2023-2024学年陕西省西安市莲湖区高一下学期期中物理试题（解析版）

高级中学名校试卷PAGEPAGE2高一物理期中考试质量监测本试卷满分100分，考试用时75分钟。注意事项：1.答题前，考生务必将自己的姓名、考生号、考场号，座位号填写在答题卡上。2.回答选择题时，选出每小题〖答案〗后，用铅笔把答题卡上对应题目的〖答案〗标号涂黑。如需改动，用橡皮擦干净后，再选涂其他〖答案〗标号。回答非选择题时，将〖答案〗写在答题卡上。写在本试卷上无效。3.考试结束后，将本试卷和答题卡一并交回。4.本试卷主要考试内容：人教版必修第二册第五、六、七章。一、单项选择题：本题共7小题，每小题4分，共28分。在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的。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的运动轨迹可能是下图中的（）A. B.C. D.〖答案〗C〖解析〗由题意知，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，故演员A的实际加速度竖直向下；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。故选C。2.关于行星运动的公式=k，以下理解正确的是（）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T均无关〖答案〗D〖解析〗：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．故选D3.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〖答案〗A〖解析〗由题意可知链球飞出后做斜抛运动，设链球飞出时的速度为v，速度与水平方向间的夹角为θ，则链球水平位移大小为AB．运动员旋转的速度越大，v越大，x越大，运动员成绩越好，故A正确，B错误；CD．由于θ为锐角，根据三角函数知识可知仅适当增大或减小θ，sin2θ不一定增大，x不一定增大，运动员成绩不一定越好，故CD错误。故选A。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，角速度大小之比为，则甲、乙两小球的转动半径之比为（）A. B. C. D.〖答案〗C〖解析〗根据可得甲、乙两小球的转动半径之比为故选C。5.2024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 B.为C.大于 D.在〖答案〗A〖解析〗地球第一宇宙速度为近地卫星的运行速率，卫星绕地球做匀速圆周运动时，由万有引力提供向心力可得可得“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。故选A。6.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B.合力大小之比为C.角速度大小之比为D.周期之比〖答案〗C〖解析〗A．飞机的向心加速度大小为可知向心加速度大小之比为，故A错误；B．飞机做匀速圆周运动时，合力提供向心力，则有可知合力大小之比为，故B错误；C．飞机的角速度大小为可知角速度大小之比，故C正确；D．飞机的周期为可知周期之比为，故D错误。故选C。7.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C.小球以最小速度通过甲轨道最高点时受到轨道弹力为mgD.小球以最小速度通过乙管道最高点时受到轨道弹力为mg〖答案〗D〖解析〗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，故AC错BD、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；D正确；故选D二、多项选择题：本题共3小题，每小题5分，共15分。在每小题给出的四个选项中，有多项符合题目要求。全部选对的得5分，选对但不全的得3分，有选错的得0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〖答案〗BC〖解析〗AB．地球静止轨道卫星定点于赤道正上空，则不可能出现在西安的正上空，而运行的周期为，等于地球自转的周期，故A错误，B正确；C．地球静止轨道卫星和地球自转的角速度相等，其转动的半径大于地球的半径，根据可知，其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．根据可知，地球静止轨道卫星的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大，故D错误。故选BC。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C.炸弹击中目标时的速度大小为D.炸弹被投出后，在空中的水平位移与竖直位移的大小之比为〖答案〗AD〖解析〗AB．炸弹击中目标时的竖直分速度大小设炸弹被投出时的初速度大小为，根据几何关系有解得故A正确，B错误；C．炸弹击中目标时的速度大小故C错误；D．炸弹被投出后，在空中的水平位移与竖直位移的大小之比故D正确。故选AD。10.如图所示，圆锥中心轴线竖直，锥面光滑，母线与竖直方向的夹角为，两段长度分别为L、2L的轻质细线，上端固定在上的同一点，下端系有质量之比为1∶2的小球A、B。若圆锥绕轴转动的角速度从零开始缓慢增大，重力加速度大小为g，则下列说法正确的是（）A.A球比B球先离开锥面B.B球比A球先离开锥面C.当时，OA线与的夹角比OB线与的夹角大D.当时，OB线与的夹角比OA线与的夹角大〖答案〗BD〖解析〗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、，有解得，因为所以B球先离开锥面，故A错误，B正确；CD．当时，因为所以两球均已离开锥面，设此时线、线与的夹角分别为，有解得所以故C错误，D正确故选BD。三、非选择题：共57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______。〖答案〗（1）自西向东靠近赤道（2）〖解析〗【小问1详析】由于地球自西向东自转，为了充分利用地球自转速度，在地球上发射卫星时应自西向东发射；因为越靠近赤道，地面上的物体随地球自转的线速度越大，所以发射点建在靠近赤道较好。【小问2详析】设“鹊桥二号”中继星的质量为m，有解得“鹊桥二号”中继星的周期12.某物理兴趣小组在做“研究平抛运动”实验。（1）在安装实验装置的过程中，必须使斜槽末端切线水平，这样做的目的是（）A.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A点为坐标原点，各点的坐标如图所示。请完成下列填空：①A点________（填“是”或“不是”）抛出点。②若取重力加速度大小，则小球离开斜槽末端时的初速度大小为________，小球通过B点时的速度大小为________。（结果均保留两位有效数字）〖答案〗（1）B（2）①.不是②.1.52.5〖解析〗【小问1详析】研究平抛运动的实验很关键的地方是要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，所以必须使斜槽末端切线水平。故选B。【小问2详析】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，由图可知故A点不是抛出点。竖直方向由逐差法可知代入数据可得水平方向有可得小球离开斜槽末端时的初速度大小为因所以小球通过B点时的速度大小为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v。〖答案〗（1）；（2）〖解析〗（1）设卫星的质量为m，有解得（2）设以第一宇宙速度运行的某近地卫星的质量为m＇，有解得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=2kg的小球A，另一端连接质量M=12kg的重物B，小球A沿半径r=0.15m的圆做匀速圆周运动，取g=10m/s2。求：(1)当小球A做匀速圆周运动的角速度ω=10rad/s时，重物B所受地面的支持力大小F；(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v。〖答案〗(1)F=90N；(2)v=3m/s〖解析〗(1)以小球A为研究对象，其做圆周运动所需的向心力由绳子的拉力T1提供，有：T1=mr以重物B为研究对象，由其受力情况可知T1′+F=Mg其中T1=T1′解得F=90N(2)此时绳子的拉力大小T2等于重物B所受的重力大小，即T2=Mg以小球A为研究对象，有解得v=3m/s15.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，OB与竖直线OC的夹角。空气阻力不计，小球可视为质点，取，，重力加速度大小。（1）求细绳断裂前瞬间对小球的拉力大小F；（2）求O点到A点的水平距离d；（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，小球能否越过半圆环？〖答案〗（1）8.75N；（2）1.8m；（3）不能〖解析〗（1）设小球从A点运动到B点的时间为t，由于小球恰好垂直撞在半圆环上的B点，因此有解得小球在B点时沿竖直方向的分速度大小由几何关系可知，此时小球在水平方向的分速度大小（即小球在A点时的速率）解得细绳断裂前瞬间，有解得（2）小球平抛运动的水平位移大小由几何关系有联立解得（3）当小球水平抛出的速度时，若越过半圆环到达地面，则小球的水平位移大小小球的抛出点A与D点的水平距离由于因此小球不能越过半圆环。高一物理期中考试质量监测本试卷满分100分，考试用时75分钟。注意事项：1.答题前，考生务必将自己的姓名、考生号、考场号，座位号填写在答题卡上。2.回答选择题时，选出每小题〖答案〗后，用铅笔把答题卡上对应题目的〖答案〗标号涂黑。如需改动，用橡皮擦干净后，再选涂其他〖答案〗标号。回答非选择题时，将〖答案〗写在答题卡上。写在本试卷上无效。3.考试结束后，将本试卷和答题卡一并交回。4.本试卷主要考试内容：人教版必修第二册第五、六、七章。一、单项选择题：本题共7小题，每小题4分，共28分。在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的。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的运动轨迹可能是下图中的（）A. B.C. D.〖答案〗C〖解析〗由题意知，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，故演员A的实际加速度竖直向下；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。故选C。2.关于行星运动的公式=k，以下理解正确的是（）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T均无关〖答案〗D〖解析〗：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．故选D3.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〖答案〗A〖解析〗由题意可知链球飞出后做斜抛运动，设链球飞出时的速度为v，速度与水平方向间的夹角为θ，则链球水平位移大小为AB．运动员旋转的速度越大，v越大，x越大，运动员成绩越好，故A正确，B错误；CD．由于θ为锐角，根据三角函数知识可知仅适当增大或减小θ，sin2θ不一定增大，x不一定增大，运动员成绩不一定越好，故CD错误。故选A。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，角速度大小之比为，则甲、乙两小球的转动半径之比为（）A. B. C. D.〖答案〗C〖解析〗根据可得甲、乙两小球的转动半径之比为故选C。5.2024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 B.为C.大于 D.在〖答案〗A〖解析〗地球第一宇宙速度为近地卫星的运行速率，卫星绕地球做匀速圆周运动时，由万有引力提供向心力可得可得“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。故选A。6.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B.合力大小之比为C.角速度大小之比为D.周期之比〖答案〗C〖解析〗A．飞机的向心加速度大小为可知向心加速度大小之比为，故A错误；B．飞机做匀速圆周运动时，合力提供向心力，则有可知合力大小之比为，故B错误；C．飞机的角速度大小为可知角速度大小之比，故C正确；D．飞机的周期为可知周期之比为，故D错误。故选C。7.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C.小球以最小速度通过甲轨道最高点时受到轨道弹力为mgD.小球以最小速度通过乙管道最高点时受到轨道弹力为mg〖答案〗D〖解析〗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，故AC错BD、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；D正确；故选D二、多项选择题：本题共3小题，每小题5分，共15分。在每小题给出的四个选项中，有多项符合题目要求。全部选对的得5分，选对但不全的得3分，有选错的得0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〖答案〗BC〖解析〗AB．地球静止轨道卫星定点于赤道正上空，则不可能出现在西安的正上空，而运行的周期为，等于地球自转的周期，故A错误，B正确；C．地球静止轨道卫星和地球自转的角速度相等，其转动的半径大于地球的半径，根据可知，其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．根据可知，地球静止轨道卫星的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大，故D错误。故选BC。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C.炸弹击中目标时的速度大小为D.炸弹被投出后，在空中的水平位移与竖直位移的大小之比为〖答案〗AD〖解析〗AB．炸弹击中目标时的竖直分速度大小设炸弹被投出时的初速度大小为，根据几何关系有解得故A正确，B错误；C．炸弹击中目标时的速度大小故C错误；D．炸弹被投出后，在空中的水平位移与竖直位移的大小之比故D正确。故选AD。10.如图所示，圆锥中心轴线竖直，锥面光滑，母线与竖直方向的夹角为，两段长度分别为L、2L的轻质细线，上端固定在上的同一点，下端系有质量之比为1∶2的小球A、B。若圆锥绕轴转动的角速度从零开始缓慢增大，重力加速度大小为g，则下列说法正确的是（）A.A球比B球先离开锥面B.B球比A球先离开锥面C.当时，OA线与的夹角比OB线与的夹角大D.当时，OB线与的夹角比OA线与的夹角大〖答案〗BD〖解析〗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、，有解得，因为所以B球先离开锥面，故A错误，B正确；CD．当时，因为所以两球均已离开锥面，设此时线、线与的夹角分别为，有解得所以故C错误，D正确故选BD。三、非选择题：共57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______。〖答案〗（1）自西向东靠近赤道（2）〖解析〗【小问1详析】由于地球自西向东自转，为了充分利用地球自转速度，在地球上发射卫星时应自西向东发射；因为越靠近赤道，地面上的物体随地球自转的线速度越大，所以发射点建在靠近赤道较好。【小问2详析】设“鹊桥二号”中继星的质量为m，有解得“鹊桥二号”中继星的周期12.某物理兴趣小组在做“研究平抛运动”实验。（1）在安装实验装置的过程中，必须使斜槽末端切线水平，这样做的目的是（）A.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A点为坐标原点，各点的坐标如图所示。请完成下列填空：①A点________（填“是”或“不是”）抛出点。②若取重力加速度大小，则小球离开斜槽末端时的初速度大小为________，小球通过B点时的速度大小为________。（结果均保留两位有效数字）〖答案〗（1）B（2）①.不是②.1.52.5〖解析〗【小问1详析】研究平抛运动的实验很关键的地方是要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，所以必须使斜槽末端切线水平。故选B。【小问2详析】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，由图可知故A点不是抛出点。竖直方向由逐差法可知代入数据可得水平方向有可得小球离开斜槽末端时的初速度大小为因所以小球通过B点时的速度大小为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