2023-2024学年陕西省西安市莲湖区高一（下）期中物理试卷（含解析）

第=page11页，共=sectionpages11页2023-2024学年陕西省西安市莲湖区高一（下）期中物理试卷一、单选题：本大题共7小题，共28分。1.河北杂技，历史悠久，源远流长。如图甲所示，在杂技表演中，演员A沿竖直杆匀减速向上爬，同时演员B顶着杆匀速水平向右移动。若建立如图乙所示的坐标系，其中x与y分别表示演员A在水平方向、竖直方向的位移，则在该过程中演员A的运动轨迹可能是图中的(

)A. B. C. D.2.关于行星运动的公式a3T2=A.k是一个与行星质量有关的常量 B.k与a3成正比

C.k与T2成反比 D.k与a和3.如图所示，某链球运动员高速旋转后松手，链球沿运动员正前方斜向上飞出。不计空气阻力。下列做法中，一定能提高运动员成绩的是(

)

A.仅增大运动员旋转的速度

B.仅减小运动员旋转的速度

C.仅适当增大链球飞出时的速度与水平方向间的夹角

D.仅适当减小链球飞出时的速度与水平方向间的夹角4.甲、乙两小球都在水平面上做匀速圆周运动，它们的线速度大小之比为1：3，角速度大小之比为1：2，则甲、乙两小球的转动半径之比为(

)A.1：2 B.2：1 C.2：3 D.3：25.2024年1月11日，我国使用“快舟一号”甲运载火箭，成功将“天行一号”02星发射升空，卫星顺利进入预定轨道，发射任务获得圆满成功。若“天行一号”02星发射入轨后在距地面一定高度的轨道上绕地球做匀速圆周运动，则其运行速率(

)A.小于7.9km/s B.为7.9km/s6.中国国际航空航天博览会是展示当今世界航空航天业发展水平的盛会，代表着当今国际航空航天业先进科技主流，已成为世界五大最具国际影响力的航展之一。某架表演飞机特技飞行时的轨迹照片如图所示，若水平圆轨迹半径为竖直圆轨迹半径的2倍，飞机飞行的速率保持不变，则飞机做水平圆周运动和竖直圆周运动相比较，下列说法正确的是(

)A.向心加速度大小之比为2：1

B.合力大小之比为1：1

C.角速度大小之比为1：2

D.周期之比为1：27.如图所示，一质量为m的小球分别在甲、乙两种竖直固定轨道内做圆周运动。若两轨道内壁均光滑、半径均为R，重力加速度为g，小球可视为质点，空气阻力不计，则(

)A.小球通过甲轨道最高点时的最小速度为零

B.小球通过乙管道最高点时的最小速度为gR

C.小球以最小速度通过甲轨道最高点时受到轨道弹力为mg

D.二、多选题：本大题共3小题，共15分。8.2024年3月5日，经过近一个月的漂移和业务调试后，“风云四号”B星成功接替“风云四号”A星，在东经105度的静止轨道上恢复业务服务，实现万里之外的“太空搬家”。“风云四号”A星与“风云四号”B星均为地球静止轨道卫星(高度约为36000km)。关于地球静止轨道卫星，下列说法正确的是A.可能出现在西安的正上空

B.运行的周期等于地球自转的周期

C.线速度比在赤道上随地球一起自转的物体的线速度大

D.向心加速度比在赤道上随地球一起自转的物体的向心加速度小9.如图所示，在某次军事演习中，轰炸机(图中未画出)沿水平方向投放了一颗炸弹，炸弹被投出后经时间t恰好垂直击中倾角为θ的山坡上的目标。重力加速度大小为g，不计空气阻力。下列说法正确的是(

)

A.炸弹被投出时的初速度大小为gttanθ

B.炸弹击中目标时的竖直分速度与水平分速度的大小之比为tanθ

C.炸弹击中目标时的速度大小为g10.如图所示，圆锥中心轴线OO′竖直，锥面光滑，母线与竖直方向的夹角为θ，两段长度分别为L、2L的轻质细线，上端固定在OO′上的同一点，下端系有质量之比为1:2的小球A、B。若圆锥绕轴OO′转动的角速度A.A球比B球先离开锥面

B.B球比A球先离开锥面

C.当ω=3gLcosθ时，OA线与OO′的夹角比OB线与OO′的夹角大三、填空题：本大题共1小题，共8分。11.2024年3月17日，探月工程四期“鹊桥二号”中继星和“长征八号”遥三运载火箭在中国文昌航天发射场完成技术区相关工作，星箭组合体转运至发射区，计划于近日择机实施发射。请完成下列填空：

(1)为了充分利用地球的自转速度，在地球上发射卫星时应______(填“自西向东”、“自东向西”、“自南向北”或“自北向南”)发射，发射点建在______(填“靠近赤道”或“靠近两极”)较好。

(2)若“鹊桥二号”中继星发射入轨后绕地球做匀速圆周运动，轨道半径为r，地球的质量为M，引力常量为G，则入轨后“鹊桥二号”中继星的线速度大小为______，周期为四、实验题：本大题共1小题，共8分。12.某物理兴趣小组在做“研究平抛运动”实验。(1A.保证小球飞出时，速度既不太大，也不太小B.保证小球从斜槽末端飞出时的速度水平C.保证小球在空中运动的时间每次都相等D.保证小球运动的轨迹是一条抛物线(2)某同学记录了小球运动轨迹上的A、B、C三点，取①A点________(填“是”或“不是”)②若取重力加速度大小g=10 m/s2，则小球离开斜槽末端时的初速度大小为________m/s五、计算题：本大题共3小题，共41分。13.2024年1月11日，我国在酒泉卫星发射中心使用“快舟一号”甲运载火箭，成功将“天行一号”02星发射升空，卫星顺利进入预定轨道，发射任务获得圆满成功。若卫星入轨后做匀速圆周运动，轨道半径为r，周期为T，地球的半径为R，引力常量为G，求：

(1)地球的质量M；

(2)地球的第一宇宙速度14.如图所示，在光滑水平桌面上有一光滑小孔O，一根轻绳穿过小孔，一端连接质量m=2 kg的小球A，另一端连接质量M=12 kg的重物B(1)当小球A做匀速圆周运动的角速度ω=10 (2)当重物B所受地面的支持力为零时，小球A做匀速圆周运动的线速度大小v15.如图所示，一小球质量m=0.5kg，通过长L=1.2m的轻质细绳悬挂在距水平地面高H=2.8m的天花板上，现将小球往左拉开某一角度后释放，结果细绳恰好在小球运动到最低点A时断裂，小球飞出后恰好垂直撞在水平地面上与细绳在同一竖直面内、圆心为O的半圆环的B点。已知圆环的半径R=1m，(1)求细绳断裂前瞬间对小球的拉力大小(2)求O点到A点的水平距离(3)现用另一相同长度的轻质细线将小球悬挂在天花板上后，再将小球向左拉开另一角度，若小球也恰好在最低点断裂，且小球从A点飞出的速度大小

答案和解析1.【答案】C

【解析】解：演员B水平向右做匀速直线运动，加速度为零；演员A沿杆向上做匀减速直线运动，加速度向下；初速度与加速度不在一条直线上，所以演员A的运动轨迹可能为向下弯曲的曲线。故C正确，ABD错误。

故选：C。

根据曲线运动的条件及运动的合成分析判断。

本题关键掌握曲线运动轨迹与加速度的关系。2.【答案】D

【解析】解：开普勒描述了行星绕太阳公转的情况，开普勒第三定律中的常数是一个与行星无关、与太阳有关的数。圆心是太阳，做环绕运动的是行星，研究的是公转，T为公转周期，R为椭圆轨道的半长轴，故ABC错误，D正确。

故选：D。

开普勒行星运动第三定律指出：行星绕太阳运动的椭圆轨道的半长轴a的三次方与它的公转周期T的二次方成正比，即a3T2=k，k3.【答案】A

【解析】【分析】本题考查斜抛运动。解决问题的关键是清楚链球做斜抛运动。水平方向做匀速直线运动，竖直方向做竖直上抛运动。【解答】

在其他条件不变的情况下，仅增大运动员旋转的速度，链球在水平方向上的位移增大，故A正确，BCD错误。4.【答案】C

【解析】解：根据圆周运动线速度与角速度的关系v=rω

变形得半径r=vω

甲、乙两小球的转动半径之比r1r2=v1ω15.【答案】A

【解析】地球第一宇宙速度

7.9kmG可得v“天行一号”02星的轨道半径大于地球的半径，因此“天行一号”02星的运行速率小于

7.9km故选A。6.【答案】C

【解析】A、令竖直的半径为R，则水平的半径为2R，由于飞机的飞行速度不变，所以线速度一样，根据向心加速度公式有a=v2r，所以向心加速度大小之比为1：2，故A错误；

B、根据向心力可知，合力大小公式有F=mv2r，所以合力大小的之比为1：2，故B错误；

C、根据线速度与角速度的关系有ω=vr，所以角速度大小之比为1：2，故C正确；

D、根据周期公式有T=2πω，根据C选项中，角速度之比为17.【答案】D

【解析】【分析】

解决本题的关键知道小球做圆周运动向心力的来源，知道“圆形模型”与“管形模型”的区别是解答的关键。

【解答】

AC、甲轨道，在最高点，当轨道给的弹力等于零时，小球的速度最小，最小为gR，故A错误，C错误；

BD、对乙轨道，在最高点，因为外管或内管都可以对小球产生弹力作用，当小球的速度等于0时，内管对小球产生弹力，大小为mg，故最小速度为0，故B错误，D8.【答案】BC【解析】解：A、地球同步轨道卫星应位于赤道平面上空，不可能出现在西安的正上方，故A错误；

B、由于“风云四号”A星与“风云四号”B星均为地球静止轨道卫星，地球静止轨道卫星与地球自转的周期相等，故B正确；

C、由v=ωr=2πTr可知，静止轨道卫星的轨道半径比赤道上随地球一起自转的物体的轨道半径大，所以静止轨道卫星线速度比在赤道上随地球一起自转的物体的线速度大，故C正确；

D、由an=4π2T29.【答案】AD【解析】AB.炸弹击中目标时的竖直分速度大小

vy=gt

，设炸弹被投出时的初速度大小为

v0

，根据几何关系有

1tanθ=vyv0

，解得

v0=gttanθ

，选项A正确，B错误；

C.炸弹击中目标时的速度大小10.【答案】BD【解析】【分析】

由水平面内圆周运动的临界情况解得二者恰离开锥面时的角速度大小，由角速度的大小关系判断谁先离开；离开斜面后，对两球分别受力分析，由牛顿第二定律解得细线与竖直方向的夹角。

本题主要考查水平面内的圆周运动，知道球的临界状态下由其重力与绳的拉力共同提供向心力是解题的关键，难度不大。

【解答】

AB、设A球的质量为m，A、B两球恰好离开锥面时的角速度分别为ω1、ω2，有

mgtanθ=mω12Lsinθ

2mgtanθ=2mω22×2Lsinθ

解得ω1=gLcosθ、ω2=g11.【答案】自西向东

靠近赤道

GMr【解析】解：(1)地球自西向东自转，要充分利用地球的自转速度，在发射卫星时要沿着地球自转的方向发射卫星，即从西向东发射，地球各点随地球自转的角速度相等，由v=ωr可知，赤道上各点的轨道半径最大，线速度最大，所以要充利用自转的速度，在地球上发射卫星的地点应建在靠近赤道好。

(2)设“鹊桥二号”中继星的质量为m，根据万有引力提供向心力有

GMmr2=mv2r

解得v=GMr12.【答案】(1)B；(2)【解析】【分析】

(1)根据实验目的进行选择；

(2)根据初速度为零的匀加速直线运动规律进行判断；根据平抛运动的规律进行计算。

解决平抛实验问题时，要特别注意实验的注意事项．在平抛运动的规律探究活动中不一定局限于课本实验的原理，要注重学生对探究原理的理解；解决本题的关键知道平抛运动在水平方向和竖直方向上的运动规律，结合运动学公式和推论灵活求解。

【解答】

(1)斜槽末端切线水平是为了保证小球能够水平飞出，只有水平飞出时的小球才能做平抛运动。故ACD错误，B正确。故选：B。

(2)根据初速度为零的匀加速直线运动在连续相等的时间间隔内位移之比为1：3：5：…，由图可知

yAB：yBC=15：(40−15)=3：5≠1：3

故A点不是抛出点。

竖直方向由逐差法可知

Δy=yBC−yAB=13.【答案】解：(1)对天行一号卫星，万有引力提供向心力GMmr2=mr4π2T2

地球质量M=4π2r3GT2

(2)【解析】(1)天行一号卫星，根据万有引力提供向心力，结合向心力公式求解地球质量；

(2)对于近地卫星，轨道半径14.【答案】解：(1)对小球A分析，小球受到的重力和支持力平衡，因此绳子的拉力提供向心力，则：

T1=mrω2

对物体B分析，物体受到三个力的作用：重力Mg、绳子的拉力T1、地面的支持力F，由力的平衡条件可得：

T1+F=Mg

解得F=90N【解析】(1)对A，绳子的拉力提供A所需的向心力，根据向心力公式F=mω2r，求出绳子上拉力，B受到