡献，下列说法正确的是
A. 第谷通过多年观测记录行星的运动，提出了行星运动的三大定律
B. 卡文迪许发现万有引力定律，被人们称为“能称出地球质量的人”
C. 伽利略利用“理想斜面”实验得出“力不是维持物体运动的原因，而是改变物
体运动状态的原因”
D. 牛顿从理论和实验两个角度，证明了轻重物体下落一样快，从而推翻了亚里士
多德的“质量越大下落越快”的错误观点
2. 如图所示为正常走时的挂钟，A、B 为秒针上的两点，在秒针转
动半周的过程中，比较 A、B 两点运动的路程、角速度、线速度和向心加速度，其
中大小相等的是
A. 路程 B. 角速度 C. 线速度 D. 向心加速度
3. 地球的质量为 M，半径为 质量为 m 的宇航员离地面高度为 h 时，受到地球的万有
引力为
A. B.
C. D.
4. 一质点沿半径为 R 的圆做匀速圆周运动，周期是 4s，1s 内质点的位移大小和路程
大小分别是
A. R， B. ， C. ， D. ，
5. 在水平面上，小猴拉着小滑块做匀速圆周运动，O 点为圆心，能正确地表示小滑块
受到的牵引力 F 及摩擦力 的图是
A. B. C. D.
6. “科学真是迷人。”天文学家已经测出月球表面的加速度g、月球的半径 R 和月球
绕地球运转的周期 T 等数据，根据万有引力定律就可以“称量”月球的质量了。已
知引力常数 G，用 M 表示月球的质量。关于月球质量，下列说法正确的是
A. B. C. D.
7. 如图所示，当用扳手拧螺母时，扳手上的 P、Q 两点的角速度分别为 和 ，线
速度大小分别为 和 ，则
A. ， B. ，
C. ， D. ，
8. 观看科幻电影 流浪地球 后，某同学设想地球仅在木星引力作用下沿椭圆轨
道通过木星的情景，如图所示，轨道上 P 点距木星最近距木星表面的高度可
忽略。则
A. 地球靠近木星的过程中运行速度减小
B. 地球远离木星的过程中加速度增大
C. 地球远离木星的过程中角速度增大
D. 地球在 P 点的运行速度大于木星第一宇宙速度
二、多选题（本大题共 4 小题，共 16.0 分）
9. 某物体做匀速圆周运动，下列描述其运动的物理量中，恒定不变的是
A. 角速度 B. 向心加速度 C. 线速度 D. 周期
10. 关于行星绕太阳运动，下列叙述正确的是
A. 某行星绕太阳沿椭圆轨道运动时，在近日点所受引力大，在远日点所受到引力
小
B. 某行星绕太阳沿椭圆轨道运动时，在近日点速度大，在远日点速度小
C. 绕太阳运动的所有行星的轨道半长轴的三次方跟它的公转周期平方的比值都相
等
D. 行星绕太阳运动时太阳位于行星轨道的中心处
11. 火车转弯可近似看成是做匀速圆周运动．当火车以规定速
度通过时，内外轨道均不受挤压．现要降低火车转弯时的
规定速度，须对铁路进行改造，从理论上讲以下措施可行
的是
A. 减小内外轨的高度差 B. 增加内外轨
的高度差
C. 减小弯道半径 D. 增大弯道半径
12. 如图所示，用长为 L 的细绳拴着质量为 m 的小球在竖直平面内做圆
周运动，则下列说法正确的是
A. 小球在圆周最高点时所受向心力一定为重力
B. 小球在圆周最高点时绳子的拉力可能为零
C. 若小球刚好能在竖直面内做圆周运动，则其在最高点速率是
D. 小球在圆周最低点时拉力一定等于重力
三、填空题（本大题共 1 小题，共 6.0 分）
13. 如图，用一根结实的细绳拴住一个小物体，在足够大的光滑水
平桌面上抡动细绳，使小物体做匀速圆周运动，则：
当你抡动细绳，使小物体做匀速圆周运动时，作用在小物体
的拉力______
A.沿绳指向圆心
B.沿绳背向圆心
C.垂直于绳与运动方向相同
D.垂直于绳于运动方向相反
松手后，物体做______
A.半径更大的圆周运动 半径更小的圆周运动
C.平抛运动 直线运动
若小物体做圆周运动的半径为 ，质量为 ，每秒匀速转过 5 转，则细绳
的拉力为______ 结果用含有“ ”的式子表示
四、实验题（本大题共 1 小题，共 8.0 分）
14. 某同学做验证向心力与线速度关系的实验。装置如图所示，一轻质细线上
端固定在拉力传感器上，下端悬挂一小钢球。钢球静止时刚好位于光电门
中央。主要实验步骤如下：
用游标卡尺测出钢球直径 d；
将钢球悬挂静止不动，此时力传感器示数为 ，用米尺量出线长 L；
将钢球拉到适当的高度处释放，光电门计时器测出钢球的遮光时间为 t，
力传感器示数的最大值为 ；
已知当地的重力加速度大小为 g，请用上述测得的物理量表示：
钢球经过光电门时的线速度表达式 ______，向心力表达式
______；
钢球经过光电门时的所受合力的表达式 ______；
五、计算题（本大题共 3 小题，共 30.0 分）
15. 如图所示，一辆质量为 800kg 的小汽车驶上圆弧半径为 50m 的拱
桥。求：
汽车到达桥顶时速度为 ，汽车对桥的压力是多大？
汽车以多大速度经过桥顶时恰好对桥没有压力？结果可用根式
表示
16. 在物理学中，常常用等效替代、类比、微小量放大等方法来研究
问题．如在牛顿发现万有引力定律一百多年后，卡文迪许利用微
小量放大法由实验测出了万有引力常量 G 的数值，如图所示是
卡文迪许扭秤实验示意图．卡文迪许的实验常被称为是“称量地
球质量”的实验，因为由G 的数值及其它已知量，就可计算出地球的质量，卡文
迪许也因此被誉为第一个称量地球的人．
若在某次实验中，卡文迪许测出质量分别为 、 相距为 r 的两个小球之间引
力的大小为 F，求万有引力常量 G；
若已知地球半径为 R，地球表面重力加速度为 g，万有引力常量为 G，忽略地球
自转的影响，请推导出地球质量及地球平均密度的表达式．
17. 如图所示，一质量为 的小球，用长为 的轻绳
拴着在竖直平面内做圆周运动。g 取 ，求：
小球要做完整的圆周运动，在最高点的速度至少为多
大？
当小球在最高点的速度为 时，轻绳拉力多大？
六、简答题（本大题共 1 小题，共 16.0 分）
18. “海上生明月，天涯共此时”、“但愿人长久，千里共婵娟”，月亮是人们思乡思
亲的寄托，千百年来用清冽的光辉陪伴着我们．宇宙中，月球是离地球最近的天体，
登月也是人类迈向宇宙的第一步．2014 年 10 月，我国嫦娥五号飞行试验器拜访了
老邻居月球，在月球旁边拍下“月地合影”，并成功返回故乡地球．
文学从情感上拉近了月亮和人的距离，科学则从理性和技术上拉近了人和月球的距
离．根据所学知识，在地球上就可推算出月球的一些信息．已知月球绕地球的运动
可视为匀速圆周运动，地球的质量为 M，月球绕地球公转的周期为 T，引力常量为
求
地心到月心之间的距离 r；
月球绕地球公转线速度 v 的大小．
答案
1.【答案】C
2.【答案】B
3.【答案】D
4.【答案】C
5.【答案】A
6.【答案】A
7.【答案】B
8.【答案】D
9.【答案】AD
10.【答案】ABC
11.【答案】AC
12.【答案】BC
13.【答案】A；D；
14.【答案】
15.【答案】解： 汽车到达桥顶时，竖直方向受到重力 G 和桥对它的支持力 的作
用，
汽车对桥顶的压力大小等于桥顶对汽车的支持力 ，汽车过桥时做圆周运动，
重力和支持力的合力提供向心力，由牛顿第二定律得： ，
代入数据解得： ，
由牛顿第三定律可知，汽车对桥顶的压力 ；
汽车经过桥顶恰好对桥没有压力而腾空，则 ，
即汽车做圆周运动的向心力完全由其自身重力来提供，
由牛顿第二定律得：
代入数据解得：
答： 汽车到达桥顶时速度为 ，汽车对桥的压力是 7600N。
汽车以 的速度经过桥顶时恰好对桥没有压力。
16.【答案】解： 根据万有引力定律有：
解得：
设地球质量为 M，在地球表面任一物体质量为 m，在地球表面附近满足：
得地球的质量为：
地球的体积为：
解得：地球的密度为：
答： 万有引力常量为 ．
地球质量为 ，地球平均密度的表达式为 ．
17.【答案】解： 在最高点，根据
得
在最高点，根据牛顿第二定律得
解得
答： 小球要做完整的圆周运动，在最高点的速度至少为 ；
当小球在最高点的速度为 时，轻绳拉力为 15N。
18.【答案】解： 月球绕地球的运动可视为匀速圆周运动，设月球质量为 m，根据万
有引力定律和牛顿第二定律
解得
月球绕地球公转的速度大小
答： 地心到月心之间的距离是 ；
月球绕地球公转线速度 v 的大小 ．
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