精品解析：山东省菏泽市2024-2025学年高一下学期4月期中考试物理试题（B）

2024—2025学年度第二学期期中考试 高一物理试题（B） 注意事项： 1、本试卷分选择题和非选择题两部分。满分100分，考试时间90分钟。 2、答题前，考生务必将姓名、班级等个人信息填写在答题卡指定位置。 3、考生作答时，请将答案答在答题卡上。选择题每小题选出答案后，用2B铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑；非选择题请用直径0.5毫米黑色墨水签字笔在答题卡上各题的答题区域内作答。超出答题区域书写的答案无效，在试题卷、草稿纸上作答无效。 一、单项选择题：本题共8小题，每小题3分，共24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. 如图所示，在一端封闭的玻璃管中注满清水，水中放一个用红蜡做成的小圆柱体（小圆柱体恰能在管中匀速上浮），将玻璃管的开口端用胶塞塞紧。然后将玻璃管竖直倒置，在红蜡块匀速上浮的同时使玻璃管紧贴黑板面水平向右先匀加速再匀减速移动，正对黑板面将看到红蜡块相对于黑板面的移动轨迹可能是（　　） A. B. C. D. 2. 如图所示，发射一颗同步卫星时先将卫星发射至近地圆轨道I，当卫星到达轨道I的P点时实施变轨进入椭圆轨道II，M、N为椭圆轨道II短轴的两个端点，到达轨道II的远地点Q点时，再次实施变轨进入同步轨道Ⅲ做匀速圆周运动。关于上述运动过程的说法正确的是（　　） A. 卫星在轨道Ⅱ上运行一周的时间小于24小时 B. 卫星在轨道II上从P点到M点运行的时间与从Q点到N点运行的时间相等 C. 卫星在轨道II上经过P点的速度与在轨道I上经过P点的速度都等于7.9km/s D. 卫星在轨道II上经过Q点的加速度小于卫星在轨道III上经过Q点的加速度 3. 一辆前轮为驱动轮的汽车在进行上线检测时，需要把驱动轮压在两个半径相同的有固定转轴的滚筒上，保证驱动轮转动时汽车不会向前运动，工作人员模拟驾驶汽车，使汽车驱动轮以恒定的转速转动，并且车轮与滚筒间不打滑。如图所示，A、B、C分别为轮胎边缘、轮毂边缘及滚筒边缘上的三个点，半径分别为rA、rB、rc，且。下列说法正确的是（　　） A. A点与B点的线速度大小相等 B. A点与C点的角速度大小相等 C. B点与C点的线速度大小之比为4∶3 D. B点与C点的角速度大小之比为1∶2 4. 农民用手抛撒谷粒进行水稻播种，一颗谷粒被水平抛出后运动的轨迹如图所示，O为抛出点，A、B为轨迹上的两点，且谷粒在OA间与AB间运动的时间相等。忽略空气阻力，下列说法正确的是（　　） A. 谷粒在OA间水平方向的位移大小小于AB间水平方向的位移大小 B. 谷粒在B点的速度大小是在A点时的2倍 C. 谷粒在OA间速度变化量等于AB间速度变化量 D. 谷粒在OA间与AB间竖直方向的位移大小之比为1∶4 5. 土星外面的环是太阳系中引人入胜的天文奇观之一，被称为土星光环或土星环。这个环系统由无数个绕着土星运转的细小颗粒组成，形成了一道璀璨的厚度为d的发光带，可简化模型如图甲所示，R为发光带内侧小颗粒到土星中心的距离。科学家观测发现发光带中的物质绕土星中心的运行速度与到土星中心的距离r的倒数之间关系如图乙所示，已知图线斜率为k。则土星的质量为（　　） A. B. Rk C. D. kG 6. 如图所示，黑色圆盘上有三个相同的白点，三个点到圆盘中心的距离相等并且均匀分布，黑色圆盘绕过其中心且垂直于盘面的轴沿顺时针方向匀速转动，某同学在暗室中用每秒闪光30次的频闪光源照射圆盘，该同学感觉三个白点不动，则圆盘转动的转速最小值为（　　） A. 10r/min B. 60r/min C. 600r/min D. 1200r/min 7. 某同学在通用技术课上用小电动机做了一个玩具，如图所示，一长为0.4m的轻杆一端固定在电动机水平放置的转轴上，另一端固定一质量为0.1kg的小球，轻杆随电动机在竖直平面内做角速度为10rad/s的匀速圆周运动，A、B、C、D为圆周上的四点，A为最高点，B为最低点，C、D两点与圆心等高，重力加速度大小为下列关于小球运动情况判断正确的是（　　） A. 最高点A处，杆对球的作用力大小为3N，方向向竖直上 B. 最低点B处，杆对球的作用力大小为5N，方向竖直向上 C. 水平位置C处，杆对球的作用力大小为4N，方向水平向右 D. 水平位置D处，杆对球的作用力大小为方向水平向左 8. 甲图为某一款发动机机械传动装置的示意图，可简化为乙图，连杆AB、OB可绕图中A、B、O三处的转轴转动，连杆OB在竖直面内的圆周运动可通过连杆AB使活塞在水平横杆上左右滑动。已知AB杆长为L，OB杆长为r，B点绕O点沿逆时针方向匀速转动的角速度为ω，下列说法正确的是（　　） A. 活塞做的是匀速直线运动 B. L越大，活塞运动的范围越大 C. 当OB⊥AB时，活塞速度大小为Lω D. 当OB⊥OA时，活塞速度大小为rω 二、多项选择题：本题共4小题，每小题4分，共16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4分，选对但不全的得2分，有选错的得0分。 9. 投壶是从先秦延续下来的一种中国传统宴会礼节游戏。在一次研学活动过程中，某同学将箭矢水平抛出投入壶中，将箭矢视为质点，不计空气阻力和壶的高度，简化后如图乙所示，箭矢从离地面高h=1.25m的A点以初速度水平抛出，正好落在壶口B点，重力加速度大小为则（　　） A. 箭矢运动的时间为0.5s B. 箭矢运动的位移大小为2.5m C. 箭矢刚落到B点时的瞬时速度大小为 D. 箭矢刚落到B点时瞬时速度方向与水平方向的夹角为30° 10. 2025年1月7日，我国在西昌卫星发射中心成功将实践二十五号卫星发射升空，卫星顺利进入预定轨道。卫星在预定轨道上的运动可视为绕地球做匀速圆周运动，已知该卫星距离地面高度为h，地球的半径为R，地球表面的重力加速度为g，忽略地球自转影响。下列关于该卫星说法正确的是（　　） A. 周期为 B. 角速度大小为 C. 向心加速度大小为 D. 线速度大小与地球的第一宇宙速度的比值为 11. 如图所示，一可以绕中心轴OO'转动的圆台上表面半径为0.15m，下底面半径为0.45m，高为0.4m。圆台上表面粗糙，侧面光滑。一个质量为0.2kg的小物块置于上表面的A点处，A点到上表面圆心的距离为0.1m，小物块与上表面间的动摩擦因数为0.3；一个质量为0.1kg的小球置于侧面并通过一根长为0.25m的轻绳悬挂在上台面边缘处的P点。当圆台以某一角速度做匀速圆周运动时，小球刚好要离开侧面，物块和小球均可视为质点，重力加速度大小为该时刻关于小球、小物块受力情况，下列说法正确的是（　　） A. 轻绳对小球的拉力大小为0.8N B. 轻绳对小球的拉力大小为1.25N C. 小物块受到的摩擦力大小为0.5N D. 小物块受到的摩擦力大小为0.6N 12. 我国的北斗三号卫星导航系统由24颗中圆地球轨道卫星、3颗地球静止轨道卫星和3颗倾斜地球同步轨道卫星共30颗卫星组成。如图所示，A、C为地球静止轨道卫星，B为在赤道平面的中圆地球轨道卫星，绕行方向均与地球自转方向一致。已知地球自转周期为T1，卫星B的运行周期为T2，某时刻，卫星A与卫星B相距最近。下列说法正确的是（　　） A. 卫星C向后喷气加速可沿圆轨道追上卫星A B. 卫星A、C的发射速度大于第一宇宙速度 C. 可以使其中一颗卫星定点在北京上空 D. 再经过时间卫星A与卫星B又一次相距最近 三、非选择题：本题共6小题，共60分。 13. 物理课堂上同学们用如图所示的向心力演示器探究影响向心力大小的因素。已知长槽上的挡板B到转轴的距离是挡板A的2倍，长槽上的挡板A和短槽上的挡板C到各自转轴的距离相等。转动手柄使长槽和短槽随着变速塔轮匀速转动，槽内的球就做匀速圆周运动。挡板对球的弹力提供了向心力，球对挡板的反作用力通过横臂的杠杆作用使弹簧测力筒下降，从而露出标尺，根据标尺上的等分格可以粗略计算出两个球所受向心力的比值。 （1）探究向心力和质量的关系时，可将钢球放在短槽上挡板C处，那么铝球应该放在长槽上挡板___________（填“A”或“B”）处，并且需要调整两边塔轮的半径___________（填“相同”或“不同”）。 （2）探究向心力和半径的关系时，调整两边塔轮的半径相同，用两个质量相同的钢球，球1放在长槽上的挡板B处，球2放在短槽上的挡板C处，则钢球1和钢球2的线速度大小之比为___________。 （3）探究向心力和角速度的关系时，用两个质量相同的钢球，球1放在长槽上的挡板A处，球2放在短槽上的挡板C处，如果标尺上等分格显示出钢球1和钢球2所受向心力的比值为1∶9，则钢球1和钢球2转动的角速度之比为___________。 14. 利用如图甲所示的装置研究平抛运动的特点。实验前，先将一张白纸和复写纸固定在装置的背板上。钢球落到挡板N上后，就会挤压复写纸，在白纸上留下印迹。上下调节挡板N，通过多次实验，在白纸上记录钢球所经过的多个位置，用平滑曲线把这些印迹连接起来，就得到钢球做平抛运动的轨迹。 （1）下列器材问题和操作方式不会对实验探究有影响的是___________。 A. 斜槽轨道不光滑 B. 斜槽末端不水平 C. 每次上下调节挡板N时的距离不同 D. 小球每次自由释放的位置不同 （2）第1实验小组根据实验得到平抛小球的运动数据，在坐标系中以平抛起点O为坐标原点，x、y分别为水平和竖直位置坐标，描点画线得到图像，能说明平抛小球运动轨迹为抛物线的是___________。 A. B. C. D. （3）第2实验小组得到物体做平抛运动的轨迹如图乙所示，a、b、c为轨迹上的三个点，以a为坐标原点，以水平方向为x轴，以重垂线方向为y轴，建立直角坐标系，测得b、c两点坐标分别为（40cm，40cm）、（80cm，120cm），重力加速度大小为则由此可计算出物体的初速度大小为___________m/s，物体抛出位置的坐标为___________。 15. 如图所示，同学们在课外活动时玩投沙包游戏，水平地面上的得分区域用平行标线均匀分成9格，每格宽度d=0.3m，在地面上依次标记为1，2，3，……9，要求参赛者站在离得分区域边界AB的距离为L=3m处，每次总是从距离地面高度为h=1.8m处的P点垂直于AB且沿水平方向抛出沙包，沙包落地后立即停止不动，沙包可视为质点，空气阻力不计，重力加速度大小为g=10m/s2。求： （1）当沙包恰好落到第6格和第7格的分隔标线上时的速度大小； （2）为了使沙包能落入第5格内并且不能落在标线上，初速度大小的取值范围。 16. 水流星是中国传统民间杂技艺术，杂技演员用一根绳子拴着里面盛着水的两个碗，快速旋转绳子做各种精彩表演，即使碗底朝上，碗里的水也不会洒出来。某次表演时，杂技演员手拿绳子的中点，让碗在空中旋转。若水的质量为m，绳子长度为L，重力加速度为g，不计空气阻力，绳子的长度远大于碗口直径。 （1）若两只碗在竖直平面内做圆周运动，两碗的线速度大小始终相等，如图甲所示，当正上方碗内的水恰好不流出来时，求正下方碗内的水对碗的压力； （2）若两只碗在同一水平面内做匀速圆周运动，如图乙所示，已知绳与竖直方向的夹角均为θ，求碗和水一起转动的角速度大小。 17. 假设宇航员站在某质量分布均匀的行星表面上，如图所示，从P点沿水平方向抛出一个小球并打到对面倾角为θ的斜坡上，当抛出的初速度为时，从抛出点P到打在斜坡上的落点间位移最小，小球在空中的运动时间为t。已知该行星的半径为R，万有引力常量为G，球体的体积公式是。求： （1）该行星表面的重力加速度； （2）该行星的密度； （3）该行星的第一宇宙速度。 18. 如图所示，倾斜轨道OA与半径为R=0.5m的光滑圆弧轨道AB平滑连接，A与B两点在同一水平高度处，半径AO'和BO'夹角为α=74°，水平面BC的长度为，斜面CD与水平面夹角θ=37°。质量为的小球先沿圆弧轨道运动，并在B点离开轨道，恰好在C点正上方处达到最高点F，最终落在斜面上的E点。小球落到E点时的速度方向与斜面夹角β=16°，不计空气阻力，重力加速度大小为，，，求： （1）小球运动到B点时对圆弧轨道的压力大小； （2）小球从B点到E点的运动时间； （3）B、E两点间的竖直高度。 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $ 2024—2025学年度第二学期期中考试 高一物理试题（B） 注意事项： 1、本试卷分选择题和非选择题两部分。满分100分，考试时间90分钟。 2、答题前，考生务必将姓名、班级等个人信息填写在答题卡指定位置。 3、考生作答时，请将答案答在答题卡上。选择题每小题选出答案后，用2B铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑；非选择题请用直径0.5毫米黑色墨水签字笔在答题卡上各题的答题区域内作答。超出答题区域书写的答案无效，在试题卷、草稿纸上作答无效。 一、单项选择题：本题共8小题，每小题3分，共24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. 如图所示，在一端封闭的玻璃管中注满清水，水中放一个用红蜡做成的小圆柱体（小圆柱体恰能在管中匀速上浮），将玻璃管的开口端用胶塞塞紧。然后将玻璃管竖直倒置，在红蜡块匀速上浮的同时使玻璃管紧贴黑板面水平向右先匀加速再匀减速移动，正对黑板面将看到红蜡块相对于黑板面的移动轨迹可能是（　　） A. B. C. D. 【答案】B 【解析】 【详解】红蜡块匀速上浮的同时水平向右先匀加速再匀减速移动，则红蜡块的加速度先向右后向左，即红蜡块的合力先向右后向左，而轨迹的弯曲大致指向合力的方向；轨迹上每一点的切线方向表示速度的方向，开始的初速度竖直向上。 故选B。 2. 如图所示，发射一颗同步卫星时先将卫星发射至近地圆轨道I，当卫星到达轨道I的P点时实施变轨进入椭圆轨道II，M、N为椭圆轨道II短轴的两个端点，到达轨道II的远地点Q点时，再次实施变轨进入同步轨道Ⅲ做匀速圆周运动。关于上述运动过程的说法正确的是（　　） A. 卫星在轨道Ⅱ上运行一周的时间小于24小时 B. 卫星在轨道II上从P点到M点运行的时间与从Q点到N点运行的时间相等 C. 卫星在轨道II上经过P点的速度与在轨道I上经过P点的速度都等于7.9km/s D. 卫星在轨道II上经过Q点的加速度小于卫星在轨道III上经过Q点的加速度 【答案】A 【解析】 【详解】A．根据开普勒第三定律 有题意可知，卫星在轨道Ⅱ上运行的半长轴小于在同步轨道Ⅲ上运行的半径，所以卫星在轨道Ⅱ上运行的周期小于在同步轨道Ⅲ上运行周期的24h，故A正确； B．根据开普勒第二定律可知远地点速度小于近地点的速度，从而得出卫星在轨道Ⅱ上从P到M的运动时间小于从Q到N的运动时间，故B错误； C．卫星在近地轨道I上运行速度等于第一宇宙速度，为7.9km/s；卫星由轨道I变轨到轨道Ⅱ需加速，即卫星在轨道II上经过P点的速度大于7.9km/s，故C错误； D．根据牛顿第二定律 解得 因为卫星在轨道II上经过Q点时到地心的距离等于卫星在轨道III上经过Q点到地心的距离，所以卫星在轨道II上经过Q点的加速度等于卫星在轨道III上经过Q点的加速度，故D错误。 故选A。 3. 一辆前轮为驱动轮的汽车在进行上线检测时，需要把驱动轮压在两个半径相同的有固定转轴的滚筒上，保证驱动轮转动时汽车不会向前运动，工作人员模拟驾驶汽车，使汽车驱动轮以恒定的转速转动，并且车轮与滚筒间不打滑。如图所示，A、B、C分别为轮胎边缘、轮毂边缘及滚筒边缘上的三个点，半径分别为rA、rB、rc，且。下列说法正确的是（　　） A. A点与B点的线速度大小相等 B. A点与C点的角速度大小相等 C. B点与C点的线速度大小之比为4∶3 D. B点与C点的角速度大小之比为1∶2 【答案】D 【解析】 【详解】A．由图可知，A点与B点为同轴传动，所以角速度相等，即 根据 又因为 所以，故A错误； B．由图可知，A点与C点为摩擦传动，具有相同的线速度大小，即 根据 又因为 所以，故B错误； C．因为， 所以，故C错误； D．因为， 所以，故D正确。 故选D。 4. 农民用手抛撒谷粒进行水稻播种，一颗谷粒被水平抛出后运动的轨迹如图所示，O为抛出点，A、B为轨迹上的两点，且谷粒在OA间与AB间运动的时间相等。忽略空气阻力，下列说法正确的是（　　） A. 谷粒在OA间水平方向的位移大小小于AB间水平方向的位移大小 B. 谷粒在B点的速度大小是在A点时的2倍 C. 谷粒在OA间速度变化量等于AB间速度变化量 D. 谷粒在OA间与AB间竖直方向的位移大小之比为1∶4 【答案】C 【解析】 【详解】A．谷粒在空中做平抛运动，水平方向上做匀速直线运动，谷粒在OA间与OB间运动的时间相等，在水平方向上 可知谷粒在OA间水平方向的位移大小等于OB间水平方向的位移大小，故A错误； B．谷粒在OA间与OB间运动的时间相等，则， 谷粒在B点的速度大小小于在A点时的2倍，故B错误； C．谷粒在运动过程中只受重力，根据牛顿第二定律可知，加速度为重力加速度不变，根据 又因为谷粒在OA间与OB间运动的时间相等，所以谷粒在OA间速度变化量等于AB间速度变化量，故C正确； D．谷粒在竖直方向做自由落体运动，且谷粒在OA间与OB间运动的时间相等，根据初速度为零的匀加速直线运动的推论可知，谷粒在OA间与OB间竖直方向的位移大小之比为1∶3，故D错误。 故选C。 5. 土星外面的环是太阳系中引人入胜的天文奇观之一，被称为土星光环或土星环。这个环系统由无数个绕着土星运转的细小颗粒组成，形成了一道璀璨的厚度为d的发光带，可简化模型如图甲所示，R为发光带内侧小颗粒到土星中心的距离。科学家观测发现发光带中的物质绕土星中心的运行速度与到土星中心的距离r的倒数之间关系如图乙所示，已知图线斜率为k。则土星的质量为（　　） A. B. Rk C. D. kG 【答案】A 【解析】 【详解】由于土星环中的物质围绕土星做匀速圆周运动，设土星质量为，土星环中距土星中心距离为的某颗粒的质量为，故有 整理可得 可知图线的斜率为 可得土星的质量为 故选A。 6. 如图所示，黑色圆盘上有三个相同的白点，三个点到圆盘中心的距离相等并且均匀分布，黑色圆盘绕过其中心且垂直于盘面的轴沿顺时针方向匀速转动，某同学在暗室中用每秒闪光30次的频闪光源照射圆盘，该同学感觉三个白点不动，则圆盘转动的转速最小值为（　　） A. 10r/min B. 60r/min C. 600r/min D. 1200r/min 【答案】C 【解析】 【详解】由题意可知，闪光的周期为 该同学感觉三个白点不动，则闪光一次的时间内，圆盘至少转动圈，则圆盘的最大周期为 所以，圆盘转动的转速最小值为 故选C。 7. 某同学在通用技术课上用小电动机做了一个玩具，如图所示，一长为0.4m的轻杆一端固定在电动机水平放置的转轴上，另一端固定一质量为0.1kg的小球，轻杆随电动机在竖直平面内做角速度为10rad/s的匀速圆周运动，A、B、C、D为圆周上的四点，A为最高点，B为最低点，C、D两点与圆心等高，重力加速度大小为下列关于小球运动情况判断正确的是（　　） A. 最高点A处，杆对球的作用力大小为3N，方向向竖直上 B. 最低点B处，杆对球的作用力大小为5N，方向竖直向上 C. 水平位置C处，杆对球的作用力大小为4N，方向水平向右 D. 水平位置D处，杆对球的作用力大小为方向水平向左 【答案】B 【解析】 【详解】A．小球在最高点A处，设杆对球的作用力大小为，假设方向竖直向下，根据牛顿第二定律 解得 所以，小球在最高点A处，杆对球的作用力大小为3N，方向向竖直下，故A错误； B．小球在最低点B处，根据牛顿第二定律 解得 方向竖直向上，故B正确； C．小球在水平位置C处，杆对球的作用力与球所受重力的合力提供向心力，指向圆心，则杆竖直分力为 水平分力为 则，杆对球的作用力大小为 方向斜向右上，故C错误； D．与C同理可知，小球在水平位置D处，杆对球的作用力大小也为，方向斜向左上，故D错误。 故选B。 8. 甲图为某一款发动机机械传动装置的示意图，可简化为乙图，连杆AB、OB可绕图中A、B、O三处的转轴转动，连杆OB在竖直面内的圆周运动可通过连杆AB使活塞在水平横杆上左右滑动。已知AB杆长为L，OB杆长为r，B点绕O点沿逆时针方向匀速转动的角速度为ω，下列说法正确的是（　　） A. 活塞做的是匀速直线运动 B. L越大，活塞运动的范围越大 C. 当OB⊥AB时，活塞速度大小为Lω D. 当OB⊥OA时，活塞速度大小为rω 【答案】D 【解析】 【详解】A．当B处于水平杆O点右侧时，B点速度垂直杆OB向上，活塞速度为零，所以活塞做变速运动，故A错误； B．活塞运动到最远点时，此时B点位于水平直径左端距离O为r的地方，活塞运动到最近点时，此时B点位于水平直径右端距O为r的位置上，由几何关系可知，当OB距离不变时，活塞运动范围为2r，与杆的长度L无关，故B错误； C．当OB⊥AB时，此时B点的速度沿杆方向，大小为 设此时与之间的夹角为，则 活塞沿水平方向运动，将速度分解为沿杆方向和垂直杆方向，则沿杆方向的速度与B点沿杆方向的速度等大，则 联立，解得 故C错误； D．当OB⊥OA时，设此时与之间的夹角为，根据沿杆方向的分速度相等，可知 解得 故D正确。 故选D。 二、多项选择题：本题共4小题，每小题4分，共16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4分，选对但不全的得2分，有选错的得0分。 9. 投壶是从先秦延续下来的一种中国传统宴会礼节游戏。在一次研学活动过程中，某同学将箭矢水平抛出投入壶中，将箭矢视为质点，不计空气阻力和壶的高度，简化后如图乙所示，箭矢从离地面高h=1.25m的A点以初速度水平抛出，正好落在壶口B点，重力加速度大小为则（　　） A. 箭矢运动的时间为0.5s B. 箭矢运动的位移大小为2.5m C. 箭矢刚落到B点时的瞬时速度大小为 D. 箭矢刚落到B点时瞬时速度方向与水平方向的夹角为30° 【答案】AC 【解析】 【详解】A．有题意可知，箭矢做平抛运动，在竖直方向 代入数据，解得，故A正确； B．箭矢在水平方向的位移大小为 则箭矢的位移大小为，故B错误； C．箭矢刚落到B点时，竖直方向的分速度大小为 则箭矢刚落到B点时的瞬时速度大小为，故C正确； D．箭矢刚落到B点时，设速度方向与水平方向的夹角为，则 解得，故D错误。 故选AC。 10. 2025年1月7日，我国在西昌卫星发射中心成功将实践二十五号卫星发射升空，卫星顺利进入预定轨道。卫星在预定轨道上的运动可视为绕地球做匀速圆周运动，已知该卫星距离地面高度为h，地球的半径为R，地球表面的重力加速度为g，忽略地球自转影响。下列关于该卫星说法正确的是（　　） A. 周期为 B. 角速度大小为 C. 向心加速度大小为 D. 线速度大小与地球的第一宇宙速度的比值为 【答案】AD 【解析】 【详解】ABC．设一地面上物体的质量为，根据万有引力等于重力 对卫星，根据牛顿第二定律 联立，解得，， 故A正确，BC错误； D．设一近地卫星的质量为，根据牛顿第二定律 解得近地卫星的线速度，即地球的第一宇宙速度为 对该卫星，根据牛顿第二定律 解得 所以，该卫星线速度大小与地球的第一宇宙速度的比值为 故D正确。 故选AD。 11. 如图所示，一可以绕中心轴OO'转动的圆台上表面半径为0.15m，下底面半径为0.45m，高为0.4m。圆台上表面粗糙，侧面光滑。一个质量为0.2kg的小物块置于上表面的A点处，A点到上表面圆心的距离为0.1m，小物块与上表面间的动摩擦因数为0.3；一个质量为0.1kg的小球置于侧面并通过一根长为0.25m的轻绳悬挂在上台面边缘处的P点。当圆台以某一角速度做匀速圆周运动时，小球刚好要离开侧面，物块和小球均可视为质点，重力加速度大小为该时刻关于小球、小物块受力情况，下列说法正确的是（　　） A. 轻绳对小球的拉力大小为0.8N B. 轻绳对小球的拉力大小为1.25N C. 小物块受到的摩擦力大小为0.5N D. 小物块受到的摩擦力大小为0.6N 【答案】BC 【解析】 【详解】AB．设轻绳与竖直方向的夹角为，则 小球刚好要离开侧面，即小球不受到圆台对小球的弹力，则小球只受重力和轻绳的拉力，设轻绳对小球的拉力大小为，在竖直方向，根据平衡条件可知 解得 故A错误，B正确； CD．由题意可知，小球做圆周运动的半径为 小球所受重力和轻绳拉力的合力提供向心力，则 解得 因为小球和小物块同轴转动，所以小物块做圆周运动的角速度大小也为 小物块在A点做圆周运动，由静摩擦力提供向心力 故C正确，D错误。 故选BC。 12. 我国的北斗三号卫星导航系统由24颗中圆地球轨道卫星、3颗地球静止轨道卫星和3颗倾斜地球同步轨道卫星共30颗卫星组成。如图所示，A、C为地球静止轨道卫星，B为在赤道平面的中圆地球轨道卫星，绕行方向均与地球自转方向一致。已知地球自转周期为T1，卫星B的运行周期为T2，某时刻，卫星A与卫星B相距最近。下列说法正确的是（　　） A. 卫星C向后喷气加速可沿圆轨道追上卫星A B. 卫星A、C的发射速度大于第一宇宙速度 C. 可以使其中一颗卫星定点在北京上空 D. 再经过时间卫星A与卫星B又一次相距最近 【答案】BD 【解析】 【详解】A．卫星C向后喷气加速做离心运动，不能追上同轨道的A，故A错误； B．第一宇宙速度是最小发射速度，则卫星A、C的发射速度大于第一宇宙速度，故B正确； C．地球静止轨道卫星与赤道平面重合，只能定点在赤道的正上方，不能定点在北京的上空，故C错误； D．根据题意可知，A、B再次相距最近时，A、B两卫星转过的角度相差，设经过的时间为，则有 解得，故D正确。 故选BD。 三、非选择题：本题共6小题，共60分。 13. 物理课堂上同学们用如图所示的向心力演示器探究影响向心力大小的因素。已知长槽上的挡板B到转轴的距离是挡板A的2倍，长槽上的挡板A和短槽上的挡板C到各自转轴的距离相等。转动手柄使长槽和短槽随着变速塔轮匀速转动，槽内的球就做匀速圆周运动。挡板对球的弹力提供了向心力，球对挡板的反作用力通过横臂的杠杆作用使弹簧测力筒下降，从而露出标尺，根据标尺上的等分格可以粗略计算出两个球所受向心力的比值。 （1）探究向心力和质量的关系时，可将钢球放在短槽上挡板C处，那么铝球应该放在长槽上挡板___________（填“A”或“B”）处，并且需要调整两边塔轮的半径___________（填“相同”或“不同”）。 （2）探究向心力和半径的关系时，调整两边塔轮的半径相同，用两个质量相同的钢球，球1放在长槽上的挡板B处，球2放在短槽上的挡板C处，则钢球1和钢球2的线速度大小之比为___________。 （3）探究向心力和角速度的关系时，用两个质量相同的钢球，球1放在长槽上的挡板A处，球2放在短槽上的挡板C处，如果标尺上等分格显示出钢球1和钢球2所受向心力的比值为1∶9，则钢球1和钢球2转动的角速度之比为___________。 【答案】（1） ①. A ②. 相同 （2） （3） 【解析】 【小问1详解】 [1][2]本实验采用控制变量法进行探究，所以探究向心力和质量的关系时，需控制小球的角速度和半径相等。即铝球应该放在长槽上挡板A处；并且需要调整两边塔轮的半径相同。 【小问2详解】 两边塔轮由皮带传动，线速度相等，根据 又因为两边塔轮的半径相同，所以角速度相等，即两球的角速度相等，球1放在长槽上的挡板B处，球2放在短槽上的挡板C处，则两球运动的半径之比为 根据 可知 【小问3详解】 有题意可知，两球的质量和半径相等，且向心力的比值为1∶9，根据 可知 14. 利用如图甲所示的装置研究平抛运动的特点。实验前，先将一张白纸和复写纸固定在装置的背板上。钢球落到挡板N上后，就会挤压复写纸，在白纸上留下印迹。上下调节挡板N，通过多次实验，在白纸上记录钢球所经过的多个位置，用平滑曲线把这些印迹连接起来，就得到钢球做平抛运动的轨迹。 （1）下列器材问题和操作方式不会对实验探究有影响的是___________。 A. 斜槽轨道不光滑 B. 斜槽末端不水平 C. 每次上下调节挡板N时的距离不同 D. 小球每次自由释放的位置不同 （2）第1实验小组根据实验得到平抛小球的运动数据，在坐标系中以平抛起点O为坐标原点，x、y分别为水平和竖直位置坐标，描点画线得到图像，能说明平抛小球运动轨迹为抛物线的是___________。 A. B. C. D. （3）第2实验小组得到物体做平抛运动的轨迹如图乙所示，a、b、c为轨迹上的三个点，以a为坐标原点，以水平方向为x轴，以重垂线方向为y轴，建立直角坐标系，测得b、c两点坐标分别为（40cm，40cm）、（80cm，120cm），重力加速度大小为则由此可计算出物体的初速度大小为___________m/s，物体抛出位置的坐标为___________。 【答案】（1）AC （2）C （3） ①. 2 ②. （，） 【解析】 【小问1详解】 A．斜槽轨道是否光滑对实验无影响，故A正确； B．要保证钢球做平抛运动，安装斜槽轨道时，使其末端保持水平，故B错误； C．挡板不一定必须等间隔上下移动，故C正确； D．每次必须从同一高度由静止释放钢球，以保证小球做平抛运动的初速度相同，故D错误。 故选AC。 【小问2详解】 物体在竖直方向做自由落体运动，则有 水平方向做匀速直线运动 联立可得 故应为正比例关系。 故选C。 【小问3详解】 [1]竖直方向有 解得 水平方向有 联立解得，初速度为 [2]根据匀变速直线运动推论可知 又 解得 从抛出点到b的竖直位移为 解得 从抛出点到b的水平位移为 解得 故物体抛出位置的坐标为（，）。 15. 如图所示，同学们在课外活动时玩投沙包游戏，水平地面上的得分区域用平行标线均匀分成9格，每格宽度d=0.3m，在地面上依次标记为1，2，3，……9，要求参赛者站在离得分区域边界AB的距离为L=3m处，每次总是从距离地面高度为h=1.8m处的P点垂直于AB且沿水平方向抛出沙包，沙包落地后立即停止不动，沙包可视为质点，空气阻力不计，重力加速度大小为g=10m/s2。求： （1）当沙包恰好落到第6格和第7格的分隔标线上时的速度大小； （2）为了使沙包能落入第5格内并且不能落在标线上，初速度大小的取值范围。 【答案】（1）10m/s （2）7m/s<v<7.5m/s 【解析】 【小问1详解】 由题意可知，沙包做平抛运动，在竖直方向上 解得，沙包运动时间为 当沙包恰好落到第6格和第7格的分隔标线上时，沙包的水平位移大小为 则平抛的水平速度为 竖直分速度大小为 所以，落地时的速度大小为 【小问2详解】 当沙包恰好落到第4格和第5格的分隔标线上时，沙包的水平位移大小为 则平抛的水平速度最小，为 当沙包恰好落到第5格和第6格的分隔标线上时，沙包的水平位移大小为 则平抛的水平速度最大，为 又因为不能落在标线上，所以初速度大小的取值范围为7m/s<v<7.5m/s 16. 水流星是中国传统民间杂技艺术，杂技演员用一根绳子拴着里面盛着水的两个碗，快速旋转绳子做各种精彩表演，即使碗底朝上，碗里的水也不会洒出来。某次表演时，杂技演员手拿绳子的中点，让碗在空中旋转。若水的质量为m，绳子长度为L，重力加速度为g，不计空气阻力，绳子的长度远大于碗口直径。 （1）若两只碗在竖直平面内做圆周运动，两碗的线速度大小始终相等，如图甲所示，当正上方碗内的水恰好不流出来时，求正下方碗内的水对碗的压力； （2）若两只碗在同一水平面内做匀速圆周运动，如图乙所示，已知绳与竖直方向的夹角均为θ，求碗和水一起转动的角速度大小。 【答案】（1），方向竖直向下 （2） 【解析】 【小问1详解】 对正上方碗内的水，根据牛顿第二定律 其中，有题意可知 对正下方碗内的水，根据牛顿第二定律 解得，正下方碗对水的支持力大小为 根据牛顿第三定律可知，正下方碗内的水对碗的压力大小为 方向竖直向下。 【小问2详解】 设碗和水的总质量为，则碗和水转动时重力和绳子拉力的合力提供向心力 其中 解得 17. 假设宇航员站在某质量分布均匀的行星表面上，如图所示，从P点沿水平方向抛出一个小球并打到对面倾角为θ的斜坡上，当抛出的初速度为时，从抛出点P到打在斜坡上的落点间位移最小，小球在空中的运动时间为t。已知该行星的半径为R，万有引力常量为G，球体的体积公式是。求： （1）该行星表面的重力加速度； （2）该行星的密度； （3）该行星的第一宇宙速度。 【答案】（1） （2） （3） 【解析】 【小问1详解】 小球在空中做平抛运动，则有， 从抛出点P到打在斜坡上的落点间位移最小，可知位移方向垂直斜面，根据几何关系可得 联立解得该行星表面的重力加速度为 【小问2详解】 在该行星表面有 又 联立解得该行星的密度为 【小问3详解】 该行星的第一宇宙速度等于卫星在表面轨道绕行星做匀速圆周运动的线速度，则有 联立解得该行星的第一宇宙速度为 18. 如图所示，倾斜轨道OA与半径为R=0.5m的光滑圆弧轨道AB平滑连接，A与B两点在同一水平高度处，半径AO'和BO'夹角为α=74°，水平面BC的长度为，斜面CD与水平面夹角θ=37°。质量为的小球先沿圆弧轨道运动，并在B点离开轨道，恰好在C点正上方处达到最高点F，最终落在斜面上的E点。小球落到E点时的速度方向与斜面夹角β=16°，不计空气阻力，重力加速度大小为，，，求： （1）小球运动到B点时对圆弧轨道的压力大小； （2）小球从B点到E点的运动时间； （3）B、E两点间的竖直高度。 【答案】（1） （2） （3） 【解析】 【小问1详解】 设小球经过B点的速度为，从B点到F点有， 联立解得， 小球经过B点时，根据牛顿第二定律可得 解得 根据牛顿第三定律可知，小球运动到B点时对圆弧轨道的压力大小为。 【小问2详解】 小球经过F点的速度为 小球从F点到E点做平抛运动，小球落到E点时的速度方向与斜面夹角β=16°，则有 解得 则小球从B点到E点的运动时间为 【小问3详解】 B、E两点间的竖直高度为 代入数据解得 第1页/共1页 学科网（北京）股份有限公司 $